Добавил:

PRO_SANYA все ссылки-вк: vk.com/id326771771 vk.com/a777big vk.com/a.arefyev0 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Томский Политехнический Университет

Предмет:

Электропривод

Файл:

Лаба 4

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

01.08.2025

Размер:

932.28 Кб

Скачать

☆

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙТОМСКИЙПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Отчет по лабораторной работе №4 по дисциплине:

Электрический привод

Исполнители:

студенты гр. 5А06	Арефьев А.В., Зайцев С.А.,
студенты гр. 5А06
	Сергеев А.С.
Руководитель:
Ст. преподаватель	Семенов С.М.

Томск – 2023

Цель работы: изучение принципа работы, исследование электромеханических = ( ) и механических = ( ) характеристик разомкнутой и замкнутой систем тиристорного электропривода постоянного тока.

+15

15V-

REFERENC E

~380

15V-

CMP

TV1

VSBRAKE MOTOR CONTRO

VS1 A2

VS1

BRAKE MOTO

A1 A

V2 V

VS1

VS12

VT32

VT3

VT1

VT16

VT21

VT22

VT27

		VT2	1
VT1	VT1		R413
	+15	A7
I33	I36		I39

EVOLTAG

REERENC

Рисунок 1 – Функциональная схема тиристорного электропривода

Оборудование стенда

Лабораторный стенд состоит из приборного блока с двумя комплектами тиристорных преобразователей, электромеханического агрегата, состоящего из двух высокомоментных двигателей постоянного тока независимого возбуждения, один из которых исследуемый М1, другой – нагрузочный М2.

Двигатели соединены c приборным блоком четырьмя кабелями: двумя силовыми и двумя измерительными. Питание стенда осуществляется от трёхфазной сети 380В,50 Гц. Напряжение на стенд подается с помощью автомата QF, расположенного с левой боковой стороны приборного блока.

Технические данные электропривода стенда.

Высокомоментный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов и встроенным тахогенератором (ДНВ, на рис. 1, М1, М2):

Тип 1ПИ 12.11; Pн= 0,49 кВт Uн= 53 В;				Iн= 12A;	nн		1000	об/мин; Мн =
Тип 1ПИ 12.11; Pн= 0,49 кВт Uн= 53 В;				Iн= 12A;				об/мин; Мн =
					nмакс		2000
4,7Нм;	M м	7 ; н= 77	; Rя 0,6 Ом; режим работы S1, S2, S5.
4,7Нм;		7 ; н= 77	; Rя 0,6 Ом; режим работы S1, S2, S5.
	M н
Тахогенератор			nм=4000 об/мин,	крутизна		характеристики 0,02
В/(об/мин).

Тиристорный выпрямитель: тип 2РЕВ16 (“Кемек”):

Iн= 20А; Iмакс= 80 А в течение 0,2с; Ed.M= 140В; Uу 10В; Д=2000.

Силовой трансформатор:

тип Т1ЕВ; Sн=1,7кВА; U1н=380В 10 15 ; U2н=105 В; I1н=2.7A; I2н=9,8А; fн=50Гц

2 .

Соединение обмоток /Y,Y.

Опыт №1. Определение коэффициента связи 1 исследуемого двигателя.

Коэффициент связи исследуемого двигателя рассчитывается после снятия частот вращения и ЭДС двигателя.

Результаты экспериментов приведены в табл. 1.

								Таблица 1
, С−1		20			50	80		110
, В		10			20	40		50
Расчет коэффициента связи исследуемого двигателя:
		∑		10 + 20 + 40 + 50			В
	=		=			= 0,46
	=	∑	=	20 + 50 + 80 + 110		= 0,46	С−1
1		∑		20 + 50 + 80 + 110			С−1

Опыт №2. Снятие характеристик ω=f(I1) и ω=f(M1) электропривода в разомкнутой системе.

Характеристики снимаются при значениях напряжений = 15 В, = 5 В, = 25 В при согласном и встречном включении двигателей.

