Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Электрический привод. Динамика. Лабораторный практикум. Учебно-методическое пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1211 12 > Следующая >>>

Источник питания GB двигателя постоянного тока используется для питания регулируемым напряжением обмоток машины D1 постоянного тока, работающей с независимым возбуждением. В этом случае половины обмотки возбуждения исследуемого двигателя следует соединить последовательно.

Преобразователь DD угловых перемещений генерирует импульсы, поступающие на вход указателя IB частоты вращения электромашинного агрегата.

Машина D2 переменного тока, работающая в режиме

генератора и обеспечивающая нагрузку на валу исследуемого двигателя, нагружена на активную нагрузку RA. Возбудитель GG питает обмотку возбуждения асинхронной машины регулируемым напряжением.

Датчики тока и напряжения блока BA гальванически изолируют от силовой электрической цепи и нормируют сигналы о токе и напряжении якоря и токе возбуждения исследуемого двигателя D1.

Терминал TM служит для разветвления на

отдельные проводники

кабеля, подключенного к источнику GB.

Блок BC используется для усиления цифровых сигналов.

Коннектор KK выполняет функцию связующего звена между компьютером IBM, блоком BA, датчиков тока и напряжения, указателем IB частоты вращения и блоком BC ввода-вывода цифровых сигналов.

Компьютер IBM используется в режиме информационноизмерительной и управляющей системы.

Для величин исследуемого двигателя принят индекс 1, для нагру зочного – 2.

4.4.2. Рекомендации по использованию программы «Источник ЭДС – двигатель постоянного тока – Опыт 3.1.1»

Виртуальная схема «Источник ЭДС – двигатель постоянного тока –

Опыт 3.1.1» приведена на рис. 4.8.

Ниже перечислены возможности интерфейса программы и реко-

мендации по его использованию:

 Для активации режима ограничения тока якоря двигателя D1 в

программе «… – Опыт 3.1.1» установить галочку.

 Задавать значение ограничения тока якоря исследуемой маши-

ны D1 вращением соответствующей рукоятки.

 Для определения координат точек на графиках использовать

отображаемые на экране текущие координаты указателя мыши.

 Масштабирование производить путем нажатия на графике ле-

вой клавиши мыши и, не отпуская ее, перемещения манипулятора слева

101

направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществлять обратным переводом манипулятора – справа налево и снизу вверх.

Рис. 4.8. «Источник ЭДС – двигатель постоянного тока – Опыт 3.1.1»

 Графики относительно осей координат двигать путем щелчка и

удержания на данном объекте правой кнопки мыши и ее одновременного передвижения в нужную сторону.

 Очищать область построения механической характеристики

нажатием на виртуальную кнопку

 Изменять коэффициенты усиления ПИД-регуляторов, а также

или клавишу «Пробел».

интенсивность изменения уставки скорости вращения, варьируя параметры в закладке «Управление» в окне «Параметры».

 Окно «Параметры» отображать щелчком на виртуальную кноп-

ку

4.4.3. Рекомендации по использованию программы «Многоканальный осциллограф»

Программа «Многоканальный осциллограф» имеет четыре одинаковых канала, каждый из которых может быть сопоставлен с любым физическим каналом аналогового ввода платы. Каналы платы должны быть настроены на дифференциальный режим работы.

102

Каждый из каналов осциллографа может быть включен или выключен, иметь свой собственный коэффициент деления, быть «прямым» или «инверсным», иметь «открытый» или «закрытый» вход (т. е. сохранять или отрезать постоянную составляющую сигнала). Кроме того, сигнал любого канала можно «сгладить» (применяется для наблюдения зашумленных воздействий), отобразить определенным цветом, сдвинуть по вертикали

Виртуальная схема многоканального осциллографа приведена на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Многоканальный осциллограф

Имеется два способа синхронизации картинки на экране осциллографа. Первый из них, «50 Гц», применяется для наблюдения сигналов, частота которых кратна 50 Гц. В этом режиме частоту синхронизации можно менять в небольших пределах, нажимая на кнопки с красными стрелками: на правую – можно заставить «бежать» картинку вправо, на левую – влево.

Второй способ синхронизации – классическая

синхронизация по какому-либо каналу. Здесь можно выбрать номер канала, по которому будет производиться синхронизация, а также уровень синхронизирующего напряжения.

