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

 Замкнуть выключатель «СЕТЬ» и нажать кнопку «ВКЛ.» возбу-

f

I



I



дителя GG.

 Вращая регулировочную рукоятку возбудителя GG нагрузочно-

го генератора, установить ток якоря исследуемой машины D1 равным 0,5 А.

 Отключить двигатель D1 коммутацией кнопки «ОТКЛ.» источ-

ника питания GA.

 Организовать переходный процесс пуска, для чего нажать

кнопку «ВКЛ.» источника питания GA.

 Наблюдать на экране компьютера изменение координат

()

t

,

ft

()

и

()Uft

электропривода в реальном времени. При

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

 Сразу после завершения переходного процесса коммутировать

виртуальную кнопку «Остановить»

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

.

ческий редактор Paint и поместить в него содержимое буфера обмена [меню «Правка > Вставить» или Shift-Ins (или Ctrl-V)]. Сохранить полученную информацию на флеш-накопителе.

 По завершении экспериментов сначала у возбудителя GG, а за-

тем у преобразователя TP повернуть регулировочные рукоятки в крайнее левое положение, коммутировать кнопку «ОТКЛ.» возбудителя GG. Разомкнуть выключатели «СЕТЬ» всех используемых в эксперименте блоков. Отключить источник GA нажатием на кнопку-гриб и последующим поворотом в левое положение ключа выключателя.

 Проанализировать запомненные временные зависимости коор-

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

– время переходного процесса;

t

пп



– установившееся значение скорости;

уст



– начальное значение скорости;

нач

– начальное значение тока;

I

нач

– установившееся значение тока;

I

уст

– максимальное значение тока;

I

max



уст

, 

– перерегулирования по току:

max



уст

max уст

I



,

I

уст

max

I

max

max уст

.

 Результаты анализа занести в табл. 3.4.

81

Таблица 3.4

f



f

Параметр переходного процесса

Название

переходного

№

п/п

tпп,

мс



с

уст

–1

I

,

I

,



,

нач

–1

с

нач

мА

уст

мА

,



,



уст

%

, %

max

I

max

мА

,

процесса

(пуск, торможение

и т. д.) 1 2 3 4 5 6

3.8. Исследование процесса пуска системы ТП-ДПТ при пониженном напряжения U

питания якоря

1

двигателя D1

Характеристики

ных напряжениях

t

,

U

питания двигателя D1, устанавливаемых вращени-

1

()Ift

и

()Uft

снимать при различ-

()

ем виртуальной регулировочной рукоятки задания скорости.

Подготовить стенд к работе по п. 3.6. Далее необходимо:

 Использовать рекомендации пп. 3.4.2 и 3.4.3.  С помощью регулировочной рукоятки преобразователя ТР

установить угол управления α = 150°.

 Замкнуть выключатель «СЕТЬ» и нажать кнопку «ВКЛ.» возбу-

дителя GG.

 Вращая рукоятку возбудителя GG нагрузочного генератора,

установить ток якоря двигателя D1 равным 0,5 А.

 Отключить исследуемую машину 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

,

()Ift

и

()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

82

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

f

I



f

M

ченную информацию на флеш-накопителе.

 Проделать опыт с меньшим значением угла управления α° (по

заданию преподавателя).

 По завершении экспериментов сначала у возбудителя GG, а за-

тем у преобразователя TP повернуть регулировочные рукоятки в крайнее левое положение, коммутировать кнопку «ОТКЛ.» возбудителя GG. Разомкнуть выключатели «СЕТЬ» всех используемых в эксперименте блоков. Отключить источник GA нажатием на кнопку-гриб и последующим поворотом в левое положение ключа выключателя.

 Проанализировать запомненные временные зависимости коор-

динат и параметров электропривода. Результаты занести в таблицу, аналогичную табл. 3.4.

3.9. Исследование процесса останова системы ТП-ДПТ с основной характеристики

Характеристики

t

,

()

ft

и

()Uft

 снимать при мини-

()

мальном угле управления α° тиристорами и номинальных параметрах системы ТП-ДПТ.

Подготовить стенд к работе по п. 3.6. Далее необходимо:

 Использовать рекомендации пп. 3.4.2 и 3.4.3.  С помощью регулировочной рукоятки преобразователя ТР

установить минимальный угол управления α° тиристорами.

 Замкнуть выключатель «СЕТЬ» и нажать кнопку «ВКЛ.» возбу-

дителя GG.

 Вращая рукоятку возбудителя GG нагрузочного генератора,

установить ток якоря двигателя D1 равным 0,5 А.

 Организовать переходный процесс останова, для чего коммути-

ровать кнопку «ОТКЛ.» источника питания GA.

