Лабораторный практикум к лабораторным работам по курсу «Автоматизация электрических сетей», страница 7

Напряжение  на входе функционального преобразователя суммируется с помощью резисторов ,  с опорным напряжением , формируемым с помощью напряжения -15 В и резисторов , , .

Если <, то выходное напряжение  функционального преобразователя неизменно и положительно по знаку. Если >, то напряжение  вначале растёт пропорционально входному напряжению . При достижении некоторого значения  открывается диод , что приводит к параллельному соединению резисторов ,  и уменьшению коэффициента усиления функционального преобразователя. При дальнейшем росте напряжения  открывается диод , и резистор  подключается параллельно к резисторам , . В результате коэффициент усиления функционального преобразователя становится ещё меньше.

Рис. 3.4

На рис. 3.4 приведена передаточная характеристика функционального преобразователя. Она представляет собой кусочно-линейную аппроксимацию зеркально отображённой характеристики срабатывания реле времени (рис. 3.1). Тангенс угла наклона каждого отрезка прямой аппроксимации численно равен коэффициенту усиления функционального преобразователя.

Напряжение  с выхода функционального преобразователя поступает на вход интегратора, собранного на операционном усилителе  и элементах  … ,  … , .

В нормальном состоянии ключ  замкнут, и интегратор не работает, так как конденсатор  разряжен через малое сопротивление резистора  и открытый электронный ключ, который собран на транзисторе  и элементах , , .

При срабатывании пускового органа (например, реле тока) размыкается ключ , меняя полярность тока базы транзистора  и закрывая этот транзистор. В результате запускается интегратор, и конденсатор  начинает заряжаться, напряжение  на выходе интегратора нарастает по линейному закону со скоростью, пропорциональной напряжению .

Напряжение  с выхода интегратора подаётся на триггер Шмитта, собранный на операционном усилителе  и резисторах  … .

Резистор  позволяет регулировать порог срабатывания триггера Шмитта. При достижении равенства этого порога и напряжения  происходит переключение триггера Шмитта, в результате чего на его выходе появляется положительное напряжение насыщения, открывающее электронный ключ, собранный на транзисторе  и элементах , , , светодиод  начинает светиться, и срабатывает герконовое реле .

Таким образом, выдержка времени пропорциональна значению напряжения , которое, в свою очередь, связано функциональной зависимостью с входным напряжением .

Напряжение  пропорционально контролируемой величине, например, току в линии.

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.

Дополнительно к стенду требуются: цифровой вольтметр, электронный секундомер Ф209, ручной секундомер и осциллограф.

Порядок выполнения работы

1.  Соберите схему органа выдержки времени с независимой характеристикой срабатывания (рис. 3.2). Для этого соедините точки 10,5 и 11,6.

2.  Установите резистор  в среднее положение. Подключите цифровой вольтметр к точкам 11 и 4.

3.  Приготовьте ручной секундомер, например, в сотовом телефоне. Подайте питание на стенд.

4.  Сымитируйте срабатывание пускового органа, нажав кнопку  и не отпуская её. Одновременно с моментом нажатия кнопки запустите секундомер.

5.  В момент начала свечения светодиода остановите секундомер. Запишите полученное время срабатывания реле.

6.  Повторите п. 4 ещё три раза. Рассчитайте среднее время срабатывания реле.

7.  С помощью вольтметра зафиксируйте напряжение, при котором происходит срабатывание реле.

8.  Слегка измените положение резистора  и повторите п. 7.

9.  Закоротите резистор , соединив точки 12,13.