Воронежский государственный технический университет

УДК 621.865

Ю. М. Фролов, А. В. Романов, Ю. С. Лысенков, В. С. Болгов

Измерительный комплекс на базе платы ЛА-70М4

для исследования электроприводов

Для исследования переходных процессов в двухмассовых электромеханических системах (ДЭМС) спроектирована учебно-исследователь-ская установка, необходимость создания которой была продиктована учетом влияния упругости механических связей, играющих важную роль в электроприводах многих металлорежущих станков. Особенность формирования динамики ДЭМС в том, что она требует дополнительных настроек регуляторов, отличных от стандартных. Это приводит к необходимости контроля ряда параметров для выявления основных зависимостей между входными и выходными параметрами системы. В разработанном стенде предусмотрен контроль пяти (и более) физических величин: скорости двигателя и исполнительного органа; токи и ЭДС двигателях с помощью недорогой, но удовлетворяющей по всем параметрам платы Ла-70М4 с возможностью установки ее в персональный компьютер. Структура измерительного комплекса на базе платы ЛА-70М4 состоит из исследуемого объекта, датчиков, согласующей платы, измерительной платы, персонального компьютера и программных средств.

Плата представляет собой аналого-цифровой преобразователь с возможностью одновременного преобразования до 8 дифференциальных и 16 однополюсных каналов (в зависимости от длины ленточного кабеля, соединяющего датчики и входы платы). Входные напряжения платы можно изменять в диапазонах: ±5 В; ±2,5 В; ±1 В; ±0,5 В посредством перемычек. Входное сопротивление более 100 МОм. Скорость преобразования сигнала в 70 мкс и 12-разрядные данные позволяют с необходимой точностью наблюдать переходные режимы. Синхронизацию работы стенда и платы можно производить с помощью внешнего запуска. Информация забирается из выходного регистра и обрабатывается программно с выводом на экран в виде функции. На программном уровне можно вычислять разность скоростей (углов), дифференциалов и интегралов скоростей первой и второй масс. Так как сигналы, поступающие со стенда, имеют разные уровни напряжений, а ЛА-70М4 имеет фиксированный для всех каналов, то потребовалась согласующая плата, на которой выполнены фиксированными делители напряжения для 14 каналов и два универсальных мультиплексора, позволяющие регулировать входное напряжение, не изменяя структуру схемы. Соединительная плата обладает возможностью коммутации датчиков и заземлением неиспользуемых каналов для исключения наводок.

Воронежский государственный технический университет

УДК 62-83:621.313

Ю. М. Фролов, в. В. Баринов система источник тока - двигатель постоянного тока

Двигатели постоянного тока могут управляться по двум каналам: по цепи якоря и по цепи обмотки возбуждения, причём первый канал содержит активный элемент –электродвижущую силу (ЭДС) якоря, а второй канал пассивен. Абсолютно-преобладающим типом силового преобразователя в электроприводе в течение всего периода его развития был регулируемый источник напряжения. Указанный тип преобразователя предопределил и роль каналов управления двигателем: цепь якоря стала главным каналом, а цепь возбуждения - вспомогательным каналом, позволяющим, если это нужно, регулировать скорость выше основной ослаблением поля. Изложенная концепция - управляемый силовой источник ЭДС в главном канале - цепи якоря двигателя - стала классической. Ослабление магнитного поля традиционно рассматривается как средство регулирования скорости выше основной.

Получившая широкое распространение рассмотренная концепции, а также большие успехи в её воплощении в какой-то мере заслонили от внимания инженеров другую, теоретически равноправную концепцию: источник тока в цепи якоря двигателя. Рассмотрим существенные особенности этой концепции. Источник тока нейтрализует действие активного элемента в силовой цепи - ЭДС якоря, исключая его влияние на момент, развиваемый двигателем. Привод приобретает новое свойство управляемого “источника момента”. Момент теперь однозначно определяется током источника и магнитным потоком машины, являясь естественно регулируемой в таком приводе координатой. Скорость и ЭДС машины - “сво-бодные” координаты, которыми можно управлять с помощью специальных регуляторов. Новый тип силового преобразователя решающим образом повлиял на роль каналов управления двигателем: они стали равноправными. Отсюда вытекает принципиальное следствие, порождённое новой концепцией: силовой преобразователь - источник тока - может быть нерегулируемым; управление же осуществляется по одному каналу - цепи возбуждения. Этот вывод представляет не только теоретический, но и сугубо практический интерес, так как определяет новую область поиска технически и экономически совершенных решений - область неуправляемых индуктивно-ёмкостных преобразователей, состоящих из пассивных элементов – реакторов (L) и конденсаторов (C), способных стабилизировать ток в нагрузке на основе резонанса напряжений в контурах LC.