Прикладная электротехника

Виртуальные лабораторные стенды позволяют выполнять работы на неограниченном количестве рабочих мест без дополнительных затрат на создание лабораторных установок. Прибор позволяет определять для фаз асинхронного двигателя огибающие среднеквадратичных значений токов, огибающие активной мощности и мгновенных значений напряжений для отдельных фаз.

Электрическая принципиальная схема блока гальванической развязки Для гальванической развязки цепей напряжения применяются изолирующие усилители DA1-DA3. Перед студентами 2-го или 3-го курса втузов, на которых изучается дисциплина «Электротехника и электроника» в ограниченном объеме 120-250 часов, ставятся следующие задачи: - научиться собирать схемы с подключением к ним измерительных приборов и источников энергии; - задавать параметры элементов схемы источников входных воздействий и пассивных элементов или функциональных блоков в соответствии с выданным преподавателем вариантом задания; - устанавливать режим работы на панелях измерительных приборов, чтобы получить результаты в привычной для него форме; - с помощью компьютера или вручную построить графики и диаграммы и провести анализ полученных результатов.

В дальнейшем предполагается внедрение сетевых технологий при проведении лабораторной работы и соответствующая корректировка программного обеспечения. Внедрение и развитие решения Стенд применяется для исследования электрических переходных процессов асинхронного двигателя при выполнении лабораторного практикума по дисциплине «Электрический привод» на кафедре «Электротехника» Ижевского государственного технического университета. Внешний вид стенда представлен на рис. Пересчет усредненных значений в соответствии с тарировочными коэффициентами 10. Внедрение и развитие решения Стенд внедрён в лабораторном практикуме по дисциплине «Электрооборудование в промышленности» на кафедре «Электротехника» Ижевского государственного технического университета. Стенд может быть применён в промышленности для исследования характеристик широкой номенклатуры ламп и в научных целях при исследовании характеристик газового разряда. В качестве операционной среды для функционирования серверной и клиентской частей была выбрана платформа Microsoft Windows.

При типовых испытаниях светильников исследуется ток лампы, напряжение на лампе, мощность светильника, изменение этих характеристик во времени1,3. Огибающая активной мощности каждой фазы получается при нахождении среднего значения от произведения мгновенных значений тока и напряжения соответствующих фаз. Постановка задачи Диагностика электрооборудования с асинхронными двигателями, работающими при переменной и знакопеременной нагрузке, сводится к регистрации большого числа электрических параметров и их временных характеристик. Применены прямые аналоги серии SN74. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Полученное с помощью подпрограммы значение постоянной составляющей вычитается из мгновенного значения тока фазы. Сигнал, поступающий с устройства Nl USB-6009, разбивается блоком «Split Signals» на отдельные потоки. Пример моделирования трехфазной цепи в среде Multisim 8 Назначение подсистемы - предоставление студенту дидактических материалов к работам, структурированных по разделам цель работы, основные теоретические сведения, порядок выполнения работы, пример выполнения работы, каждый из которых выводится в отдельном окне многооконного интерфейса программы. Для обследования сетей и оборудования необходимо одновременно регистрировать мгновенные значения трех фазных или линейных напряжений и четырех токов.

Обязательным элементом учебной дисциплины "Электротехника" является лабораторный практикум, предусмотренный государственным образовательным стандартом. В соответствии с задачей исследования, путем обработки системы токов и напряжений по определенным алгоритмам производится анализ состояния электрических сетей и оборудования в установившемся и переходных режимах. В созданной нами виртуальной лаборатории по электротехнике реа лизовано 20 лабораторных работ в среде Multisim, в соответствии с перечнем лабораторно-практических занятий примерной программы общепрофессиональной дисциплины вузов "Общая электротехника и электроника", рекомендованной Минобрнауки Российской Федерации для неэлектротехнических направлений подготовки бакалавров 550000 - технические науки и для неэлектротехнических направлений подготовки дипломированных специалистов 650000 - техника и технология. Перспектива внедрения заключается в ознакомлении студентов с современными методами проведения эксперимента, а также сбора, анализа и обработки данных. Важной компонентой учебного процесса в техническом вузе является лабораторный практикум.

Амплитудное значение напряжений определяется подпрограммой «Extract single tone information» и выводится на лицевую панель прибора. Программа Electronics Workbench и ее применение. Внедрение и развитие решения Блок гальванической развязки внедрен в лабораторном практикуме на кафедре «Электротехника» Ижевского государственного технического университета в составе различных виртуальных измерительных систем, применяемых в лабораторных практикумах по дисциплинам: «Электрический привод», «Электрооборудование промышленности».

Разработанные информационно-измерительные системы использованы для создания автоматизированных лабораторных практикумов по дисциплинам электротехнического профиля теоретические основы электротехники, электротехника и электроника, технические измерения в политехническом институте Сибирского федерального университета и других вузов Красноярска. Перемноженные мгновенные значения тока и напряжения лампы определяют мгновенную мощность. Внедрение и развитие решения Учебный лабораторный стенд с написанным под него программным обеспечением используется для проведения лабораторной работы на кафедре «Электротехника, теплотехника, гидравлика и энергетические машины» ГОУ МГИУ. Исследование переходных процессов актуально для экспериментального определения режимов самозапуска электрооборудования при кратковременном исчезновении питающих напряжений и при перекосах и провалах напряжений. Выявлены отдельные недоработки в подпрограмме связи со студентами. Усилители DA1-DA3 питаются напряжением +15 -15В. Остановка программы осуществляется нажатием кнопки «stopF» на лицевой панели виртуального прибора.

Использовался стабилизированный источник питания. При замене шунтов R1-R3 стенд позволяет исследовать переходные процессы и диагностировать двигатели различных мощностей. Студентам предлагается построить графики изменения статического давления по стенкам диффузора, а также рассчитать и построить профиль скорости в трех поперечных сечениях диффузора. Лицевая панель виртуального прибора на рис. Индексирование двумерного массива для извлечения оттуда элементов в виде одномерного массива, соответствующего необходимым каналам АЦП. Открытие цикла While для забора данных с АЦП. Традиционно считается, что лабораторные работы по физике, электротехнике, электронике и другим техническим дисциплинам должны быть выполнены только на натурных стендах, а проведение лабораторных работ на моделях электротехнических устройств в программных средах моделирования привнесет только пренебрежение выпускников к подготовке и проведению натурных экспериментов. В том числе некоторые из вариантов содержат типичные ошибки, допускаемые студентами. При этом эффективность учебных занятий с использованием виртуального практикума может быть существенно выше. Само устройство Nl USB-6009 не имеет цепей гальванической развязки по входам и для его использования в промышленной сети необходима развязка с помощью дополнительных устройств 1. Комплексное использование в учебном процессе физического эксперимента и виртуального практикума в среде LabVIEW обеспечивает эффективное освоение студентами дисциплины "Электротехника".

Исследования

Продолжение справочного пособия