13361

Аналіз лінійного кола періодичного несинусоїдального струму

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторна робота № 7 Тема: Аналіз лінійного кола періодичного несинусоїдального струму Мета: Вивчити методику комплексного дослідження однофазного електричного кола періодичного негармонічного струму з допомогою програми схемотехнічного моделювання Electroni...

Украинкский

2013-05-11

411.5 KB

3 чел.

Лабораторна робота № 7

Тема: Аналіз лінійного кола періодичного несинусоїдального струму

Мета: Вивчити методику комплексного дослідження  однофазного електричного кола періодичного негармонічного струму з допомогою програми схемотехнічного моделювання Electronics Workbench 4.0.

 

  Забезпечення надійної роботи електричного кола несинусоїдального струму вимагає аналітичних та експериментальних досліджень його режимів, мета яких - визначення споживаних активних потужностей, а також максимальних значень напруг та струмів окремих елементів. При виконанні розрахунків рекомендується використати програму NUMERI [1].

 

Програма виконання лабораторної роботи

1. Розрахунок.

1.1. Розклад вхідної напруги кола на гармонічні складові.

  1.  Розрахунок миттєвих значень струмів віток та напруг котушки та конденсатора.

Визначення діючих і максимальних значень розрахованих напруг та струмів і обчислення коефіцієнтів, які характеризують форму досліджуваних величин.

Обчислення активних потужностей елементів і кола в цілому.

  1.  Експеримент. Визначення законів зміни з часом досліджуваних величин.
  2.  Розрахунок.  Розклад отриманих в п.2 кривих на гармонічні складові.

Методика проведення досліджень

Схема досліджуваного кола та її параметри вибираються згідно з варіантом за рис.3.1 та табл. 3.1

Таблиця 3.1.

Варіанти параметрів елементів схем 1 - 4.

Варі-

ант

Параметри          джерела

Umax ,V   f , Hz     Форма

                                сигн.*

R1,  

R2,

R3,

C. F

L, mH

1

13

100

П

10

15

750

0,5

40

2

17

130

Т

15

20

750

0,5

50

3

15

150

П

20

10

500

0,25

60

4

20

180

Т

15

10

500

0,1

30

5

12

200

П

10

20

300

0,1

30

6

16

220

Т

15

20

300

0,25

35

7

14

250

П

20

15

600

0,4

45

8

19

250

Т

20

20

600

0,4

35

9

18

85

П

15

15

400

0,3

55

10

22

85

Т

15

25

400

0,3

55

*) П(Т) - сигнал прямокутної(трикутної)  форми зі шпаруватістю 1.

     В експериментальній частині  якості джерела вхідної напруги слід вибрати функціональний генератор, а для вимірювання миттєвих значень струмів та напруг - осцилограф.

Пункт 1 програми

1.1. Розкладіть напругу джерела u(t) на гармонічні складові до п’ятої включно. Результати гармонічного аналізу представте в табл.3.2.

Таблиця 3.2.

Гармонічні складові напруги джерела

        k = 1                                  k = 3                                        k = 5

          Um1 , V      U1,           Um3 , V            U3,               Um5 , V          U5,        

1.2. На основі знайдених гармонічних складових напруги джерела і параметрів елементів розрахувати в заданому колі миттєві значення струмів віток і, і1, і2 та напруг на котушці uK та конденсаторі uC. Результати розрахунків звести в табл. 3.3.

Таблиця 3.3

Гармонічні складові струмів та напруг кола

                          k = 1                                    k = 3                                        k = 5

                                            

                          За п.1           За п.3          За п. 1                 За п.3              За п.1              За п.3

                        програми     програми     програми        програми           програми       програми

     Im,  mA

    i ,...

    Im1, mA

    i1 ,...

    Im2, mA

    i2 ,...

   Umк,  V

    Uk ,...

   UmC,  V

    Uc ,...

1.3.  За знайденими миттєвими значеннями струмів та напруг визначити їх діючі та максимальні значення. Обчислити коефіцієнти амплітуди Ка та спотворень Кс. Результати розрахунків звести в табл.3.4.

1.4. Розрахувати активні потужності джерела Рд та елементів кола. Оцінити виконання балансу потужностей за виразом:

P = 2 (PД - P)/( PД + P) 100 %

Значення P > 5% свідчать про помилку в розрахунках. Виконання завдання можна продовжити лише після встановлення помилки. Дані занести в табл.3.5.

