umm_5902

Двигатель переменного тока АД, работающий в режиме тормоза и обеспечивающий нагрузку на валу исследуемого двигателя Д, питается постоянным током от регулируемого автотрансформатора (блок 318.2) через выпрямитель, установленный на блоке 322.

Ток и напряжение якоря двигателя Д контролируются мультиметрами.

С валом исследуемого привода жестко соединен тахометрический датчик скорости Тг, выход которого подключен к вольтметру (блок 506.3).

При подключении тиристорного преобразователя (блок 207.2) к трансформаторной группе (блок 347.3) следует строго соблюдать указанную на схеме фазировку.

4. Методические указания по проведению экспериментов

4.1. Подготовка к работе

–убедиться в том, что устройства, используемые в экспериментах, отключены от сети электропитания;

–собрать электрическую схему согласно рис. 4 и убедиться в правильности выполнения всех соединений;

–гнезда защитного заземления устройств, используемых в эксперименте, соединить с гнездом «PE» блока 201.4.

–переключатель режимов работы источника (блок 206.1) установить

вположение «РУЧН».

–регулировочные рукоятки на автотрансформаторе (блок 318.2), тиристорном преобразователе (блок 207.2) и источнике питания (блок 206.1) установить в крайние против часовой стрелки положения;

–переключателем на блоке 347.3 установить номинальные значения напряжений трансформаторов: первичные – 220 В, вторичные – 133 В.

4.2. Исследование электромеханической системы в статическом режиме

Исследование системы в статическом режиме подразумевает снятие скоростной и механической характеристик электропривода.

–включить источник 3-х фазного напряжения (блок 201.4);

–включить выключатели «СЕТЬ» всех используемых в эксперименте блоков;

–нажать кнопку «ВКЛ» на лицевой панели блока 206.1;

31

–вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя (блок 207.2), установить его угол открытия, равный 100 град.

–нажать кнопку «РЕВЕРСИВНЫЙ 3Ф ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ» на лицевой панели блока 207.2 и удерживать ее до тех пор, пока не загорится расположенный рядом с ней светодиод;

–вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя (блок 207.2), разогнать двигатель Д до скорости 1000–1500 об/мин;

–вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора на блоке 318.2, изменять ток якоря Iя двигателя Д до 1А и заносить значения тока

исоответствующие им значения напряжения Uя якорной цепи, а также скорости вращении n табл. 4.1.

–по окончании эксперимента отключить питание от каждого из блоков, выключив выключатели «СЕТЬ» и отключить 3-х фазный источник напряжения;

–все рукоятки вернуть в исходные положения;

–используя данные опытов вычислить значения скорости согласно выражения, рад/с

ω= 260πn ,

и момента М на валу двигателя по эмпирической формуле, Нм

M= 260πn(U я −65 Iя ) Iя ;

–занести полученные результаты в две нижние строки табл. 4.1;

Таблица 4.1

Iя (А)

Uя (В)

n(об/мин)

ω(рад/с)

М(Нм)

–по данным табл. 4.1 построить графики механической и скоростной характеристик привода

ω= f (М);

ω= f (Iя).

32

4.3. Исследование электромеханической системы в динамическом режиме

Исследование системы в динамическом режиме предполагает регулирование скорости вращения привода изменением напряжения на якоре.

–включить источник 3-х фазного напряжения (блок 201.4);

–включить выключатели «СЕТЬ» на всех блоках, используемых

вэксперименте;

–включить кнопку «ВКЛ» на блоке 206.1;

–вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя (блок 207.2), установить на тиристорах угол открытия, равный 100 град;

–нажать кнопку «РЕВЕРСИВНЫЙ 3Ф ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ» на лицевой панели блока 207.2 и удерживать ее, пока не загорится расположенный рядом светодиод;

–вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя, разогнать двигатель Д до скорости 1000–1500 об/мин;

–изменяя нагрузку вращением регулировочной рукоятки на блоке 318.2, установить ток якоря двигателя равным (0,3–0,5) А и поддерживать его в ходе эксперимента;

–регулировочной рукояткой тиристорного преобразователя (блок 207.2) изменять угол открытия тиристоров в диапазоне (170–30) градусов и обратно (30–170), тем самым менять напряжение на якоре двигателя Д.