 Наблюдать на экране компьютера изменение координат

()

t

,

()Ift

и

()

ft

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 [меню «Правка > Вставить» или Shift-Ins (или Ctrl-V)]. Сохранить полученную информацию на флеш-накопителе.

83

 По завершении экспериментов сначала у возбудителя GG, а за-

f

I



f

тем у преобразователя TP повернуть регулировочные рукоятки в крайнее левое положение, коммутировать кнопку «ОТКЛ.» возбудителя GG. Разомкнуть выключатели «СЕТЬ» всех используемых в эксперименте блоков. Отключить источник GA нажатием на кнопку-гриб и последующим поворотом в левое положение ключа выключателя.

 Проанализировать запомненные временные зависимости коор-

динат и параметров электропривода. Результаты занести в таблицу, аналогичную табл. 3.4.

3.10. Исследование переходного процесса системы ТП-ДПТ

в режиме сброса-наброса нагрузки

Характеристики

t

,

()

ft

и

()Uft

 снимать при мини-

()

мальном угле управления тиристорами α° и номинальных параметрах системы ТП-ДПТ.

Подготовить стенд к работе по п. 3.6. Далее необходимо:

 Использовать рекомендации пп. 3.4.2 и 3.4.3.  С помощью регулировочной рукоятки преобразователя ТР

установить минимальный угол управления тиристорами α°.

 Замкнуть выключатель «СЕТЬ» и нажать кнопку «ВКЛ.» возбу-

дителя GG.

 Вращая рукоятку возбудителя GG нагрузочного генератора,

установить ток якоря двигателя D1 равным 0,5 А.

 Организовать переходный процесс сброса-наброса нагрузки ис-

следуемого двигателя, для чего коммутировать кнопку «ОТКЛ.» и, спустя 5 с, «ВКЛ.» возбудителя GG.

 Наблюдать на экране компьютера изменение координат

()

t

,

()Ift

и

()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 [меню «Правка > Вставить» или Shift-Ins (или Ctrl-V)]. Сохранить полученную информацию на флеш-накопителе.

 По завершении экспериментов сначала у возбудителя GG, а за-

тем у преобразователя TP повернуть регулировочные рукоятки в крайнее левое положение, коммутировать кнопку «ОТКЛ.» возбудителя GG.

84

Разомкнуть выключатели «СЕТЬ» всех используемых в эксперименте



I



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

 Проанализировать запомненные временные зависимости коор-

динат и параметров электропривода. Результаты занести в таблицу, аналогичную табл. 3.4.

3.11. Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Принципиальная электрическая схема стенда с краткими пояс-

нениями.

()ft

3. Графики переходных процессов скорости

()

ft

при пуске, останове, сбросе и набросе нагрузки на соответ-



и тока

ствующих характеристиках.

4. Краткие выводы.

3.12. Контрольные вопросы и задания

()ft

3.12.1. Изобразите графики переходных процессов



и

()Ift

в системе электропривода:

 при пуске;  торможении (останове);  сбросе и набросе нагрузки.

3.12.2. Назовите причину отсутствия перерегулирования на графике

переходного процесса по скорости.

3.12.3. По какой траектории изменяются значения скорости и тока

во время переходного процесса?

3.12.4. Перечислите способы определения времени переходного про-

цесса.

3.12.5. Как определить электромеханическую постоянную T

вре-

M

мени переходного процесса?

3.12.6. От каких параметров зависит постоянная T

времени тири-

П

сторного электропривода постоянного тока?

Список используемых источников

1. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод : учеб-

ник для вузов / В.В. Москаленко. – Москва : Энергоатомиздат, 1986. –

416 с.

2. Ильинский Н.Ф. Общий курс электропривода : учебник для ву-

зов / Н.Ф. Ильинский, В.Ф. Козаченко. – Москва : Энергоатомиздат,

1992. – 544 с.

85

3. Москаленко В.В. Электрический привод : учеб. пособие для

студ. учреждений сред. проф. образования / В.В. Москаленко. – Москва : Мастерство, 2000. – 368 с.

4. Электротехника : учеб. пособие. В 3 кн. Кн. 3. Электроприводы.

Электроснабжение / под ред. П.А. Бутырина, Р.Х. Гафиятуллина, А.А. Шестакова. – Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2005. – 639 с.

5. Электрический привод : руководство по выполнению базовых

экспериментов. ЭП. 001 РБЭ (905). – Челябинск : ИПЦ «Учебная техника», 2005. – 141 с.

6. Дьяконов В.П. Современная осциллография и осциллографы /

В.П. Дьяконов. – Москва : СОЛОН-Пресс, 2005. – 320 с.

