Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрооборудование в строительстве. Лабораторный практикум
.pdf
9. Измените сопротивление в блоке Series RLC Branch Rfd на значе-
Табл.4. Данные механических характеристик ДПТ НВ
при регулировании потоком возбуждения
1
Добавочное сопротивление R
fd1
=0,5ꞏRf
М
с,1-9
М
с,1
=
0,1 Мн
М
с,2
=
0,2 Мн
М
с,3
=
0,3 Мн
М
с,4
=
0,4 Мн
М
с,5
=
0,5 Мн
М
с,6
=
0,6 Мн
М
с,7
=
0,7 Мн
М
с,8
=
0,8 Мн
М
с,9
=
1,0 Мн
0
I
в1
β
2
Добавочное сопротивление R
fd2
=0,8ꞏRf
М
с,1-9
М
с,1
=
0,1 Мн
М
с,2
=
0,2 Мн
М
с,3
=
0,3 Мн
М
с,4
=
0,4 Мн
М
с,5
=
0,5 Мн
М
с,6
=
0,6 Мн
М
с,7
=
0,7 Мн
М
с,8
=
0,8 Мн
М
с,9
=
1,0 Мн
0
I
в2
β 3
Добавочное сопротивление R
fd3=Rf
М
с,1-9
М
с,1
=
0,1 Мн
М
с,2
=
0,2 Мн
М
с,3
=
0,3 Мн
М
с,4
=
0,4 Мн
М
с,5
=
0,5 Мн
М
с,6
=
0,6 Мн
М
с,7
=
0,7 Мн
М
с,8
=
0,8 Мн
М
с,9
=
1,0 Мн
0
I
в3
β
ние R
=Rf и повторите пункты 2-5. Полученные значения скоро-
fd3
стей 0 и занесите в третью часть табл.4.
10. Определите значение тока возбуждения Iв3 при любом значении
М
и занесите его в третью часть табл.4.
с
Используя выражение (1) из п.3.2, найдите жесткость β для каждой механической характеристики и занесите результаты вычислений в табл.4.
По результатам экспериментальных исследований постройте семейство механических характеристик ДПТ НВ при регулировании его скорости по цепи возбуждения. Для этого рекомендуется использовать методику, описанную в п.3.1.
Сделайте вывод о том, как величина тока возбуждения Iв влияет на
жесткость механических характеристик.
21
3.4. Исследование механических характеристик ДПТ НВ при измене-
Табл.5. Данные механических характеристик ДПТ НВ
при регулировании напряжением якоря
1
Напряжение якоря Uа1= U
ном
М
с,1-9
М
с,1
=
0,1 Мн
М
с,2
=
0,2 Мн
М
с,3
=
0,3 Мн
М
с,4
=
0,4 Мн
М
с,5
=
0,5 Мн
М
с,6
=
0,6 Мн
М
с,7
=
0,7 Мн
М
с,8
=
0,8 Мн
М
с,9
=
1,0 Мн
0
2
Напряжение якоря Uа2= 0,75ꞏU
ном
М
с,1-9
М
с,1
=
0,1 Мн
М
с,2
=
0,2 Мн
М
с,3
=
0,3 Мн
М
с,4
=
0,4 Мн
М
с,5
=
0,5 Мн
М
с,6
=
0,6 Мн
М
с,7
=
0,7 Мн
М
с,8
=
0,8 Мн
М
с,9
=
1,0 Мн
0
нии напряжения якоря.
Для получения механических характеристик ДПТ НВ при изменении
напряжения якоря необходимо использовать вычислительную модель базовой экспериментальной установки (рис.2), т.е. в цепях обмоток якоря и
возбуждения не должно быть блоков Series RLC Branch.
Методика выполнения экспериментальных исследований.
1. Укажите в блоке DC Voltage Source Ua первое значение напряже-
ния из табл.5 – Uа1.
2. Установите в блоке Step параметр Final value М
=0,1ꞏМн, осталь-
с,1
ные параметры этого блока оставьте без изменений.
3. Запустите расчет, нажав на кнопку .
4. После окончания расчета откройте блок Scope w и определите уста-
новившиеся значения скорости до и после подачи нагрузки
(рис.4). Занесите полученные значения в первую часть табл.5.
5. Выполните пункты 2-4 для каждого из оставшихся значений мо-
мента нагрузки М
и заполните первую часть табл.5.
с,2-9
,
6. Измените напряжение в блоке DC Voltage Source Ua на значение
Uа2=0,75ꞏU
стей
и занесите во вторую часть табл.5.