–значения угла открытия тиристоров, соответствующие им значения напряжения Uя и скорости вращения n заносить в табл. 4.2;

Таблица 4.2

Uя (В)

n(об/мин)

ω(рад/с)

–по завершении экспериментов отключить питание от каждого из блоков и все рукоятки вернуть в исходные положения;

–пересчитать значения скорости с об/мин в рад/с и полученные результаты занести в нижнюю строку табл. 4.2;

–по данным табл. 4.2 построить график зависимости ω = f (Uя)

Составить отчет о выполненной работе.

33

5. Требования к отчету

Отчет о выполненной работе должен содержать:

–электрическую принципиальную схему исследуемой системы;

–результаты всех экспериментов в табличной форме представле-

ния;

–графики механической, скоростной и всех иных, полученных в результате исследования зависимостей;

–текстовое пояснение всех проделанных в работе экспериментов

иполученных результатов;

–выводы о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1.Способы регулирования скорости привода постоянного тока.

2.Регулирование скорости изменением питающего напряжения.

3.Принцип работы тиристорного преобразователя.

4.Схемы включения реверсивного тиристорного преобразователя.

5.Определение зависимости напряжения от угла открытия тиристора.

34

Лабораторная работа 5

Электромеханическая система на асинхронном двигателе в режиме ручного управления от тиристорного преобразователя напряжения

1. Цель работы

Целью работы является исследование установившегося и переходного режимов в электрическом приводе, выполненном на асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором при ручном управлении посредством тиристорного преобразователя напряжения.

2. Программа работы

Входе выполнения работы необходимо исследовать электромеханическую систему в статическом и динамическом режимах.

Встатическом режиме управления работа предусматривает снятие механической характеристики привода.

Вдинамическом режиме при выполнении работы надлежит исследовать способ регулирования скорости вращения привода изменением напряжения на статоре двигателя посредством тиристорного регулятора.

3. Описание электрической схемы соединений системы

Электрическая принципиальная схема исследуемой электромеханической системы приведена на рис. 5.

Статорная обмотка U 1-V 1-W 1 двигателя АД через блок однофазных трансформаторов (блок 347.3), соединенных в трехфазную группу по схеме «звезда/треугольник», тиристорный регулятор напряжения (блок 207.2), а также через блок выключателей 301.1 подключена к выходу трехфазного источника напряжения – блок 201.4.

Выводы статорной обмотки U 2-V 2-W 2 трехфазного двигателя переменного тока АД замкнуты накоротко.

Обмотка возбуждения, состоящая из последовательного соединения двух полуобмоток Е1-Е2 и E3-E4 машины постоянного тока, используемой как нагрузочный генератор Г с параллельным возбуждением, подключена к регулируемому выходу «ЯКОРЬ» на блоке 206.1.

35

Рис. 5. Электрическая схема лабораторной работы 5

С валом двигателя АД жестко соединен тахометрический датчик скорости Тг, выход с которого подключен к показывающему прибору, установленному на блоке 506.3.

Величины тока и напряжения цепи возбуждения нагрузочного генератора Г измеряются соответственно амперметром и вольтметром, установленными на блоке 206.1. Фазный ток I и фазное напряжение U двигателя АД контролируются мультиметрами.

Якорная обмотка нагрузочного генератора Г своими выводами А1 и А2 подключена к активной нагрузке (блок 306.1).

При подключении тиристорного преобразователя (блок 207.2) к трансформаторной группе (блок 347.3) следует строго соблюдать указанную на схеме фазировку.

4. Методические указания по проведению работы

4.1. Подготовка к работе

–удостовериться в том, что устройства, используемые в экспериментах, отключены от сети электропитания;

–собрать электрическую схему согласно рис. 5 и убедиться в правильности выполнения всех соединений;

–гнезда защитного заземления всех используемых в эксперименте блоков соединить с гнездом «PE» блока 201.4;

–переключатели режима работы источника (блок 206.1) и выключателя (блок 301.1) установить в положения «РУЧН»;

–регулировочные рукоятки на блоке 206.1 и тиристорного преобразователя (блок 207.2) установить в крайнее против часовой стрелки положение;

–установить переключателем на блоке 347.3 номинальные напряжения трансформаторов: первичные – 220 В, вторичные – 133 В.

–установить рукоятки на блоке 306.1 в положения, соответствующие 50 % нагрузке.

