Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Автоматизированный электропривод. Учебно-методическое пособие
.pdf
В системе Г-Д режим рекуперативного торможения можно реали-
зовать уменьшением тока возбуждения генератора, режим торможения
противовключением – сменой полярности на обмотке возбуждения, а
режим динамического торможения – отключением обмотки возбуждения. В последнем случае роль сопротивления динамического торможения исполняет сопротивление якоря генератора.
Особенности реализации тормозных режимов и переходных процессов
в системе Г-Д определяются большой электромагнитной постоянной обмотки возбуждения генератора. В чем заключаются эти особенности, следует понять самостоятельно [1, 2, 4].
Если же пренебречь электромагнитными инерционностями системы Г-Д, то при мгновенном уменьшении ЭДС генератора переход из
одного установившегося режима (точка А, рис. 3.9) в другой (точка В)
будет осуществляться
через режим рекуперативного торможения –
(участок а–б).
3.5.2. ДИАПАЗОН РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ
На рис. 3.9 показаны механические характеристики системы Г-Д в
первой зоне регулирования скорости (Е
зоне регулирования (Е
= Ен = const, ФД = var).
Г
= var, ФД = const) и во второй
Г
Диапазон регулирования скорости определяется для каждой зоны
как отношение максимальной скорости при заданной нагрузке к минимальной:
max min
/.D
Для первой зоны в качестве максимальной скорости можно принять номинальную скорость двигателя.
Минимальная скорость может быть определена по различным критериям. Например, из условия допустимого отношения амплитуды переменной составляющей скорости к среднему значению скорости. Это
отношение в приводах с тиристорными преобразователями увеличивается при уменьшении выпрямленного напряжения (при
уменьшении
скорости).
Кроме того, минимальную скорость определяют по допустимой
статической ошибке:
М
51
н
100 %.
н
0
ММ
Рис. 3.9. Механические характеристики системы Г-Д
М
Минимальная скорость
технологии ошибке Δ
доп
min н
.
соответствует допустимой по
()
Для приводов общепромышленных механизмов можно минимальную скорость определять из условия равномерности движения при кратковременных изменениях нагрузки, а именно: минимальная скорость
определяется на той характеристике, на которой двигатель продолжает
вращаться при превышении момента на 20 % от номинального.
На рис. 3.9 видно, что при работе на характеристике 1 двигатель будет останавливаться при
моменте нагрузки, меньшем значения 1,2Мн.
Значит, эта характеристика находится за пределами диапазона регулирования.
Минимальная скорость при вычислении диапазона регулирования
скорости в первой зоне берется на характеристике 2. Очевидно, что с
ростом жесткости характеристик диапазон регулирования скорости
также увеличивается.
Для второй зоны регулирования номинальная скорость двигателя
будет равна минимальной. Максимальная скорость во второй зоне
определяется допустимой
(Ф
), которая приводится в паспортных данных двигателя. При этом
min
кратностью ослабления потока возбуждения
максимальная скорость будет соответствовать такому моменту нагрузки, при котором ток двигателя равен номинальному.
(2)КФМ I
max min н
.
52
3.5.3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА
Энергетическую диаграмму строят с целью определить распределение потребляемой из сети мощности в элементах электрической и
механической схем электропривода. Диаграмма составляется для конкретного, заданного режима работы электропривода.
Здесь приведены рекомендации по расчету энергетической диаграммы системы Г-Д для двигательного режима.
На входе диаграммы двигательного режима (рис. 3.10) указываются потребляемая
электроприводом мощность (энергия) РЭА, соответствующая показаниям ваттметра в цепи гонного двигателя, и мощность, потребляемая обмотками возбуждения ΔР
Часть ее ΔР
теля. Другая часть ΔР
расходуется на нагрев обмоток асинхронного двига-
ЭА
– на преодоление сил трения в механической
МА
ОВ
.
связи АД с генератором. Оставшаяся часть – полезная механическая
мощность на валу генератора Р
= РЭГ преобразуется в электриче-
МГ
скую.
Рис. 3.10. Энергетическая диаграмма
В свою очередь электрическая мощность генератора частично тратится на электрические потери ΔР
стично на механические потери ΔР
в якорной цепи системы Г-Д, ча-
ЭЯ
в подшипниках двигателя и на
МД
самовентиляцию. Оставшаяся мощность является полезной на валу
механизма Р
Отношение полезной мощности Р
мой из сети Р
.