0
и повторите пункты 2-5. Полученные значения скоро-
ном
7. Измените напряжение в блоке DC Voltage Source Ua на значение
Uа3=0,5ꞏU
стей
и занесите в третью часть табл.5.
0
и повторите пункты 2-5. Полученные значения скоро-
ном
По результатам экспериментальных исследований постройте семейство механических характеристик ДПТ НВ при регулировании его скорости по цепи якоря. Для этого рекомендуется использовать методику, описанную в п.3.1.
22
3
Напряжение якоря Uа3=0,5ꞏU
ном
М
с,1-9
М
с,1
=
0,1 Мн
М
с,2
=
0,2 Мн
М
с,3
=
0,3 Мн
М
с,4
=
0,4 Мн
М
с,5
=
0,5 Мн
М
с,6
=
0,6 Мн
М
с,7
=
0,7 Мн
М
с,8
=
0,8 Мн
М
с,9
=
1,0 Мн
0
Рис.14. Настройки блоков Scope w и Scope Ia
а)
б)
3.5. Исследование динамики ДПТ НВ при изменении сопротивления
якорной цепи.
Необходимо оценить влияние сопротивления якорной цепи ДПТ НВ
на его динамические характеристики. Для проведения исследований
нужно использовать вычислительную модель экспериментальной установки из п.3.2 и обеспечить получение массивов данных переходных характеристик скорости ω(t) и тока якоря Iя(t) при различных величинах сопротивления якорной цепи.
Одним из способов получения этих массивов данных является использование специально настроенных блоков Scope w и Scope Ia, подключенных к 1-му и 2-му выходам блока Demux. В этих блоках необходимо от-
крыть окно свойств (кнопка ), перейти на закладку Data history и
выполнить настройку так, как показано на рис.14, а и б.
Методика выполнения экспериментальных исследований.
1. Получение массивов данных кривых переходных процессов скорости
ω(t) и тока якоря Iя(t).
1.1. Укажите в блоке Series RLC Branch Rad первое значение со-
противления добавочного резистора - R
=0.5ꞏRa.
аd1
23
1.2. Установите в блоке Step параметр Final value М
=М
с
, а пара-
н
метр Step time – 3 секунды.
1.3. Запустите расчет, нажав на кнопку . По окончании расчета в
рабочее пространство Matlab (окно Workspace) будут записаны два
массива: w1 и I1. Они соответствуют переходным характеристикам
скорости ω1(t) и тока якоря Iя1(t) при сопротивлении добавочного резистора R
аd1
.
1.4. После окончания расчета последовательно откройте блоки
Scope w и Scope Ia, и на вкладке Data history окна их свойств изме-
ните индекс переменных w и I на w2 и I2.
1.5. Измените сопротивление в блоке Series RLC Branch Rad на зна-
чение R
аd2
=Ra.
1.6. Запустите расчет, нажав на кнопку . По окончании расчета в
рабочее пространство Matlab будут записаны еще два массива: w2 и
I2. Они соответствуют переходным характеристикам скорости ω2(t)
и тока якоря Iя2(t) при сопротивлении добавочного резистора R
аd2
.
1.7. После окончания расчета последовательно откройте блоки
Scope w и Scope Ia, и на вкладке Data history окна их свойств изме-
ните индекс переменных w и I на w3 и I3.
1.8. Измените сопротивление в блоке Series RLC Branch Rad на зна-
чение R
=2ꞏRa.
аd3
1.9. Запустите расчет, нажав на кнопку . По окончании расчета в
рабочее пространство Matlab будут записаны два новых массива: w3
и I3. Они соответствуют переходным характеристикам скорости
ω
(t) и тока якоря Iя3(t) при сопротивлении добавочного резистора
3
R
.
аd3
В результате проведения экспериментов в рабочем пространстве
Matlab (окно Workspace) должны быть массивы данных: w1, w2, w3, I1,
I2, I3.
2. Построение графиков переходных процессов скорости ω(t) и тока
якоря Iя(t) при различных значениях Rаd.
Чтобы построить графики переходных процессов, например, для скорости ω(t), при различных сопротивлениях якорной цепи на одних координатных осях нужно использовать следующую методику:
2.1. В главном окне Matlab (Command Window) введите команду
plot(w1.time,w1.signals.values,’r’) и выполните ее (нажмите Enter).
24
После этого на экране появится новое окно Figure 1 c графиком пе-
00
ду
я ном
К
UU
0 уст
дв
сн
К
ММ
реходного процесса ω1(t) красного цвета (параметр ‘r’ в команде
plot). Для использования других цветов используйте первую букву
названия цвета на английском языке, например, для зеленого цвета
(green) – ‘g’.