По оси времени картинку на экране осциллографа можно растянуть или сжать, задавая тот или иной масштаб по горизонтали, а также сдвинуть вправо или влево соответствующим движком.

103

Функции, выполняемые осциллографом:

 Работает в режиме XY. В этом случае можно задать номера ка-

налов, сопоставленных с осями X и Y, а также цвет отображаемой линии. В любой момент сканирование аналоговых каналов можно остановить. При этом картинка на экране осциллографа «заморозится». Обработку осциллограммы можно производить так же, как и до «замораживания»: масштабировать, изменить

 Используется в режиме запоминания, для чего в окне «Пара-

цвета линий и пр.;

метры» должна быть поставлена галочка. В этом случае программа во время сканирования будет непрерывно сохранять данные в циклическом буфере. Его содержимое отображается после остановки сканирования. Существует возможность изменять порядок отображения запомненных кривых.

 Вычисляет интегральные значения принимаемых сигналов. Для

включения этого режима нужно нажать соответствующую кнопку.

Программа позволяет сохранять осциллограммы в файлы. Сохранение может быть произведено двумя способами – в текстовый файл или в файл собственного формата *.osc. В первом случае в созданном файле будет находиться таблица значений точек каналов, которую можно затем экспортировать

в Excel. Во втором случае в сохраненном файле будет содержаться информация об осциллограммах, о положениях органов управления и пр. Данный файл можно снова загрузить в «Осциллограф» и выполнять все те же действия, что и с «замороженной» осциллограммой.

Расширение *.osc регистрируется в Windows при установке про-

граммы либо путем вызова соответствующего пункта

меню.

На графиках осциллографа отображается каждая N-я точка. Число N задается в пределах от 1 до 10. Чем выше N, тем менее подробно строятся графики и тем меньше загружается система. Верно и обратное утверждение.

Опцию «Запоминать последние N секунд процесса» следует устанавливать в диапазоне 1…20 с. Опцию «Отображать каждую N-ю точку» (на вкладке «Запоминание») –

в диапазоне 1…10 с. Чем больше время запоминания, тем больше используется оперативная память компьютера и тем дольше отображается записанный в память процесс. Чем больше число N, тем менее подробно и более быстро происходит отображение. Верны и обратные утверждения.

Порядок работы с осциллографом:

 Включить компьютер IMB > пуск > программы > многоканаль-

ный осциллограф.

104

 Двойным щелчком мыши можно устанавливать в нуль регуля-

торы смещения картинки по горизонтали и вертикали.

 Нажатием мыши на осях графика появляется окно настройки

соответствующей оси.

 Масштабирование осциллограмм производить щелчком на гра-

фике левой клавиши мыши и, не отпуская ее, перемещением манипулятора слева направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществлять обратным перемещением манипулятора – справа налево и снизу вверх.

 Двигать график осциллограмм относительно осей координат

можно путем нажатия и удержания на нем правой кнопки мыши и ее одновременного перемещения в нужную сторону.

 Для удобства определения значений величин на экране отобра-

жаются текущие координаты указателя мыши.

 Регулятор уровня синхронизации проградуирован в единицах

графика.

 Делители напряжения каналов и временной делитель програду-

ированы по отношению к одной единице графика [например, положение

500 мВ означает, что одна единица (не клетка!) графика соответствует 500 мВ].

 Параметры сканирования по умолчанию можно установить,

выбрав соответствующий пункт в меню – «Настройка».

 Аналогичным образом следует зарегистрировать расширение

«*.osc».

 Также осуществлять возврат всех органов управления в исход-

ное положение.

 Цвет того или иного графика выбирать путем нажатия на кноп-

ку выбора цвета.

 Отображение интегральных (средних, действующих, средневы-

прямленных, максимальных, минимальных, амплитудных) значений сигналов производить включением соответствующей кнопки.

 В режиме запоминания осциллограммы можно сглаживать,

причем существуют два режима: обычное, предназначенное для сглаживания случайных помех, и сильное (x10) – для сглаживания частот, сравнимых с 50 Гц. Следует понимать, что любой этот процесс в общем случае искажает форму снятых зависимостей.