7. Садченков Д.А. Современные цифровые мультиметры /

Д.А. Садченков. – Москва : СОЛОН-Пресс, 2002. – 112 с.

86

Лабораторная работа № 4



f





f

I

СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РЕЖИМЫ

РАБОТЫ ЗАМКНУТОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

4.1. Цель работы

Исследования электромеханических

M характеристик и характеристик динамических режимов рабо-



()

ты

t

,

ft

()

,

()Uft

замкнутого электропривода на основе

I

 и механических



ДПТ с независимым возбуждением.

4.2. Оборудование стенда (состав аппаратуры)

Аппаратная часть комплекта выполнена по блочному (модульному)

принципу и содержит:

 трехсоставной лабораторный стол со встроенным контейнером

для хранения съемных функциональных блоков, проводников и методических материалов, рамами для установки необходимых в эксперименте функциональных блоков, выкатной полкой для клавиатуры компьютера и подставкой для системного блока последнего;

 электрические машины (выполненные в виде электромашинно-

го агрегата), трансформаторы и элементы электрических цепей;

 источники питания;  измерительные преобразователи и приборы.

Питание комплекса осуществляется от трехфазной электрической

сети напряжением 380 В с нейтральным и защитным проводниками:

 потребляемая мощность, Вт, не более 500.

Массо-габаритные показатели:

 габариты (длина/ширина/высота), мм, 27509001600;  масса, кг, не более 250.

Программная часть комплекта включает:

 программную среду персонального компьютера (Windows всех

версий, начиная с Windows 98);

 разработанные регистраторы режимных параметров машин по-

стоянного и переменного тока, пульты управления электроприводами, виртуальный осциллограф.

87

4.2.1. Тактико-технические параметры электромашинного агрегата

–

Электромашинный агрегат предназначен для электромеханического преобразования энергии постоянного или переменного тока, получения сигналов, определяющих частоту вращения и угловое положение подвижных частей агрегата. Он включает сочлененные между собой и установленные на едином основании машины постоянного и переменного тока, маховик и преобразователь угловых перемещений.

Параметры электромашинного агрегата приведены в табл. 4.1.

Таблица

4.1

Наименование Параметры

Машина постоянного тока (тип 101.2)

Номинальная мощность, Вт 90 Номинальное напряжение якоря, В 220 Номинальный ток якоря, А 0,56 Номинальная частота вращения, мин

1

1500

независимое

Возбуждение

/параллельное/

последовательное Номинальное напряжение возбуждения, В 220 Номинальный ток обмотки возбуждения, А 0,2 КПД, % 57,2 Направление вращения любое

двигательный/

Режим работы

генераторный

Машина переменного тока (тип 102.1

)

Число фаз на статоре 3 Число фаз на роторе 3 Частота тока, Гц 50 Номинальная полезная активная мощность, Вт 30 Номинальное напряжение, В 127 Схема соединения обмотки статора Схема соединения обмотки ротора Y Номинальный ток статора, А 0,35 КПД, % 0,73 Номинальная частота вращения, мин

Маховик

Момент инерции, нмс2

1

1250

0,032

Масса, кг, не более 7

88

Окончание табл. 4.1

Наименование Параметры

Преобразователь угловых перемещений (тип 104)

Модель ВЕ 178А Количество выходных каналов 6

серия импульсов

Выходные сигналы

и опорный импульс Число импульсов за оборот в серии 2500 Диапазон изменения рабочих частот вращения вала, мин

–1

0…6000

4.2.2. Электрическая схема соединений тепловой защиты машины переменного тока

Блок-схема соединений тепловой защиты машины переменного то-

ка изображена на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Схема тепловой защиты машины переменного тока

Перечень аппаратуры схемы тепловой защиты (рис. 4.1) приведен

в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Обозначе-

Наименование Тип Параметры

ние

~100 Вт / 230 В /

D Машина переменного тока 102,1

1500 мин

GA Трехфазный источник питания 201,2 400 В ~ / 16 А

89



1

4.2.3. Подготовка и проведение измерений с помощью электронного мультиметра

Для измерения трех базовых электрических величин (напряжения, тока и омического сопротивления) используется мультиметр. Схемы подключения мультиметра для измерения этих величин приведены на рис. 4.2–4.4. До его подключения к цепи необходимо выполнить следующие операции:

 установить род тока (постоянный/переменный);

 выбрать диапазон измерений соответственно ожидаемому ре-

зультату измерений;

 правильно подсоединить зажимы мультиметра к измеряемой цепи.

Рис. 4.2. Схема присоединения мультиметра

(как вольтметра) для измерения напряжения

Рис. 4.3. Схема присоединения мультиметра

(как амперметра) для измерения тока

90