Лабораторный практикум к лабораторным работам по курсу «Автоматизация электрических сетей», страница 2

Триггер Шмитта собран на операционном усилителе  и элементах  … ,  … ,  … . Резисторы  … ,  …  и диоды ,  позволяют ограничить значение напряжения на конденсаторе , что увеличивает быстродействие схемы. Резисторы , ,  и диоды ,  позволяют раздельно регулировать напряжения срабатывания и возврата триггера. В этом триггере даже существенное отклонение сопротивлений от номинальных значений из-за неисправностей не приводит к отказу реле.

Схема быстродействующего измерительного органа реле тока нулевой последовательности приведена на рис. 1.3.

Рис. 1.3

На элементах , , ,  и диодном мосте  собран двухпороговый компаратор.

Если мгновенные значения входного напряжения не превышают положительных и отрицательных порогов срабатывания компаратора, которые можно изменять с помощью резистора , на выходе компаратора, то есть на выходе операционного усилителя , напряжение равно нулю. В результате все диоды моста  открыты и по ним протекает ток от источника питания через резисторы , . Напряжение с этих диодов подаётся на входы простого компаратора, собранного на операционном усилителе . В результате на выходе  появляется отрицательное напряжение насыщения, закрывающее электронный ключ на транзисторе  и светодиод  не светится. Это соответствует недействию защиты.

В случае аварийной ситуации, когда мгновенные значения входного напряжения превышают пороги срабатывания компаратора, на его выходе появляются положительные и отрицательные импульсы, длительности которых пропорциональны превышению входного напряжения над соответствующим порогом срабатывания. Далее в схеме эти импульсы выпрямляются с помощью диодного моста . В результате на его выходе появляется напряжение, обратное по знаку тому, что наблюдалось, когда не было аварийной ситуации, и компаратор  переключается, а светодиод начинает светиться. Это соответствует срабатыванию защиты.

Описание лабораторной установки

На лабораторном стенде расположены исследуемые схемы. Точки соединения и контрольные точки выведены в виде штырьков с номерами. Питание на стенд подаётся путём подключения специального разъёма. Значения сопротивлений и емкостей написаны рядом с соответствующими элементами.

При работе со стендом необходимо соблюдать следующие правила:

·  отключать питание от стенда при сборке и разборке схемы;

·  стенд должен стоять на столе и под ним ничего не должно лежать;

·  регуляторы переменных резисторов вращать только отвёрткой.

Входное напряжение на стенд подается с отдельного трансформатора с выведенным наружу регулятором переменного резистора.

Дополнительно к стенду требуются: цифровой вольтметр и двухканальный осциллограф.

Порядок выполнения работы

1.  Соберите схему унифицированного измерительного органа реле тока и напряжения (рис. 1.1), соединив точки: 1,3; 2,4; 7,8; 9,11.

2.  Подключите первый канал осциллографа между выходом выпрямителя  (сигнальный провод) и общей т. 5.

3.  Вольтметр постоянного напряжения подключите между верхним штырьком резистора  и т. 5.

4.  Подайте питание на стенд и резистором  установите любое значение опорного напряжения от 0,5 до 1 В, что соответствует уставке реле.

5.  Изменяя входное напряжение, добейтесь порога срабатывания реле, наблюдая за светодиодом.

6.  По осциллографу измерьте амплитуду выпрямленного напряжения.

7.  Рассчитайте длительность отрицательных импульсов  и положительных пауз  по формулам (1.1) и (1.2), установив на калькуляторе радианы.

8.  Определите экспериментальные значения  и  по осциллографу, переключив сигнальный провод осциллографа на выход  и установив максимальный масштаб по первому каналу.

9.  Подключите второй канал осциллографа к конденсатору  и зарисуйте полученные осциллограммы на входе и выходе интегрирующей цепи.

10.  Увеличьте входное напряжение в 1,5 раза и снова зарисуйте осциллограммы.

11.  Изменяя входное напряжение, с помощью вольтметра переменного тока измерьте между т. 3 и 4 напряжения срабатывания и возврата реле. Рассчитайте коэффициент возврата.