4.2. Снятие механической характеристики электропривода

–включить 3-х фазный источник переменного напряжения (блок 201.4).

–включить выключатели «СЕТЬ» на всех используемых в эксперименте блоках;

37

–нажать кнопку «РЕГУЛЯТОР 3Ф НАПРЯЖЕНИЯ» на лицевой панели блока 207.2 и удерживать ее до тех пор, пока не загорится расположенный рядом светодиод;

–вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя, установить угол открытия тиристоров, например, 20 град;

–нажать кнопку «ВКЛ» на передней панели блока 301.1;

–нажать кнопку «ВКЛ» на блоке 206.1;

–вращая регулировочную рукоятку на блоке 206.1 в пределах, соответствующих изменению напряжения возбуждения нагрузочного генератора Г от 0 до 200В, изменять момент нагрузки на валу исследуемого двигателя АД и заносить значения тока I и напряжения U на его статорной обмотке, а также скорости вращения n в табл. 5.1;

Таблица 5.1

Iя (А)

Uя (В)

n(об/мин)

ω(рад/с)

М (Нм)

–по окончании эксперимента отключить питание от каждого из блоков и все рукоятки вернуть в исходные положения;

–используя данные опытов вычислить значения скорости ω согласно выражению, рад/с

ω= 260πn ,

и момента М на валу двигателя по эмпирической формуле, Нм

M = 3 U I cos ϕ−3 I 2 R ,

ω0

где R = 80 Ом – сопротивление фазы статорной обмотки; ω0 = 157 рад/с – синхронная скорость двигателя; cosφ = 0,66.

–занести полученные результаты в нижние две строки табл. 5.1;

–по данным табл. 5.1 построить график механической характеристики привода:

ω= f (М).

38

4.3. Регулирование скорости вращения двигателя изменением напряжения на статоре

–включить установку в работу, подав напряжение питания на ее блоки;

–нажать кнопку «РЕГУЛЯТОР 3Ф НАПРЯЖЕНИЯ» на лицевой панели тиристорного преобразователя 207.2 и удерживать ее до тех пор, пока не загорится расположенный рядом с ней светодиод;

–вращая регулировочную рукоятку на блоке тиристоров 207.2, установить угол открытия 0 град;

–включить выключатель на блоке 301.1;

–вращая регулировочную рукоятку тиристорного регулятора напряжения на блоке 207.2, изменять угол открытия в пределах 0-90-0 град, тем самым изменяя напряжение на статоре двигателя АД и заносить показания вольтметра, измеряющего фазное напряжение и указателя скорости n в табл. 5.2.1;

Таблица 5.2.1

U (В)

n(об/мин)

ω(рад/с)

–нажать кнопку «ВКЛ» на блоке 206.1;

–вращая регулировочную рукоятку блока 206.1, установить значение напряжения возбуждения нагрузочного генератора, равное, например, 100 В и повторить эксперимент, занося его данные в табл. 5.2.2;

Таблица 5.2.2

U (В)

n(об/мин)

ω(рад/с)

–по завершении эксперимента отключить питание от каждого из блоков установки и все рукоятки вернуть в исходные положения;

–пересчитать значения скорости с об/мин в рад/с и полученные результаты занести в нижние строки таблиц 5.2.1 и 5.2.2;

–по данным таблиц построить график зависимости ω = f (U).

Составить отчет о выполненной работе.

39

5. Требования к отчету

Отчет о выполненной работе должен содержать:

–электрическую принципиальную схему исследуемой системы;

–результаты всех экспериментов в табличной форме представле-

ния;

–текстовое описание всех проделанных в работе экспериментов;

–графики механической характеристики и всех иных, полученных

врезультате исследования зависимостей;

–выводы о проделанной работе.

6. Контрольные вопросы

1.Типы асинхронных двигателей и принцип их работы.

2.Что такое скольжение?

3.Механическая характеристика как математическое выражение зависимости момента на валу от скольжения.

4.Тормозной режим асинхронного двигателя.

5.Особенности регулирования скорости асинхронного двигателя изменением величины питающего напряжения.

6.Механическая характеристика асинхронного двигателя при тиристорном регулировании напряжения на статоре.

7.Электрические схемы включения асинхронного двигателя от тиристорного преобразователя напряжения.

40