В
, и мощности потерь обмоток возбуждения генератора
ЭА
к сумме мощности, потребляе-
В
и двигателя равна КПД системы Г-Д.
По известным активным сопротивлениям электрических машин
можно оценить их электрические потери:
ΔР
=I2R.
Э
53
Из опыта холостого хода определяются механические потери.
По соответствующим приборам рассчитывается электрическая и
механическая мощность:
= UI, РМ = Мω.
Р
ЭД
По этим расчетам строится энергетическая диаграмма.
Аналогичным образом рассчитывается энергетическая диаграмма
для других систем и режимов работы электропривода.
4. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К НИМ
4.1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ
ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА
С ДВИГАТЕЛЕМ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с функциональной схемой лабораторного стенда (см.
рис. 2.1), понять назначение машин и аппаратов стенда, освоить методику экспериментального определения электромеханических характеристик ДПТ с независимым возбуждением.
Закрепить теоретические знания относительно способов регулирования скорости ДПТ и его режимов работы.
4.1.1. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Сведения, необходимые для выполнения домашнего задания, приведены в разделах 2 и 3 данного пособия.
1. Ознакомиться с функциональной схемой лабораторного стенда
рис. 2.1, понять назначение машин и аппаратов стенда.
2. Рассчитать по паспортным данным и построить естественные
статические характеристики: электромеханическую ()I
скую
испытываемого двигателя (ИД).
()M
Д
и механиче-
3. Рассчитать и построить искусственные статические характери-
стики для следующих вариантов значений параметров электрической
цепи двигателя.
54
Вариант I:
а) реостатная характеристика для R
= 0,4Rн.
доп
б) характеристика в схеме с шунтированием якоря для
R
= 0,4Rн, Rп = 0,5Rн;
Ш
в) характеристика с ослабленным потоком возбуждения i
г) характеристика динамического торможения при i
= iВн, RДТ = 0,4Rн.
В
= 0,9iВн;
В
Вариант II:
а) реостатная характеристика для R
= 0,8Rн;
доп
б) характеристика в схеме с шунтированием якоря для
R
= 0,8Rн, Rп = 0, 5 Rн;
ш
в) характеристика с ослабленным потоком возбуждения i
г) характеристика динамического торможения при i
= 0,8R
.
н
= 0,85 iВн;
В
= iВн, RДТ =
В
Вариант III:
а) реостатная характеристика для R
= 1,2Rн;
доп
б) характеристика в схеме с шунтированием якоря для
= 0,8Rн, Rп = 1,2 Rн;
R
Ш
в) характеристика с ослабленным потоком возбуждения i
г) характеристика динамического торможения при i
= iВн, R
В
= 0,8 iВн;
В
= 1,2Rн.
ДТ
Примечание. Каждый студент бригады выполняет свой вариант. Преподаватель может задавать комбинацию пунктов а), б), в), г) из разных вариантов.
Характеристики пунктов 2 и 3 домашнего задания рекомендуется
строить в одних осях (на одном рисунке).
По результатам домашней работы сделать выводы.
И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПУНКТАМ ПРОГРАММЫ
4.1.2. ПРОГРАММА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ
1. Получить допуск к выполнению лабораторной работы (ответить
на контрольные вопросы 1–5 (см. раздел 1 данного пособия)).
2. По разрешению преподавателя включить нагрузочный агрегат
(M2, M3, G2) и снять кривую механических потерь
мех
()Р
.
Методические указания
Данный пункт программы работы в лаборатории включен в программы всех лабораторных работ. Поэтому к нему даны общие методические указания (см. ниже, разд. 4.5).
55
3. Собрать схему. Снять и построить естественную и две реостат-
ные электромеханические характеристики
для заданных препо-
()I
Д
давателем дополнительных сопротивлений в цепи якоря.
Методические указания.
С помощью проводников со штекерными наконечниками коммутируются аппараты силовой схемы испытываемого двигателя (рис. 2.1, а).
При снятии естественной характеристики дополнительное сопротивление R
шунтируется переключателем SA3.
д
При снятии реостатной характеристики заданное значение дополнительного сопротивления устанавливается с помощью омметра (Ω).
