5. Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

1) схему лабораторной установки; 2) паспортные данные машин и приборов; 3) таблицу опытных и расчётных данных; 4) основные расчётные формулы и их объяснение; 5) механические характеристики (вычерченные на миллиметровой бумаге) двигателя МИ с нанесением расчётных точек;

6) выводы.

3.4.4. Лабораторная работа 3 к разделу 5 «Автоматическое управление электроприводами»

Работа 3. Исследование вентильного электропривода постоянного тока

Цель работы

Изучение механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения при питании якоря двигателя от тиристорного преобразователя в системе без обратных связей и с обратными связями по скорости и по напряжению.

2. Основные теоретические положения

На рис. 9 приведена функциональная схема привода, где введены следующие обозначения: блок регулирования БР, сглаживающий дроссель СД, электродвигатель М и задатчик скорости ЗС. Блок регулирования БР в свою очередь состоит из блока силовых вентилей БСВ, полупроводникового усилителя УП, генератора пилообразных напряжений ГПИ, формирователя импульсов ФИ, блока питания БП и схемы ограничения тока СО.

Рис. 9

УП служит для суммирования и усиления управляющих напряжений, и представляет собой однокаскадный усилитель постоянного тока. ГПИ предназначен для создания пилообразных напряжений с частотой 100 Гц. ФИ служит для формирования прямоугольных импульсов для отпирания тиристоров. БП питает цепи управления привода. СО служит для ограничения предельного тока двигателя. На вход УП подаётся напряжение, равное разности U_з – U_ос, где U_ос – напряжение сигнала обратной связи;

U_з – напряжение задатчика скорости электропривода.

В процессе работы напряжение задающего устройства U_з сравнивается с напряжением сигнала обратной связи U_ос. Эти напряжения включены встречно, и их разность U_у = U_з– U_ос подаётся на вход УП. Усиленный сигнал с выхода УП поступает на ФИ, где преобразуется в прямоугольные импульсы положительной полярности и переменной фазы. Далее импульсы подаются на управляющие электроды тиристоров, следовательно, изменяется напряжение на якоре двигателя М и угловая скорость.

Особенностью работы вентильного электропривода является наличие области прерывистых токов в зоне малых нагрузок, при которых ток якоря спадает до нуля (рис. 10).

При увеличении нагрузки ток делается непрерывным (рис. 11).

Рис. 10 Рис. 11

Применяемый в цепи якоря сглаживающий дроссель служит для уменьшения зоны прерывистых токов и для ограничений пульсации якоря, так как выпрямленный ток содержит значительную переменную составляющую, которая будет бесполезно нагревать обмотку якоря.

При работе системы с обратными связями по скорости или по напряжению происходит увеличение жёсткости механической характеристики электродвигателя по сравнению с характеристиками без обратных связей.

При значительном увеличении нагрузки, пуске или торможении электродвигателя вступает в действие схема СО, выполняющая функцию ограничения тока якоря.

Положение 1 переключателя В на рис.9 соответствует включению обратной связи по угловой скорости, положение 2 – по напряжению, 3 – без обратной связи.

В двигателе, питаемом от преобразователя, возникают дополнительные потери в стали вследствие пульсаций тока. Это делает невозможным длительную работу с номинальным током. Для определения длительно допустимого тока при питании от преобразователя следует найти полные потери (без учёта потерь в обмотке возбуждения, включающие потери в стали)