Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ и СВЯЗИ
Кафедра электропривода и автоматизации промышленных установок
Электропривод
Методические указания к виртуальным лабораторным работам
для студентов всех форм обучения специальности 050718 –
Электроэнергетика
Алматы 2009
СОСТАВИТЕЛЬ: С.Б. Алексеев. Регулируемый электропривод. Методические указания к выполнению виртуальных лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика. – Алматы: АИЭС, 2009. – 27 с.
Методические указания содержат необходимые теоретические положения, принципы работы в среде MATLAB Simulink при исследовании статических и динамических характеристик программу выполнения работ, методику подготовки, проведения экспериментов и анализа полученных результатов.
Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика.
ВВЕДЕНИЕ
Основными показателями, характеризующими различные способы регулирования скорости электроприводов, являются:
- диапазон регулирования угловой скорости, определяющийся отношением максимальной и минимальной установившихся скоростей
D= ωmax : ωmin,
при заданной точности регулирования;
- плавность регулирования, характеризующая скачок скорости при переходе от данной скорости к ближайшей возможной. Коэффициент плавности находится как отношение двух соседних значений угловых скоростей
φпл = ωi /ωi-1
и при плавном регулировании φпл→ 1;
- стабильность угловой скорости, характеризующая изменение угловой скорости при заданном отклонении момента нагрузки;
- экономичность регулирования, определяющаяся затратами на электропривод и потерями при регулировании. Потери мощности ΔΡ, возникающие при регулировании скорости, определяют КПД привода
η = Р2 / (Р2 + ΔΡ),
где Р2 – мощность на валу двигателя;
- направление регулирования скорости- показывает каким образом, в сторону увеличения или уменьшения от скорости при номинальных параметрах, действует данный способ регулирования;
- допустимая нагрузка двигателя- наибольшее значение момента, который может развивать двигатель, длительно работая на регулировочных характеристиках.
Изучение способов регулирования удобно проводить с использованием электромеханических ω = f(I) и механических характеристик ω = f(M) электродвигателя при данном способе регулирования. Поэтому в лабораторных работах студенту необходимо с помощью программного обеспечения Matlab набрать схему модели электропривода, для получения механических характеристик исследуемых способов регулирования, снять характеристики и произвести их анализ.
1 Лабораторная работа № 1. Способы регулирования скорости электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением.
1.1 Цель работы
Изучить способы регулирования скорости электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением на модели электропривода в программной среде Matlab.
1.2 Основные положения к выполнению работы
Из уравнений электромеханической и механической характеристик электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением:
;
,
где
С = кФ ,
следует,
что возможны три основных способа
регулирования угловой скорости (см.
рисунок 1.1):
а) изменением напряжения UЯ, подводимого к якорю;
б) изменением сопротивления цепи якоря двигателя переменным добавочным резистором RД;
в) изменением тока возбуждения IВ (воздействие на величину магнитного потока, коэффициент - С).
Рисунок 1.1-Схемы включения электродвигателя для основных способов регулирования.
Вид типичных электромеханических и механических характеристик, полученных в этих схемах регулирования, представлен на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2- Механические и электромеханические характеристики для трех способов регулирования: а) регулирование напряжением на якоре двигателя; б) регулирование добавочным резистором в цепи якоря; в) и г) регулирование током возбуждения.
Аналогичные по виду характеристики должны быть получены в процессе выполнения лабораторной работы на исследуемой модели.