ВВЕДЕНИЕ 7
1 Обзор современного лабораторного оборудования и наиболее распространенных схем выпрямления 8
1.1 Типовой комплект учебного оборудования «Однофазные
выпрямители», исполнение моноблочное ручное, ОВ-МР 8
1.2 Типовой комплект учебного оборудования «Преобразовательная
техника», исполнение настольный ручной с осциллографом, ПТ2-НРЦ 10
1.3 Типовой комплект учебного оборудования «Промышленная
электроника», исполнение настольное ручное с осциллографом, ПЭ-НРЦ ... 12
1.4 Типовой комплект учебного оборудования «Физические основы электроники», исполнение настольное ручное с осциллографом ФОЭ-НРЦ . 14
1.5 Типовой комплект учебного оборудования «Физические основы электроники», исполнение настольное ручное минимодульное с
осциллографом ФОЭ- НРМЦ 16
1.6 Анализ рассмотренного лабораторного оборудования 18
1.7 Модульная платформа NI ELVIS II 18
1.8 Наиболее распространенные однофазные схемы выпрямления
переменного тока 20
1.9 Однофазная однополупериодная (однотактная) схема выпрямления 20
1.10 Однофазная мостовая схема выпрямления 22
1.11 Двухполупериодная однофазная схема со средней точкой 23
1.12 Схема удвоителя напряжения 25
2 Разработка структурной схемы стенда 28
3 Разработка принципиальной схемы стенда 29
3.1 Однополупериодный выпрямитель с подключаемыми емкостными
фильтрами 30
3.2 Мостовой выпрямитель с подключаемыми емкостными фильтрами 39
3.3 Двухполупериодная схема со средней точкой с подключаемыми
емкостными фильтрами 46
3.4 Удвоитель напряжения 56
3.5 Умножитель напряжения 62
3.6 Система переключателей схем 67
4 Разработка печатной платы 70
4.1 Расчет печатной платы 70
4.2 Разработка печатной платы в программе NI Ultiboard 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 85
ПРИЛОЖЕНИЯ 87
Одним из наиболее эффективных способов обучения является работа с лабораторным стендом. Она позволяет в наглядной форме донести до студента особенности функционирования того или иного объекта познания, его параметры и характеристики. Использование лабораторных стендов при изучении дисциплин, связанных с электроникой, особенно важно, поскольку поставленные перед студентом задачи могут максимально приближаться к реальным.
В данной работе рассмотрены современные учебные стенды, помогающие изучать схемы для выпрямления переменного тока, а так же представлены результаты разработки учебного стенда на базе платформы NI ELVIS II.
В первой главе данной работы рассмотрены современные лабораторные стенды, выявлены их достоинства и недостатки. Помимо этого рассмотрены основные схемы выпрямления, выявлены их достоинства и недостатки. Также была рассмотрена модульная платформа NI ELVIS II. На основе анализа рассмотренной информации, было принято решение приступить к разработке лабораторного модуля для изучения схем выпрямления на базе платформы NI ELVIS II.
Во второй главе создана и описана структурная схема разработанного лабораторного модуля. На ней отображена структура взаимодействия составных элементов принципиальной схемы.
В третьей главе описаны и рассчитаны составные элементы принципиальной схемы разработанного стенда. Корректность расчетов проверена в системе моделирования NI Multisim. Активация той или иной схемы в лабораторном модуле происходит с помощью системы переключателей. К основным схемам выпрямления добавлены схемотехнические решения, расширяющие возможности изучения этих схем. В частности, к умножителю напряжения добавлена система переключателей, позволяющая менять коэффициент, а также добавлены емкостные фильтры к следующим схемам:
- однополупериодный выпрямитель;
- двухполупериодный мостовой выпрямитель;
- двухполупериодный выпрямитель со средней точкой.
В заключительной главе рассчитана и разработана печатная плата лабораторного модуля для изучения схем выпрямления на базе платформы NI ELVIS II. На плату нанесены поясняющие надписи.
