Методические указания к выполнению лабораторных и самостоятельных работ для студентов 2-курса бакалавриата направлений образования 5310600

Рабочие характеристики
В качестве резистора R_h использовать последовательно соединенные резисторы R₁ и R₂ модуля «Сопротивления добавочные 2». Нагрузкой АД является двигатель постоянного тока в режиме генератора. Увеличение напряжения на обмотке возбуждения U_b, при постоянном сопротивлении Rh, приводит к увеличению напряжения якоря, тем самым увеличивается механическая нагрузка на валу асинхронного двигателя.
Переключатели резисторов R₁ и R₂ перевести в положения максимального сопротивления (1260 Ом).
17. Включить питание модулей установки.
18. Ток обмотки возбуждения «1В» контролировать по показаниям дисплея модуля «Тиристорный преобразователь».
19. Произвести запуск асинхронного двигателя. Установить скорость вращения вала АД n = 1350 об/мин. Обороты вала двигателя п необходимо контролировать по цифровому индикатору субблока «Тахометр».
20. Снять показания со всех измерительных приборов. Данные записать в табл.10.2.
21. Уменьшая число оборотов двигателя, путем вращения резистора RP1 «Регулировка скорости» модуля «Преобразователь

Таблица 10.2.

Rh=... Ом
п, об/мин
W, Вт
Uв, В
IB , А
Uя. в
Iя - А

частоты», снять данные со всех измерительных приборов (5-6 измерений). Данные занести в табл.10.2.

22. Изменяя сопротивление нагрузки Rh в интервале 560... 1260 Ом при фиксированном числе оборотов двигателя, снять данные со всех измерительных приборов (5-6 измерений). Данные занести в табл. 10.3.
Таблица 10.3.

n, об/мин
RH, Ом	560	580	...	1260
W, Вт
Uв, В
IB, А
Uя , В
Iя , А

23. Произвести остановку двигателя. Для этого на панели управления модуля «Преобразователь частоты» нажать кнопку «СТОП».

24. Отключить питание лабораторной установки.
25. По данным табл. 10.2 и 10.3 построить графики зависимостей числа оборотов двигателя и сопротивления нагрузки от величин тока, напряжения, мощности. Сделать выводы.
26. Вычислить коэффициент полезного действия двигателя (КПД):

где Р₁ - потребляемая мощность; Р₂ - мощность на валу.
Механические и рабочие характеристики при соединении обмоток двигателя в «треугольник»
27. Собрать схему на рис. 10.3.
28. В качестве резистора Rh использовать последовательно соединенные резисторы R1 и R2 модуля «Сопротивления добавочные 2». Переключатели резисторов R1 и R2 перевести в положения максимального сопротивления (1260 Ом).
29. Включить питание модулей установки.
30. Ток обмотки возбуждения «1в» контролировать по показаниям дисплея модуля «Тиристорный преобразователь».
31. Произвести запуск асинхронного двигателя. Установить скорость вращения АД п=1350 об/мин. Обороты вала двигателя n необходимо контролировать по цифровому индикатору субблока «Тахометр».
32. Снять показания со всех измерительных приборов. Данные записать в табл. 10.4.
Таблица 10.4.

R2=560...1260 Ом
п, об/мин
W, Вт
Uв, в
Iв - А
Uя, В
Iя , А
Ƞ
M.H.м

33. Уменьшая число оборотов двигателя, снять данные со всех измерительных приборов (5-6 измерений). Данные занести в табл.10.4.

34. Изменяя сопротивление нагрузки Rh в интервале 560...12600 м при фиксированном числе оборотов двигателя, снять данные со всех измерительных приборов (5-6 измерений). Данные занести в табл.10.5.
Таблица 10.5.

n, об/мин
R2, кОм	560	580		1100
W, Вт
Uв в
Iв - А
Uя, В
Iя , А
Ƞ
М, Н м

35. Произвести остановку двигателя.

36. Отключить питание установки.
37. Вычислить коэффициент полезного действия двигателя:
,
где Р₁ – потребляемая мощность; Р₂ - мощность на валу. Данные занести в табл. 10.4 и 10.5.
38. Вычислить момент на валу двигателя:
где угловая частота вращения ротора; п - число
оборотов вала двигателя. Данные занести в табл.10.4 и 10.5.
По данным табл. 10.4, и 10.5. построить графики зависимостей числа оборотов двигателя и сопротивления нагрузки от величин тока, напряжения, мощности: скоростная характеристика n - f(P2); зависимость полезного момента на валу от полезной мощности M = f(P2) и т.д. Сделать выводы. Построить механическую характеристику М=/(п) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Сделать выводы.


