Материал: Переходные процессы в ЛЭЦ 2014

4.2.5.Расчетная часть

1)Классическим методом рассчитать напряжение на емкости и токи во всех ветвях исследуемой цепи при замыкании в момент t = 0 контактов 1-3 (первая коммутация) и при t = t1 контактов 2-3 (вторая коммутация).

2)Операторным методом рассчитать одну из величин в схеме с двумя реактивными элементами.

3)Построить график uС t при 0 t1 Т.

4)Сравнить результаты опыта и расчетов.

4.2.6.Использование виртуальных приборов станции NI ELVIS II и расчет переходного процесса в программной среде LabVIEW

Лабораторные стенды NI Elvis II позволяют исследовать процессы, быст-

ро изменяющиеся во времени, к которым можно отнести переходные процессы в линейных электрических цепях. Стандартный набор виртуальных приборов

NI ELVISmx Instrument Launcher позволяет при помощи курсорных измерений детально исследовать характер переходных процессов [9 – 11].

Данные эксперимента, полученные с использованием лабораторного стенда NI Elvis II, сравниваются с расчетными значениями, полученными в программной среде LabView. Кроме того, сравниваются графики, построенные по данным расчета, и осциллограммы, полученные в эксперименте.

В данном разделе описывается лабораторная работа, выполненная на стендах NI Elvis II и макетах, содержащих электрические цепи с наборами эле-

ментов R, L, C. Режимы коммутации задаются при помощи функционального генератора, управляющего обмоткой электромеханического реле. При периоди-

ческом замыкании и размыкании групп контактов реле происходит заряд и раз-

ряд конденсатора.

4.2.7.Порядок проведения эксперимента и расчета

1)На макетной плате NI Elvis II собрать электрическую цепь по выбран-

ному варианту, как показано на рис. 38.

Внешний вид лабораторного стенда со схемой, собранной на макетной плате, показан на рис. 39.

76

Рис. 38. Схема электрической цепи (вариант 2)

Рис. 39. Внешний вид стенда для исследования переходных процессов

2) В качестве входного напряжения используется источник переменного напряжения VPS (Variable Power Supply). Один из выводов резистора R2 соеди-

няется с контактом SUP+ в левой нижней части макетной платы. Для установки требуемого напряжения из перечня виртуальных приборов NI ELVISmx следует выбрать VPS. В нужном поле прибора установить числовое значение входного напряжения в вольтах (рис. 40).

3) Управляющие выводы реле подключить к функциональному генерато-

ру (Function Generator), которому соответствуют гнезда FGEN и Ground в ле-

вой нижней части макетной платы. Для переключения реле с нужной частотой в окне генератора из перечня виртуальных приборов NI ELVISmx нужно устано-

77

вить числовое значение этой частоты, размах напряжения (Amplitude Vpp) уста-

новить равным 6 В без смещения уровня (DC Offset) (рис. 41).

Заряд и разряд конденсатора осуществляются при переключении контак-

тов реле постоянного тока, управляемого сигналом синусоидальной формы,

вырабатываемым функциональным генератором (FGEN). Контроль входного напряжения и наличия управляющего сигнала реле осуществляется при помо-

щи светодиодов (LED0, LED7) в правой части макетной платы (см. рис. 39).

4) Запустить программу осциллографа (Oscilloscope). Один из каналов,

например, CH0 подключить к клемме К2, а другой – СН1 – к клемме К1, тогда на экране осциллографа отобразятся соответственно формы напряжения и тока на емкости (рис. 42).

При помощи курсорных измерений в режиме виртуального осциллографа

(Oscilloscope) определить следующие параметры: период следования прямо-

угольных импульсов, время переходного процесса, период свободных колеба-

ний, амплитуды затухающих колебаний (рис. 43). Напряжение на конденсаторе,

токи в индуктивности и в других ветвях схемы нужно измерить, последова-

тельно переключая входной кабель на шунты Rш1, Rш2, Rш3 (см. рис. 38).

78

5) Для выполнения расчета переходного процесса для заданной схемы не-

обходимо открыть программу LabVIEW из главного меню «Пуск» и загрузить в программу файл «Расчет переходных процессов.vi».

В экранных формах расчетного режима программы LabView отображают-

ся топология исследуемой схемы, наименование цепей для подключения вход-

ного напряжения и управляющих импульсов.

Рис. 42. Осциллограмма изменения напряжения на конденсаторе

Рис. 43. Курсорные измерения на осциллограмме напряжения на конденсаторе

Ввести численные значения всех элементов, напряжения на входе схемы и частоты срабатывания электромеханического реле. В результате расчета в выходном окне отображаются численные значения параметров переходного

79