Таблиця 3.4.

Результати розрахунків струмів і напруг

Характеристика досліджуваних                              Досліджувані величини

                 величин

                                                                   i                 i1                 i2                 uк                  uС 

Діючі значення,    mA, V

Максимальні значення, mA, V

Коефіцієнт спотворень,  Кс

Коефіцієнт амплітуди,    Ка   

Пункт 2 програми

Зняти осцилограми струмів віток та напруг котушки і конденсатора. Для зняття осцилограми струму вхід осцилографа підключити паралельно до резистора, який включений в вітку з досліджуваним струмом. При цьому масштаб струму

mI = mU / R

де     mU  -  масштаб напруги,

        R -     опір резистора паралельно до якого підключений осцилограф.

Всі зняті осцилограми повинні бути оформлені в звіті у вигляді графіків i(t), u(t)

.

Таблиця 3,5,

Допустимі, розраховані та експериментально знайдені

значення величин

Порівнювані      PR1       PR2            PR3               P,  %           IK max             UK max       UC max

 величини                            W                                                           mA                               V   

                                   

Допустимі         2               2             2                5                 200             100                  60

Розраховані

в  п.1.4,

Експериме-

нтальні з                                                                               

 п.4.

  ,  %                                                                    

Пункт 3 програми

3,1, Розкласти експериментально отримані часові залежності (осцилограми) струмів та напруг на гармонічні складові до п’ятої включно. Результати розкладу занести в табл.3.3.

3,2, Визначити за осцилограмами максимальні та діючі значення величин, обчислити коефіцієнти амплітуди та спотворень. Результати занести в табл.3.6, аналогічну до табл.3.4 (скласти самостійно).

Пункт 4 програми

За діючими значеннями струмів (табл.3.6) та опорами елементів визначити активні потужності та обчислити похибку P . Дані занести в табл.3.5.

   Зробити висновки по роботі, звернувши увагу на причини, що привели до розходжень експериментальних та розрахованих значень величин, та на особливості вимірювань в колах періодичного негармонічного струму.

Питання для самоперевірки

  1.  Які основні можливості програми схемотехнічного моделювання Electronics Workbench?
  2.  Як провести розклад несинусоїдальної напруги в тригонометричний ряд?
  3.  Який звязок між максимальним, діючим та середнім значенням несинусоїдальних періодичних ЕРС, струму та напруги?
  4.  Якими коефіцієнтами характеризують форму несинусоїдальних періодичних кривих?
  5.  Який порядок розрахунку кіл з несинусоїдальними періодичними ЕРС, напругами та струмами?
  6.  Як розрахувати потужність в колах несинусоїдального струму?

Л І Т Е Р А Т У Р А

  1.  Шрюфер Е. Обробка сигналів. - К.: Либідь,1992.

Зевеке Г.В.,Ионкин П.А.,Нетушил А.В.,Страхов С.В. Основы теории цепей. - М.:Энергоатомиздат. - 1989, с.200 - 221.

Бессонов Л.А., Теоретические основы электротехники.Электрические цепи. - М.: - Высшая школа. - 1984, с.179 - 190.

                          а)                                                                                                           б)

                              в)                                                                                     г)

Рис. 3.1.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

49328. Возможности Hex-редакторов 843.76 KB
  Актуальность: в настоящее время hexредакторы используются в основном профессиональными программистами которые работают с языками низкого уровня. Hexредакторы вместе с дизассемблерами активно применяются хакерами для написания вирусов взлома программ и создания crck’ов. Понятие hexредактора Hexредактор англ.
49329. Цепи постоянного тока 136.43 KB
  Оглавление Цель курсовой работы Постановка задачи Расчет схемы Определение токов и напряжений в ветвях методом контурных токов Определение токов и напряжений в ветвях методом узловых потенциалов Баланс мощности Определение номинальных значений пассивных элементов цепи R LC Моделирование Список использованной литературы Целью курсовой работы является закрепление и...
49332. Синтезирование непрерывной системы управления с астатизмом второго порядка методом желаемой передаточной функции с заданными передаточной функцией объекта 303.87 KB
  Целью выполнения курсовой работы является применение теоретических положений теории управления для синтеза непрерывной системы управления методом желаемой передаточной функции...