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11


Исследование диодов
1. Цель работы: ознакомиться с работой, основными характеристиками и применением полупроводниковых диодов выпрямительного диода, стабилитрона, диода Шоттки.
2.Порядок выполнения работы:

1. 
   Изучить главу «Описание оборудования».
   
2. 
   Изучить теоретические основы по материалам лекций или перечню рекомендованной преподавателем литературы.
   
3. 
   Убедиться, что выключатель модулей стенда находится в положении «ВЫКЛ».
   
4. 
   По указанию преподавателя, выбрать модули стенда для выполнения текущего задания. Подготовить соединительные провода (перемычки), входящие в комплект поставки стенда.
   
5. 
   Соединить модули стенда согласно принципиальной электрической схеме или схеме соединений.
   
6. 
   Провести эксперимент.
   
7. 
   Выключить питание стенда.
   
8. 
   Составить отчет по лабораторной работе.
   

3. Порядок проведения эксперимента:
3.1. Исследование выпрямительного диода
3.1.1. Собрать схему для исследования выпрямительного диода VD1 на постоянном токе (рис.11.1.). Для измерения анодного тока использовать амперметр блока «Измерительные приборы», для измерения анодного напряжения – вольтметр. Представить схему для проверки преподавателю. В качестве R1 использовать сопротивление 100 Ом блока «Диоды, резисторы, конденсаторы».

Рис. 11.1. Исследование полупроводниковых диодов

3.1.2. Включить электропитание модулей стенда. Снять вольтамперную характеристику выпрямительного диода VD1 на постоянном токе сначала для прямой, а затем для обратной ветви. Для снятия обратной ветви изменить полярность (-12В...0) источника питания. Регулируя входное напряжение с помощью потенциометра «Е1» в пределах 0...12В, измерить ток (Р1) и напряжение (Р2) на диоде. Результаты измерений занести в табл. 11.1. и 11.2. Выключить электропитание модулей стенда. Установить потенциометр «Е1» в нулевое положение.

Таблица 11.1.

Uпр, В
Iпр, мА

Таблица 11.2.

Uобр, В
Iобр, мА

3.2. Исследование однополупериодного выпрямителя на полупроводниковом диоде

Для этого в качестве источника питания применить один из выходов (А,В,С) блока «ТРЕХФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР 50Гц» или выход 12В\50Гц блока ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ. Измерительные приборы PV1 и РА1 исключить из схемы, подготовить осциллограф. Включить электропитание модулей стенда и осциллографа. Подключить вход осциллографа к гнездам источника питания. Установить синхронизацию входного сигнала. Снять осциллограмму входного выпрямляемого напряжения U, определив масштабы по времени и напряжению.
Снять осциллограмму напряжения на нагрузке U_H. Для этого подключить осциллограф параллельно резистору R1. Зарисовать в масштабе осциллограмму напряжения на нагрузке U_H, определив масштабы по времени и напряжению. Снять осциллограмму напряжения на диоде Ua (подключить осциллограф параллельно диоду VD1), определив по ней величину максимального обратного напряжения на диоде U_{обр макс}. Выключить питание осциллографа и модулей стенда.
3.3. Исследование диода Шоттки
Собрать схему для исследования диода Шоттки (STPS1045 на блоке «Нелинейные элементы») на постоянном токе. Выполнить пункты 3.1.1 и 3.1.2 для диода Шоттки. Сравнить вольтамперные характеристики обычного выпрямительного диода и диода Шоттки.
3.4. Исследование стабилитрона
3.4.1. Собрать схему для исследования стабилитрона на постоянном токе (аналогично схеме по рис. 11.1). Выполнить пункт 3.1.2 для стабилитрона. Построить график зависимости выходного напряжения U_ст от тока I_ст. Результаты занести в табл. 11.3. По полученной вольтамперной характеристике определить напряжение стабилизации и U_Ст величину дифференциального сопротивления r_д.
Таблица 11.3.

Uст, В
Iст, мА

11.2. Исследование параметрического стабилизатора