2.2. Для построения следующих кривых переходных процессов ω2(t)
и ω3(t) в этом же окне необходимо предварительно выполнить команду hold on в главном окне Matlab (Command Window). Если этого
не сделать, то следующий график будет построен в новом окне.
2.3. В главном окне Matlab (Command Window) введите и выполните
команду plot(w2.time,w2.signals.values,’b’). В окне Figure 1 будет
построена еще одна кривая переходного процесса ω2(t) синего цвета.
2.4. В главном окне Matlab (Command Window) введите и выполните
команду plot(w3.time,w3.signals.values,’g’). В окне Figure 1 будет
построена кривая переходного процесса ω3(t) зеленого цвета.
2.5. Сохраните построенный график, выполнив команду Save As… в
меню File и выбрав желаемый формат файла.
2.6. Выполните пункты 2.1-2.5 для построения кривых переходных
процессов тока якоря Iя1(t), Iя2(t) и Iя3(t) на общих координатных осях.
Следует помнить, что после закрытия программы Matlab все данные рабочего пространства будут потеряны и для перестроения графиков все нужно начинать сначала.
Используя графики переходных процессов ω(t) определите следующие параметры:
1. Коэффициент передачи двигателя Кду по отношению к управляющему
воздействию (напряжение якоря) при трех значениях Rаd (табл.6)
,
где ω0 – скорость идеального холостого хода, U
=110 В – номиналь-
ном
ное напряжение якоря двигателя.
2. Коэффициент передачи двигателя Кдв по отношению к возмущающему
воздействию (моменту нагрузки) при трех значениях Rаd (табл.6)
,
где ω
– установившееся значение скорости двигателя под нагруз-
уст
кой, Мс – момент нагрузки, равный номинальному моменту двигателя.
25
3. Время переходного процесса tу по управлению (табл.7). Определяется
Табл.6. Данные зависимостей
коэффициентов К
ду1(Rаd
) и К
дв1
(Rad)
Добавочное сопротивление якорной цепи
R
аd1
=0,5Ra
R
аd2=Ra
R
аd3
=2Ra
Напряжение якоря U
я
110В
Момент статической нагрузки М
с
М
н
Скорость идеального холостого
хода ω
0
Скорость двигателя под нагрузкой ω
уст
Падение скорости под нагрузкой
Δω
Коэффициент передачи двигателя
по отношению к управляющему
воздействию К
ду1
Коэффициент передачи двигателя
по отношению к возмущающему
воздействию К
дв1
Табл.7. Данные зависимостей времени
переходных процессов tу(Rаd) и tв(Rad)
Добавочное сопротивление
якорной цепи
R
аd1
=0,5Ra
R
аd2=Ra
R
аd3
=2Ra
Время tу переходного процесса по отношению к управляющему воздействию
Время tв переходного процесса по отношению к возмущающему воздействию
интервалом времени от включения двигателя (ω=0) до достижения
значения ω=0,95 ω0.
4. Время переходного процесса tв по возмущению (табл.7). Определя-
ется интервалом времени от подачи момента нагрузки (3 с) до достижения
значения ω=ω0 - 0,95 Δω или ω=ω0 - 0,95(ω0 - ω
Постройте графики зависимостей К
(Rаd) и К
ду1
)=0,05 ω0+0,95 ω
уст
дв1(Rad
) и сделайте вы-
вод о влиянии сопротивления якорной цепи на эти параметры.
уст
.
Постройте графики зависимостей tу(Rаd) и tв(Rad) и сделайте вывод о
влиянии сопротивления якорной цепи на динамику двигателя.
26
3.6. Исследование динамики ДПТ НВ при изменении потока возбужде-
.
00
ду2
в ном в
К
UU
0 уст
дв2
сн
К
ММ
ния.
1. Рассчитайте массивы данных и постройте графики переходных про-
цессов скорости ω(t) для каждого значения Rfd (табл.8) по методике,
описанной в п.3.5.
2. Используя графики переходных процессов ω(t), определите следую-
щие параметры:
2.1 Коэффициент передачи двигателя К
управляющему воздействию (напряжение обмотки возбуждения) при трех значениях Rfd (табл.8)
где ω0 – скорость идеального холостого хода, U
номинальное напряжение обмотки возбуждения двигателя.