 В режиме запоминания возможно также менять порядок отоб-

ражения графиков (т. е. вывести какую-либо кривую поверх остальных).

105

4.5. Программа экспериментов



Порядок экспериментального исследования замкнутого электро-

привода в статическом режиме:

 проверить работоспособность стенда;

()fI

 снять естественные характеристики



()

в дви-

гательном режиме с использованием виртуальной панели компьютера;

 снять характеристики электропривода изменением напряжения

питания U

якоря двигателя D1 с использованием виртуальной панели

компьютера.

Порядок экспериментального исследования замкнутого электро-

привода в динамическом режиме:

 проверить работоспособности стенда;  зарисовать переходные процессы скорости

()

ft

и напряжения

()Uft

при пуске двигателя на естественной

характеристике;

 зарисовать переходные процессы скорости

()

ft

и напряжения

()Uft

при пуске двигателя при пониженном

напряжении;

 зарисовать переходные процессы скорости

()Ift

и напряжения

()Uft

при останове двигателя с естественной

характеристики;

 зарисовать переходные процессы скорости

()

ft

и напряжения при сбросе и набросе нагрузки.

()

t

, тока

()

t

, тока

()

t

, тока

()

t

, тока

4.6. Проверка работоспособности стенда

Проверку осуществлять по схеме рис. 4.5. Для этого необходимо

проделать следующее:

 Убедиться, что устройства, используемые в экспериментах, от-

ключены от сети электропитания.

 Собрать электрическую схему соединений тепловой защиты

машины переменного тока (рис. 4.1).

 Соединить гнезда защитного заземления « » устройств, ис-

пользуемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника GА.

 Подключить аппаратуру в соответствии с электрической схемой

соединений (рис. 4.5).

 Переключатели режима работы источника GB установить в по-

ложение «АВТ», а возбудителя GG – в положение «РУЧН».

106

 Регулировочные рукоятки активной нагрузки RА и возбудителя



–

GG установить в крайнее левое положение.

 Привести в рабочее состояние персональный компьютер IBM.  Запустить программу «Источник ЭДС – двигатель постоянного то-

ка – Опыт 3.1.1» или, если необходимо, «Многоканальный осциллограф».

 Нажать на виртуальную кнопку «Параметры» и задать пара-

метры управления электроприводом. Например, использовать уставки по умолчанию, коммутируя виртуальную кнопку «Использовать уставки по умолчанию».

 Запустить сбор данных, нажав кнопку «Запустить» .  Установить мультиметры на соответствующие пределы измере-

ний токов и напряжений.

 Замкнуть источник GA. О наличии напряжений фаз на его вы-

ходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.

 Коммутировать выключатели «СЕТЬ» у всех используемых в

эксперименте блоков.

 Нажать кнопку «ВКЛ.» возбудителя GG, а затем виртуальную

кнопку «ПУСК».

 С помощью виртуальной регулировочной рукоятки установить

задание скорости вращения двигателя D1 до начала разгона электрической машины.

4.7. Снятие статических характеристик замкнутой системы

4.7.1. Снятие естественной характеристики двигателя D1 в замкнутой системе электропривода

()fI

Естественные электромеханическую

()

M

характеристики снимать при номинальных параметрах иссле-



и механическую

дуемой машины D1.

Подготовить стенд к работе по п. 4.6. Далее необходимо:

 С помощью виртуальной регулировочной рукоятки установить

на экране монитора сигнал задания скорости 150 рад/с.

 Вращая рукоятку возбудителя генератора GG, изменять ток I

(до 1 А) якоря двигателя D1 и заносить показания амперметра А и воль-

тметра V блока ВМ, а также указателя блока IB в табл. 4.4.

Таблица 4.4

, A

U1, Вт

n, мин

107

()







 Наблюдать механическую



характеристику двигателя

исследуемой машины D1 на экране монитора компьютера.

 По завершении эксперимента повернуть регулировочную руко-

ятку источника GG в крайнее левое положение и коммутировать кнопку «ОТКЛ.». Разомкнуть выключатели «СЕТЬ» всех используемых в экс-

перименте блоков. Отключить источник GA нажатием на кнопку-гриб и последующим поворотом в левое положение ключа выключателя.