Для этого двумя проводниками реостат подключается к омметру,
нажимается кнопка
К и движком реостата устанавливается требуемое
значение.
Схема проверяется преподавателем.
Подготовка стенда к эксперименту и собственно эксперимент проводятся в соответствии с указаниями, данными в разд. 2.2.
Экспериментальные и расчетные данные заносятся в табл. П2.2.
Примечание. В этом пункте нет необходимости рассчитывать и строить
график механической характеристики
оси абсцисс указать другой масштаб в соответствии с соотношением М = КФI.
. Достаточно для момента по
()М
Д
4. Снять и построить электромеханическую характеристику
()I
Д
при ослабленном магнитном потоке и построить соответствующую
механическую характеристику
. Степень ослабления потока (i
()М
Д
)
В
принять равной одному из вариантов домашнего задания.
Методические указания
Схема якорной цепи ИД-М1 прежняя, как при снятии естественной
характеристики (R
шунтируется).
д
Ток возбуждения уменьшается в соответствии с пунктом «в» одного из вариантов домашнего задания посредствам изменения сопротивления R2 в цепи ОВ М1.
Повторить подготовку стенда к эксперименту и провести эксперимент в соответствии с указаниями, данными в разд. 2.2.
В данном пункте необходимо рассчитать и построить график механической характеристики
5. Снять и построить электромеханические характеристики
.
()М
Д
()I
Д
для схемы с шунтированием якоря. Значения сопротивления в шунти-
56
рующей цепи (R
) и сопротивления (Rп), включенного последователь-
Ш
но с якорем, принять равными, заданными в вариантах домашнего задания или близкими к ним.
Методические указания
С помощью проводников со штекерными наконечниками коммутируются аппараты силовой схемы испытываемого двигателя по схеме
рис. 2.1, в.
Восстанавливается номинальный ток возбуждения двигателя.
Значения сопротивлений R
и Rп устанавливаются с помощью пе-
Ш
реключателя по возможности близкими к значениям, заданным в пункте «б» вариантов домашнего задания
Повторяется подготовка стенда к эксперименту и проводится эксперимент по-прежнему в соответствии с указаниями, данными в
разд. 2.2.
Обратите внимание на то, что электромеханическая характеристика
строится по показаниям амперметра, включенного в цепь якоря.
()I
Д
В данном пункте нет необходимости рассчитывать и строить график механической характеристики
6. Снять и построить электромеханические характеристики
.
()М
Д
()I
Д
при работе двигателя в режиме динамического торможения.
Методические указания
Коммутируются аппараты силовой схемы испытываемого двигателя по схеме рис. 2.1, б.
Значения сопротивления (R
, рис. 2.1, б), включенного последова-
доп
тельно с якорем, принять равными, заданным в вариантах домашнего
задания или близкими к ним.
Эксперимент проводится в соответствии с указаниями, данными в
разд. 2.2,
для режима динамического торможения, т. е. в этом случае
процедура согласования заключается в том, что начальное напряжение
генератора G2 равно нулю, начальная скорость ИД и ЭДС равны нулю.
Характеристика снимается в порядке изменения скорости обратном
тому, который имеет место при реальном торможении.
7. Построить энергетическую диаграмму лабораторного стенда для
одного из режимов работы испытываемого электропривода (по
зада-
нию преподавателя):
двигательный режим;
режим рекуперативного торможения;
режим торможения противовключением.
57
Во всех режимах ток якорной обмотки двигателя устанавливается
номинальным.
Рекомендации по построению энергетической диаграммы даны в
разд. 3.5.3 настоящего пособия.
При построении диаграммы можно воспользоваться результатами,
полученными при расчете кривой потерь (пункт 2 данной программы).
Результаты работы в лаборатории сравнить с результатами
домашней работы и сделать выводы.
4.1.3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите возможные режимы работы ДПТ с независимым воз-
буждением. Как реализуются тормозные режимы работы?
2. Назовите и охарактеризуйте способы регулирования скорости
ДПТ с независимым возбуждением.
3. Двигатель включается без нагрузки при различных дополнительных сопротивлениях в якорной цепи. Когда он разгонится быстрее до
установившейся скорости?
4. Как можно определить коэффициент полезного действия
элек-
тропривода?