Результаты экспериментов приведены в таблицах 2, 3, 4.

Таблица 2

																	= 15 В

									согласно																			встречно
	, С−1			130			80			70			50				30					5			0				-20			-40			-50
	1, А			0,5			0,7			0,9				1			1,5					3			4				5			9			14
	1, Н · м			0,23			0,322			0,414			0,46			0,69					1,38				1,84				2,3			4,14			6,44
																																Таблица 3
																= 5 В

								согласно																				встречно
, С−1		120			100			80			60		40			10				10				0				-20			-40			-60		-70
1, А		0,01			0,02			0,05			0,1		0,5			1				1				2				3			4,5			7		10
1, Н		0,0046			0,0092			0,023		0,046			0,23			0,46				0,46				0,92				1,38			2,07		3,22			4,6
· м		0,0046			0,0092			0,023		0,046			0,23			0,46				0,46				0,92				1,38			2,07		3,22			4,6
· м
																																Таблица 4
																= 25 В

								согласно																		встречно
	, С−1			120		100			85			70			50				50				25				0			-20				-30
	1, А			0,03		0,05			0,5			0,9			1,5			1,5					3				5				7			12
	1	, Н	0,0138			0,023			0,23			0,414			0,69			0,69				1,38					2,3			3,22				5,52
	· м		0,0138			0,023			0,23			0,414			0,69			0,69				1,38					2,3			3,22				5,52
	· м
		Пример расчёта: = 1 · 1 = 0,01 · 0,46 = 0,0046 Н · м.
		По полученным значениям строим характеристики ω=f(I1) и ω=f(M1)
(рис. 2,3).
		Опыт №3. Снятие характеристик ω=f(I1) и ω=f(M1) в замкнутой системе
(стабилизации скорости вращения).
		Характеристики снимаются при значениях напряжений																													= 20 В,					=

30 В, = 40 В при согласном и встречном включении двигателей.

Результаты экспериментов приведены в таблицах 5, 6, 7.

Таблица 5

																					Ud = 20 В
												согласно																		встречно
	ω, С−1			35							35					35				35					35			35					35		35
	I1, А			-8							-5					-3				-1,5					1,5			4					8		11
	M1, Н · м			-3,68							-2,3					-1,38				-0,69					0,69			1,84				3,68			5,06
																																		Таблица 6
																				Ud = 30 В
										согласно																		встречно
	ω, С−1		60				60						60				60				60			60		60				60			60		60
	I1, А		-12				-10						-7				-5				0			1,5		5				7			10		12
	M1, Н · м		-5,52				-4,6					-3,22					-2,3				0			0,69		2,3				3,22			4,6		5,52
																																		Таблица 7
																			Ud = 40 В
										согласно																		встречно
	ω, С−1		80					80					80				80					80		80		80				80			80		80
	I1, А		-12					-8					-5				-3					0		1,5		5				7			10		12
	M1, Н · м		-5,52				-3,68						-2,3				-1,38					0		0,69		2,3				3,22			4,6		5,52
	Пример расчёта: = 1 · 1 = −8 · 0,46 = −3,68 Н · м. По полученным
	значениям строим характеристики ω=f(I1) и ω=f(M1) (рис. 2,3).
	Опыт №4. Снятие характеристик ω=f(I1) и ω=f(M1) электропривода в
	разомкнутой системе (реверс).
	Характеристики									снимаются								при					значениях					напряжений							=

	−15 В, = −5 В,						= −25 В									при		согласном и								встречном							включении