2.2 Коэффициент передачи двигателя К
дв2
мущающему воздействию (моменту нагрузки) при трех значениях Rfd (табл.8)
где ω
– установившееся значение скорости двигателя под
уст
нагрузкой, Мс – момент нагрузки, равный номинальному моменту двигателя.
по отношению к
ду2
,
=110 В –
ном.в
по отношению к воз-
,
2.3 Время переходного процесса tу по управлению (табл.9).
Определяется интервалом времени от включения двигателя
(ω=0) до достижения значения ω=0,95 ω0.
2.4 Время переходного процесса tв по возмущению (табл.9).
Определяется интервалом времени от подачи момента
нагрузки (3 с) до достижения значения ω=ω0 - 0,95 Δω или
ω=ω0 - 0,95(ω0 - ω
2.5 Постройте графики зависимостей К
)=0,05 ω0+0,95 ω
уст
.
уст
ду2(Rfd
) и К
дв2(Rfd
) и сде-
лайте вывод о влиянии сопротивления обмотки возбуждения
на эти параметры.
2.6 Постройте графики зависимостей tу(Rfd) и tв(Rfd) и сделайте
вывод о влиянии сопротивления обмотки возбуждения на динамику двигателя.
27
Табл.8. Данные зависимостей
коэффициентов К
ду2
(Rfd) и К
дв2
(Rfd)
Добавочное сопротивление
цепи возбуждения
R
fd1
=0,5Rf
R
fd2=Rf
R
fd3
=2Rf
Напряжение обмотки возбуждения U
в
110В
Момент статической нагрузки
М
с
М
н
Скорость идеального холостого хода ω
0
Скорость двигателя под
нагрузкой ω
уст
Коэффициент передачи двигателя по отношению к управля-
ющему воздействию К
ду2
Коэффициент передачи двигателя по отношению к возмуща-
ющему воздействию К
дв2
Табл.9. Данные зависимостей времени
переходных процессов tу(Rfd) и tв(Rfd)
Добавочное сопротивление
цепи возбуждения
R
fd1
=0,5Rf
R
fd2=Rf
R
fd3
=2Rf
Время переходного процесса
по отношению к управляющему воздействию
Время переходного процесса
по отношению к возмущающему воздействию
4. Содержание отчета о выполнении лабораторной работы
1. Название работы;
2. Технические характеристики исследуемого двигателя;
3. Описание этапов экспериментальных исследований, включающее:
3.1 название этапа работы;
3.2 вычислительную модель экспериментальной установки (при
наличии);
3.3 таблицы с экспериментальными данными (при наличии);
3.4 графики статических или динамических характеристик ДПТ НВ
(при наличии);
3.5 выводы о результатах исследования.
4. Выводы по работе.
28
5. В отчете должны быть представлены следующие графики:
1) естественная механическая характеристика ДПТ НВ (п.3.1);
2) реостатные механические характеристики ДПТ НВ (п.3.2);
3) механические характеристики ДПТ НВ при изменении потока
возбуждения (п.3.3);
4) механические характеристики ДПТ НВ при изменении напряже-
ния якоря (п.3.4);
5) переходные процессы для скорости и тока якоря ДПТ НВ при
вариации сопротивления якорной цепи (п.3.5);
6) переходные процессы для скорости ДПТ НВ при вариации со-
противления обмотки возбуждения (п.3.6);
7) характеристики К
8) характеристики К
(Rаd) и К
ду1
(Rfd) и К
ду2
(Rad) (п.3.5);
дв1
(Rfd) (п.3.6).
дв2
5. Контрольные вопросы
1. Что такое скорость идеального холостого хода двигателя постоян-
ного тока?
2. Как изменяется скорость двигателя постоянного тока при увеличе-
нии его нагрузки?
3. Что такое жесткость механической характеристики?
29
Лабораторная работа №2
Рис.1. Электрическая схема экспериментальной установки
М
-
А
-
BR
ИН1
ИН2
R
д1
R
д2
ОВМ
1
4
3
5
7
2
~
~
«Исследование статических и динамических характеристик
реостатного пуска двигателя постоянного тока
независимого возбуждения»
Цель работы: изучение статических и динамических характеристик реостатного пуска двигателя постоянного тока независимого возбуждения.
1. Устройство экспериментальной установки.
Принципиальная электрическая схема экспериментальной установки
для исследования статических и динамических характеристик реостатного
пуска двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТНВ)
показана на рис.1. Она включает в себя двигатель 1 со встроенным тахогенератором 2, нерегулируемые источники постоянного напряжения 3 и 4,
многосекционный пусковой реостат 5, амперметр 6.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]