 Используя данные табл. 4.4, вычислить значение угловой ско-

рости ω вращения двигателя D1 по выражению

260n



(4.4)

и его электромагнитного момента М

по формуле



1111

(65)

UII



(4.5)

и занести полученные результаты в табл. 4.5.

Таблица 4.5

, Н·М

, С

–1

Привести пример расчета.

 По данным табл. 4.4 и 4.5 построить электромеханическую

()

I и механическую

()

 характеристики исследуемой ма-

шины D1.

4.7.2. Снятие характеристик электропривода изменением напряжения U питания якоря двигателя D1

()

Характеристики

I



()

снимать при меньших значе-

ниях напряжения U

питания исследуемой машины D1.

Подготовить стенд к работе по п. 4.6. Далее необходимо:

 С помощью виртуальной регулировочной рукоятки установить

на экране монитора минимальное значение сигнала задания скорости.

 Вращая регулировочную рукоятку возбудителя генератора GG,

изменять ток I

(до 1 А) якоря двигателя D1 и заносить показания ам-

перметра А и вольтметра V блока ВМ, а также указателя блока IB в таблицу, аналогичную табл. 4.4.

()

 Наблюдать механическую



характеристику двигателя

исследуемой машины D1 на экране монитора компьютера.

108

 Проделать аналогичные опыты для уменьшенных напряжений





питания якорной цепи (по заданию преподавателя).

 По завершении эксперимента повернуть регулировочную руко-

 Используя данные таблицы, аналогичной табл. 4.4, вычислить

значение угловой ω скорости вращения исследуемой машины D1 по выражению (4.4) и его электромагнитного момента М

по формуле (4.5) и

занести полученные результаты в таблицу, аналогичную табл. 4.5.

Привести пример расчета.

 По данным таблиц, аналогичных табл. 4.4 и 4.5, построить

электромеханическую

()

I и механическую

()

 характери-

стики двигателя D1.

4.8. Снятие динамических характеристик замкнутой системы

4.8.3. Исследование процесса пуска двигателя D1 в замкнутой системе электропривода на естественной характеристике

()

Характеристики

t

()

()Uft

снимать при номи-

нальных параметрах исследуемой машины D1.

Подготовить стенд к работе по п. 4.6. Далее необходимо:

 Использовать рекомендации пп. 4.4.2 и 4.4.3.  С помощью виртуальной регулировочной рукоятки установить

на экране монитора сигнал задания скорости 150 рад/с.

 Вращая рукоятку возбудителя GG, установить ток якоря двига-

теля D1 равным 0,5 А.

 Отключить исследуемую машину D1 нажатием на кнопку

«ОТКЛ.» источника питания GA.

 Организовать переходный процесс пуска, для чего коммутиро-

вать кнопку «ВКЛ.» источника питания GA.

 Наблюдать на экране компьютера изменение координат

()

t

ft

()

()Uft

электропривода в реальном времени. При

получении характеристик, плохо приемлемых для анализа, повторить опыт с использованием программы «Многоканальный осциллограф».

 Сразу после завершения переходного процесса нажать вирту-

альную кнопку «Остановить»

 Запустить из меню «Пуск > Программы > Стандартные» графи-

ческий редактор Paint и поместить в него содержимое буфера обмена

109

[меню «Правка > Вставить» или Shift-Ins (или Ctrl-V)]. Сохранить полу-



ченную информацию на флеш-накопителе.

 По завершении эксперимента повернуть регулировочную руко-

 Проанализировать запомненные временные зависимости коорди-

нат и параметров электропривода. При обработке графиков переходных процессов на каждой характеристике необходимо отметить:

– время переходного процесса;

пп

– установившееся значение скорости;



уст

– начальное значение скорости;



нач

– начальное значение тока;

нач

– установившееся значение тока;

уст

– максимальное значение тока;

max



уст

, 

– перерегулирования по току:

max

 Результаты анализа занести в табл. 4.6.



уст

max уст



уст

Параметр переходного процесса

№

п/п

tпп,

мс



уст

–1



нач

–1

нач

мА

уст

мА

max



уст

max уст



max

Таблица 4.6

Название

переходного

процесса

max

мА

(пуск,

торможение

и т. д.)

110

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1211 12 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]