	двигателей.
	Результаты экспериментов приведены в таблицах 8, 9, 10.
																																		Таблица 8
																	Ud = −15 В
							согласно																					встречно
ω, С−1		-110			-90				-70						-50				-30					0		30			50				55		60
I1, А		-0,01			-0,05				-0,5						-0,9				-1					-3		-5			-8				-10		-12
M1, Н		-0,005			-0,023				-0,23					-0,414					-0,46				-1,38			-2,3			-3,68				-4,6		-5,52
· м		-0,005			-0,023				-0,23					-0,414					-0,46				-1,38			-2,3			-3,68				-4,6		-5,52
· м
																																		Таблица 9
																		Ud = −5 В
									согласно																					встречно
	ω, С−1	-100				-80					-60					-40					-10			0			25				50			70		75
	I1, А	-0,01				-0,01					-0,05					-0,2					-1			-2			-3				-5			-7		-10

M1, Н	-0,005		-0,005	-0,023			-0,092		-0,46		-0,92		-1,38		-2,3		-3,22		-4,6
· м	-0,005		-0,005	-0,023			-0,092		-0,46		-0,92		-1,38		-2,3		-3,22		-4,6
· м
																Таблица 10
								Ud = −25 В
			согласно										встречно
ω, С−1		-120	-100	-90		-70		-50		-30		-10		0		30		40
I1, А		-0,05	-0,4	-0,5		-1		-1,5		-2,5		-4		-5		-10		-12
M1, Н		-	-0,184	-	-0,46			-		-		-1,84		-2,3		-4,6		-5,52
· м		0,023	-0,184	0,23	-0,46			0,69		1,15		-1,84		-2,3		-4,6		-5,52
· м		0,023		0,23				0,69		1,15

Пример расчёта: = 1 · 1 = −0,05 · 0,46 = −0,023 Н · м

По полученным значениям строим характеристики ω=f(I1) и ω=f(M1)

(рис. 2,3).

Опыт №5. Снятие характеристик ω=f(I1) и ω=f(M1) в замкнутой системе

(стабилизации скорости вращения) (реверс).
Характеристики					снимаются				при значениях					напряжений				=

−20 В,	= −30 В, = −40 В							при		согласном и			встречном				включении

двигателей.
Результаты экспериментов приведены в таблицах 11, 12, 13.
																	Таблица 11
									Ud = −20 В
				согласно										встречно
ω, С−1		-40	-40			-40		-40			-40	-40	-40		-40		-40	-40
I1, А		-8	-7			-6		-5			-1,5	1,5	5		6		5,5	8
M1, Н · м		-3,68	-3,22			-2,76		-2,3			-0,69	0,69	2,3		2,76		2,53	3,68
																	Таблица 12
									Ud = −30 В
			согласно										встречно
ω, С−1		-60	-60		-65		-65			-65		-65	-65			-65	-65	-65
I1, А		-6	-5		-4		-3			-1,5		1	2			2,5	3	4
M1, Н · м		-2,76	-2,3		-1,84		-1,38			-0,69		0,46	0,92			1,15	1,38	1,84

Таблица 13

							Ud = −40 В
			согласно								встречно
ω, С−1	-90	-90		-90		-90		-90	-90	-90		-90	-90	-90
I1, А	-6	-5		-4		-3		-1	4	5		6	7	8
M1, Н · м	-2,76	-2,3		-1,84	-1,38			-0,46	1,84	2,3		2,76	3,22	3,68
Пример расчёта:			= · 1 = −8 · 0,4 = −3,68 Н · м.

По полученным значениям строим характеристики ω=f(I1) и ω=f(M1)

(рис. 2,3)

Рисунок 2.3 – Электромеханическая характеристика Рассчитаем диапазон и плавность регулирования для разомкнутой

системы при значении тока I=10 A. = 7025 = 2.8; пл = 70 − 43 = 27. По расчетам получаем большой диапазон и хорошую плавность регулирования.

Рассчитаем диапазон и плавность регулирования для замкнутой системы

при значении тока I=10 A. =	80	= 2.3; пл = 60 − 35 = 25. Согласно
	35

расчетам, определяем большой диапазон и хорошую плавность регулирования.

Рисунок 2.4 – Механическая характеристика

Выводы: Арефьев А.В.

Первая зона.

