CC BY
13
УДК 629.7.064.52
РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА «ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ ДРОССЕЛЯ»
С.А. Алдаев, Н.С. Наконечная Научный руководитель - Г.М. Гринберг
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, пр. имени газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Одной из важнейших составляющих организации образовательного процесса является выполнение студентами лабораторного практикума. Авторами предложены две лабораторные работы по изучению способов регулирования индуктивности дросселя.
Ключевые слова: лабораторная работа, способы регулирования индуктивности дросселя.
DEVELOPMENT OF LABORATORY PRACTICAL WORK «THE METHODS OF INDUCTANCE REGULATION OF CHOKE»
S. A. Aldaev, N. S. Nakonechnaya Scientific Supervisor - G. M. Grinberg
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Performance of laboratory practical work is one of the most important components of the educational process organization. Actual article describes two laboratory practical works about study of the methods of inductance regulation of choke.
Keywords: laboratory practical work, methods of inductance regulation of choke.
Особенность технического образования - необходимость организации и проведения лабораторных практикумов с применением реального исследовательского оборудования. Важность этого вида учебных занятий находит подтверждение в действующих государственных образовательных стандартах, регламентирующих перечни учебных дисциплин, изучение которых должно сопровождаться выполнением лабораторных практикумов [1].
Выполнение студентами натурного лабораторного практикума с использованием реального оборудования и приборов, с которыми выпускник столкнется на производстве, позволит дать им полезный опыт по работе с этим оборудованием. Например, с таким, как имитатор аккумуляторной батареи, который «предназначен для испытаний бортового электрооборудования космических аппаратов и представляет собой быстродействующий силовой стабилизатор напряжения компенсационного типа с активно-индуктивным полным внутренним сопротивлением» [2].
В таких имитаторах используются дроссели с регулируемым индуктивным сопротивлением. Изменения индуктивного сопротивления дросселя можно достигнуть путем изменения частоты, что приведет к появлению помех, ухудшающих характеристики прибора, и путем изменения индуктивности [3]. Студентам целесообразно ознакомиться с вариантами изменения индуктивности дросселя, выполнив лабораторные работы.
Целью нашей работы является организация лабораторного практикума на кафедре систем автоматического управления Сибирского государственного университета науки и технологий по изучению способов регулирования индуктивности дросселя.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 3
Для достижения этого нами разработаны две лабораторные работы по изучению способов регулирования индуктивности дросселя. Студентам будут предоставлены два вида лабораторных установок, предназначенных для изменения относительной магнитной проницаемости. Схемы установок представлены ниже. По этим схемам студентам нужно будет самостоятельно собрать установки и провести два опыта.
Первый способ регулирования индуктивности заключается в изменении сопротивления, шунтирующего дополнительную обмотку на сердечнике дросселя (рис. 1).
Омметр
Рис. 1. Схема системы регулирования индуктивности дросселя с помощью дополнительной обмотки с шунтирующим сопротивлением Ьизм - изменяемая индуктивность; Ьк - дополнительная обмотка; Ярег - потенциометр
В качестве шунта используется потенциометр с возможностью ручного регулирования сопротивления в диапазоне от 0 до 130 Ом. Индуктивность катушки измеряется КЬС-метром, а сопротивление потенциометра - омметром. Дроссель, применяемый в лабораторной работе, изготовлен на сердечнике из феррита с относительной магнитной проницаемостью 2000. С помощью проводов студентам нужно будет соединить КЬС-метр с выводами обмотки дросселя. На сердечник нужно намотать дополнительный виток и подсоединить к нему потенциометр и омметр (параллельно). Для соблюдения мер безопасности сборка установки должна проводиться под наблюдением преподавателя или лаборанта.
Второй способ регулирования индуктивности - регулирование уровня напряженности магнитного поля в сердечнике дросселя (рис. 2).
Ьдр 1к
©
_I
иьс- ыетр
Рис. 2. Схема системы регулирования индуктивности дросселя с помощью дополнительной обмотки с током Ьизм - изменяемая индуктивность; Ьк - обмотка компенсации; Ьдр - дополнительный виток; 1к - ток компенсации
Используется дополнительная обмотка для компенсации магнитного потока, создаваемого основной обмоткой, путем создания противоположно направленного потока. Поток в свою очередь меняется за счет регулирования тока в этой обмотке, величина которого задается источником тока. Дополнительный виток, подключаемый к источнику тока, необходим, потому что сопротивление источника тока настолько мало, что регулируемая индуктивность дросселя может упасть до нуля. Индуктивность так же, как и в первом методе, измеряется КЬС-метром. Его, как и в первой установке, студенты подключат параллельно обмотке дросселя, индуктивность которого нужно регулировать. Источник тока с дополнительным витком подключается параллельно обмотке компенсации, намотанной на тот же дроссель, что и обмотка изменяемой индуктивности.
В лабораторных работах студентам потребуется изучить теоретический материал по данной теме, ознакомиться с правилами эксплуатации используемых приборов, собрать лабораторные установки по приведенным схемам, записать данные проведенных экспериментов; по полученным данным нужно будет построить графики зависимости индуктивности от сопротивления в
первом случае и от напряженности магнитного поля - во втором; по графикам сравнить методы и записать выводы о том, какой метод изменения индуктивности эффективнее, перечислить достоинства и недостатки методов.
Выполнение предложенных лабораторных работ позволит студентам изучить возможные способы регулирования индуктивности дросселя, ознакомиться технологией проведения экспериментальных работ и используемыми при этом приборами и оборудованием.
Библиографические ссылки
1. Лабораторный практикум [Электронный ресурс] / URL: http://edu.kspu.ru/file.php/1/ hrestomatia/part12.html - (дата обращения 17.05.2016 г.).
2. Мизрах, Е.А. Имитатор электрических характеристик систем электропитания космических аппаратов [Электронный ресурс] / URL: http://ikt.slbsau.ru/lndex.php/zakazchlku/ 138-imitator-elektricheskikh-kharakteristik-sistem-elektropitaniya- sep-kosmicheskikh-apparatov - (дата обращения 17.05.2016 г.).
3. Индуктивное сопротивление катушки // Схемотехника для студентов, радиолюбителей, инженеров. 2014. URL: http://www.sxemotehnika.ru/induktivnoe-soprotivlenie-katushki.html (дата обращения 17.05.2016 г.).
© Алдаев С.А., Наконечная Н.С., 2017
