Министерство образования и науки

Российской Федерации

ФБГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова»

М. И. Стальная, С. Ю. Еремочкин

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

по курсу

«СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМИ И УРБАНИЗИРОВАННЫМИ УСТАНОВКАМИ»

для студентов направления 130402 «Электроэнергетика и электротехника»

Барнаул 2015

УДК 621.311.1

Стальная М. И. , Еремочкин С. Ю. Методические указания к решению задач по курсу «Электропривод бытовых установок» для студентов направления 130402 «Электроэнергетика и электротехника» /Алт. гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова

В данном учебном пособии рассмотрены схемные решения наиболее часто используемого бытового оборудования. Показаны характерные принципы организации работы этого оборудования. Методические указания предназначены для студентов направления 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» всех форм обучения.

Рассмотрено и утверждено

на заседании кафедры

«Электротехника и

автоматизированный

электропривод»

Протокол №11

от 11.06.2015 г.

Рецензент: д.т.н.,

профессор А. А. Багаев

(АлтГАУ)

© Стальная Мая Ивановна, 2015

© Еремочкин Сергей Юрьевич, 2015

1. Модуль системы автоматического управления электротехническими установками

1. Система автоматического управления коллекторным электродвигателем.

Цель работы: Изучение принципиальной электрической схемы системы автоматического управления коллекторным электродвигателем.

Для регулирования частоты вращения и обеспечения оптимальных режимов работы коллекторного электродвигателя используется симисторный регулятор (рис. 1).

Р исунок 1 - Схема регулирования частоты вращения коллекторного двигателя

Питающее напряжение переменного тока подается через симистор V1. Одновременно это же напряжение выпрямляется диодным мостом V и стабилизируется резистором R1 и стабилитроном V2. От этого стабилизированного напряжения через резистор R2 заряжается конденсатор С. Когда напряжение на конденсаторе достигнет V4, по управляющему электроду тиристора V3 потечет ток, и он, открывшись, создаст цепь разряда конденсатора С на первичную обмотку трансформатора Т. Этот импульс со вторичной обмотки трансформатора поступает на управляющий электрод симистора V1 и открывает его в том направлении, в каком приложено к нему питающее напряжение. Схема управления работает и формирует управляющий сигнал в течение каждого полупериода питающего напряжения. Фаза управляющего импульса зависит от времени заряда конденсатора, напряжения пробоя стабилитрона V4, от сопротивления регулировочного резистора R2. С помощью сопротивления резистора R2 можно изменять время заряда конденсатора и соответственно угол отпирания симистора, а, следовательно, в широких пределах регулировать напряжение электродвигателя исполнительного механизма, т.е. частоту вращения электродвигателя в соответствии с механическими характеристиками, показанными на рис. 2.

Р исунок 2 - Механические характеристики коллекторного электродвигателя вопросы для контроля знаний студентов

1. Принцип работы электрической схемы системы автоматического управления коллекторным электродвигателем.

2. Для чего используется симисторный регулятор?

3. Объясните назначение резисторов R2 и R3

4. Когда произойдет автоматическое включение и выключение?

5. Покажите путь протекания тока по обмоткам статора двигателя при нажатии кнопки пуск

6. Объясните назначение кондесатора С.

7. Что такое механические характеристики коллекторного электродвигателя?

2. Система автоматического управления электрического пылесоса

Цель работы: Изучение принципиальной электрической схемы системы автоматического управления электродвигателем пылесоса.

Регулятор оборотов двигателя использовал существующий, дополнив его самодельной схемой для автоматического запуска пылесоса при включении электроинструмента.

Рисунок 3 - Схема системы автоматического управления электродвигателем пылесоса

Автоматы (2х полюсные) QF1 и QF2 защищают соответственно цепи для подключения электроинструмента (розетка XS1) и схему регулирования оборотов двигателя пылесоса. При включении инструмента ток его нагрузки протекает через диоды VD2-VD4 и VD5 Они выбраны по справочнику из-за большого падения напряжения на них при прямом токе. На цепочке из трех диодов при протекании одной (назовём её «положительной» ) полуволны тока создается пульсирующее падение напряжения которое через предохранитель FU1, диод Шоттки VD1и резистор R2 заряжает конденсатор С1. Предохранитель FU1 и варистор RU1 (на 16 Вольт) защищают схему управления от повреждений при перенапряжении, которое может возникнуть, например, при обрыве (перегорании) в цепочке диодов VD2-VD4. Диод Шоттки VD1 выбран с малым падением напряжения (чтобы «сберечь» и без того маленькие Вольты) и предотвращает разряд конденсатора С1 во время «отрицательной» полуволны тока через диод VD5. Резистор R2 ограничивает ток заряда конденсатора С1. Напряжение, полученное на С1 открывает оптрон DA1, тиристор которого включен в цепь управления регулятора скорости двигателя. Переменный резистор R4 для регулирования скорости двигателя подобран такого же номинала как в плате регулятора пылесоса (он удален) и сделан выносным (в корпусе от диммера) для размещения на верхней крышке пылесоса. К нему параллельно припаян вынесенный из платы резистор R. Выключатель S2 «вкл/выкл» в разрыве цепи резистора R4 служит для ручного включения пылесоса. Выключатель S1 «автомат/ручной». В ручном режиме управления S1 включен и ток регулятора идет по цепочке R4 (R) – S2 включен – S1. В автоматическом режиме S1 выключен и ток регулятора идет по цепочке R4 (R) –выводы 6-4 DA1. После отключения электроинструмента за счет большой емкости конденсатора С1 и инерции двигателя пылесос продолжает работать порядка 3-5 сек. Этого времени достаточно, чтобы втянуть остатки мусора из шланга внутрь пылесоса