Электромеханическая ω=f(I) и механическая ω=f(M) характеристики системы электропривода, снятые при заданных параметрах, имеют нелинейный вид и их можно разделить на две зоны. В первой зоне характеристики имеют ярко выраженный нелинейный характер и зависят от угла управления α: чем больше значение угла α, тем ниже идут характеристики. Первая зона - зона прерывистых токов.

В первую зону характеристики попадают при уменьшении нагрузки, где искажается линейность механических характеристик (характеристики представляют собой убывающие кривые). Данный режим обуславливается тем, что энергии, запасенной в индуктивности якорной цепи двигателя постоянного тока, оказывается недостаточно для поддержания тока при отрицательных напряжениях на аноде тиристоров, что приводит к увеличению выпрямленного напряжения Ud и к возрастанию угловой скорости вращения ДПТ.

Формулы для нахождения координат граничных точек:

гр = (

) +

-граница непрерывности тока

ф∙√3∙√2

∙ cos

гр

−

∙ я

-значение критической скорости

гр

гр = 0.126 ∙

∙ sin -выражение для начального непрерывного тока

∙ ∙ + ∙

Характеристики

для

системы без обратных связей в области

прерывистых токов описываются сложными трансцендентными уравнениями.

Сергеев А.С.
Вторая зона.
Электромеханическая	f (I )	и	механическая	f (M )

характеристики системы электропривода, снятые при определенных параметрах, имеют нелинейно-спадающий характер и их можно разделить на 2 зоны.

Вторая зона – область непрерывного тока якоря ДПТ. В этой зоне кривые механической и электромеханической характеристик имеют практически линейную зависимость.

Уравнения статических характеристик двигателя для режима непрерывного тока:

(

m xm

)

Ed 0 cos Uв

–

электромеханическая

kФн

характеристика

M (

m xm

)

Ed 0 cos

– механическая характеристика

Uв

kФн

kФн 2

Уравнения граничных точек:

Ed 0 sin

(1 ctg )

d .гр

Lя.ц

гр

гр = Кв

Параметры регулирования:

1.Диапазон регулирования большой;

2.Направление регулирования-вниз от основной(α=0);

3.Плавность регулирования скорости высокая.

Зайцев С.А.:

Замкнутая система.

Электромеханическая ω=f(I) и механическая ω=f(M) характеристики системы электропривода получены при соответствующих параметрах в режиме стабилизации имеют абсолютно жесткий линейный вид и проходят параллельно оси абсцисс с постоянной скоростью.

Замкнутая система управления предназначена для обеспечения автоматического регулирования скорости. Она позволяет расширить диапазон регулирования и повысить точность путем автоматической компенсации воздействия возмущающих факторов. Она ограничивает скорость вращения на определенном уровне, за счет введения обратной связи (ОС). В замкнутых системах с ОС характеристики горизонтальны.

Замкнутая система имеет жесткую ОС по скорости. Уравнение электромеханической и механической характеристики имеют вид:

к U

Id(R

пр

(1 k))

k y k упU 3

Id(Rпр Rя (1 k))

уп 3

c(1 k)

2 (1

c(1 k)

Т.е. при увеличении нагрузки скорость падает. Система поддерживает скорость постоянной.

Соседние файлы в предмете Электропривод

#
01.08.20251.04 Mб01лаба.pdf
#
01.08.202529.17 Кб02 лаба.xlsx
#
01.08.2025693.19 Кб0конечная лаба 3.docx
#
01.08.202531.48 Кб0лаба 1 тормоз.xlsx
#
01.08.2025490.95 Кб0Лаба 2.docx
#
01.08.2025932.28 Кб0Лаба 4.pdf
#
01.08.2025376.2 Кб0Лаба 5.pdf
#
01.08.202516.71 Кб0Лаба3.xlsx
#
01.08.202548.5 Кб0Лаба4.xlsx
#
01.08.202542.75 Кб0общая1.xlsx
#
01.08.202576 б0Прочти меня!!!.txt