5. Изобразите график: а) естественной электромеханической харак-
теристики и при ослабленном потоке; б) естественной механической
характеристики и при ослабленном потоке.
4.2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. ИССЛЕДОВАНИЕ
ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА
С ДВИГАТЕЛЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с функциональной схемой лабораторного стенда (см.
рис. 2.2), понять назначение машин и аппаратов стенда, освоить методику экспериментального определения электромеханических характеристик ДПТ с последовательным возбуждением.
Закрепить теоретические знания относительно способов регулирования скорости ДПТ с последовательным возбуждением и его режимов
работы.
58
4.2.1. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.
Сведения, необходимые для выполнения домашнего задания, приведены в разделах 2 и 3 данного пособия.
1. Ознакомиться с функциональной схемой лабораторного стенда
рис. 2.2, понять назначение машин и аппаратов стенда.
2. По паспортным данным и универсальным характеристикам (рис.
П1, прил. 1) рассчитать и построить естественные статические характеристики: электромеханическую
и механическую
()I
Д
ис-
()М
Д
пытываемого двигателя.
3. Рассчитать и построить искусственные статические механические характеристики для следующих вариантов значений параметров
электрической цепи двигателя.
Вариант I:
а) реостатная характеристика для R
= 0,4Rн;
доп
б) характеристика в схеме с шунтированием якоря для
R
= 0,4Rн, Rп = 0, 5 Rн;
Ш
в) характеристика динамического торможения с самовозбуждением
при R
= 0,4Rн.
ДТ
Вариант II:
а) реостатная характеристика для R
= 0,8Rн;
доп
б) характеристика в схеме с шунтированием якоря для
R
= 0,8Rн, Rп = 0, 5 Rн;
Ш
в) характеристика динамического торможения с самовозбуждением
при, R
= 0,8Rн.
ДТ
Вариант III:
а) реостатная характеристика для R
= 1,2Rн;
доп
б) характеристика в схеме с шунтированием якоря для
R
= 0,8Rн, Rп = 1,2Rн;
Ш
в) характеристика динамического торможения с самовозбуждением
при R
даватель может задавать комбинацию пунктов «а», «б», «в» из разных вариантов.
= 1,2Rн.
ДТ
Примечание. Каждый студент бригады выполняет свой вариант. Препо-
59
Характеристики пунктов 2 и 3 домашнего задания рекомендуется
строить в одних осях (на одном рисунке).
По результатам домашней работы сделать выводы.
4.2.2. ПРОГРАММА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ
И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПУНКТАМ ПРОГРАММЫ
1. Получить допуск к выполнению лабораторной работы (ответить
на контрольные вопросы 1–5 (см. раздел 1 данного пособия)).
2. По разрешению преподавателя включить нагрузочный агрегат
(M2, M3, G2) и снять кривую механических потерь
мех
()Р
.
Методические указания
Данный пункт программы работы в лаборатории включен в программы всех лабораторных работ. Поэтому к нему даны общие методические указания (см. ниже, разд. 4.5).
3. Собрать схему. Снять и построить естественную и две реостат-
ные электромеханические характеристики
для заданных препо-
()I
Д
давателем дополнительных сопротивлений в цепи якоря.
Методические указания.
С помощью проводников коммутируются аппараты силовой схемы
испытываемого двигателя (см. рис. 2.2, а).
При снятии естественной характеристики дополнительное сопротивление R
не включается.
д
При снятии реостатной характеристики заданное значение дополнительного сопротивления устанавливается с помощью переключателя.
Схема проверяется преподавателем.
Подготовка стенда к эксперименту и собственно эксперимент проводятся в соответствии с указаниями, данными в разд. 2.2.
Экспериментальные и расчетные данные заносятся в табл. П2.2.
Примечание. В данном пункте необходимо по значениям тока якоря ИД
рассчитывать и строить график механической характеристики
ветствии с соотношением М = КФI. Значения КФ(I) определяются по универсальным характеристикам (прил. 2, рис. 1).
**
MI
)
I
КФ КФ(Ф
i
i
, К
*
I
i
нн
UIR
ннД
I
н
.
Д
()М
в соот-
4. Снять и построить механические характеристики
для
()М
Д
схемы электропривода с шунтированием якоря. Значения сопротивле-
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]