umm_5902

4.3. Регулирование реактивной мощности привода изменением возбуждения

–запустить двигатель СД и ввести его в синхронизм, для чего необходимо:

нажать кнопку «ВКЛ» на трехполюсном выключателе 2 (блок 301.1); нажать кнопку ВКЛ» на блоке возбудителя 209; регулировочной рукояткой на блоке 209 установить напряжение воз-

буждения, равным 40 В; нажать кнопку «ВКЛ» на трехполюсном выключателе 1 (блок 301.1);

после вхождения двигателя в синхронизм нажать кнопку «ОТКЛ» на выключателе 2 блока 301.1;

–нажать кнопку «ВКЛ» на блоке 206.1 и вращением регулировочной рукоятки установить напряжение на выходе «ЯКОРЬ», равным 220 В;

–вращая регулировочные рукоятки активной нагрузки на блоке

306.1, установить значения напряжения Uc на статоре двигателя СД, равным 230 В, и тока статора Ic, равным 0,3–0,4 А.

–вращая регулировочную рукоятку возбудителя (блок 209), менять ток возбуждения Iв двигателя СД, занося его значения, снимаемые

самперметра, установленного на блоке 209, а также значения Uc и Ic, в табл. 7.2;

Таблица 7.2

Iв (А)

Uc (В)

Ic (А)

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

–по данным табл. 7.2 построить график зависимости Ic = f (Iв) исследуемого электропривода.

Внимание: в случае перехода двигателя СД в асинхронный режим работы разгрузить его по активной мощности, вращая регулировочные рукоятки активной нагрузки на блоке 306.1 против часовой стрелки до тех пор, пока не восстановится синхронная работа двигателя.

Составить отчет о выполненной работе.

51

5. Требования к отчету

Отчет о выполненной работе должен содержать:

–электрическую схему исследуемой электромеханической системы;

–результаты экспериментов в табличной форме представления;

–график механической характеристики привода исследуемой системы и всех иных полученных в результате работы зависимостей;

–подробное текстовое пояснение всех проделанных в работе экспериментов;

–выводы о проделанной работе;

Контрольные вопросы

1.Конструктивные особенности устройства и принцип работы синхронного двигателя.

2.Механические характеристики синхронного двигателя.

3.Особенности и характер пускового режима синхронного двигателя.

4.Тормозной режим работы синхронного двигателя.

5.Влияние активного сопротивления цепи ротора на пусковой и тормозной режимы синхронного двигателя.

6.Область и особенности применения синхронных двигателей.

7.Что такое синхронный компенсатор и характер его использования в практических целях?

8.Типовые схемы включения синхронных двигателей для их использования в электромеханических системах.

52

Лабораторная работа 8

Электромеханическая система на приводе постоянного тока

при автоматическом управлении в статическом режиме

1. Цель работы

Целью работы является исследование системы автоматического управления электроприводом, выполненным на двигателе постоянного тока с независимым возбуждением.

Исследованию подвергается автоматизированный электропривод при управлении как разомкнутой, так и замкнутой автоматической системой.

2. Программа работы

Программа работы предусматривает исследование системы автоматизированного управления электроприводом в статической режиме.

Входе выполнения лабораторной работы следует снять реостатные

имеханические характеристики привода:

а) для разомкнутой по выходной координате – скорости вращения вала двигателя – системы автоматического управления;

б) замкнутой системы автоматического управления.

3. Описание электрической блок-схемы исследуемой системы

Электрическая блок-схема исследуемой системы изображена на рис. 8. Обмотка возбуждения Е1-Е4 двигателя постоянного тока Д с независимым возбуждением, состоящая из последовательного соединения двух полуобмоток Е1-Е2 и Е3-Е4, последовательно соединенная с ограничителем тока возбуждения Rв, смонтированным на блоке 308.2, подключена к нерегулируемому выходу «ВОЗБУЖДЕНИЕ» источника питания, расположенного на блоке 206.1. Регулируемый потенциометр R1, установленный на блоке 206.1, служит задающим устройством системы управления двигателем Д. К регулируемому выходу «ЯКОРЬ» того же блока подключена якорная цепь А1-А2 этого двигателя, последовательно соединенная с ограничителем тока якоря Rя, установленным на

блоке 323.4.

53

Рис. 8. Электрическая схема лабораторной работы 8

Двигатель переменного тока АД, используемый как электромагнитный тормоз и тем самым обеспечивающий нагрузку на валу исследуемого двигателя Д, через выпрямитель, расположенный на блоке 322 подключен к выходу автотрансформатора, установленному на блоке 318.2.

Через терминал (переходная колодка – блок 304) между задающим устройством R1 и оконечным каскадом П-регулятора, установленными на блоке 206.1, включен первичный каскад ПИ-регулятора, смонтированный на блоке 365.

На валу двигателя установлен тахометрический датчик скорости вращения Тг, выход которого подключен к показывающему прибору, вмонтированному в блок 506.3. Этот же прибор соединен с клеммами 7–8 переходной колодки (терминала) блока 304.

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 лабораторной установки согласно рис. 8 и убедиться в правильности выполнения всех соединений;

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

–переключатель режимов работы на блоке 201.6 установить в положение «АВТ»;

–регулировочные рукоятки на блоках 206.1 и 318.2 поставить в крайнее против часовой стрелки положение;

–выключатели на блоке регулятора 365 поставить в положение «ОТКЛ»;

–рукоятки задания коэффициентов Кп и Ки на блоке регулятора 365 установить каждую в нулевое положение;

–регулировочные рукоятки реостатов на блоках 323.4 и 308.2 поставить в положение 50 и 400 соответственно;

–включить установку в работу, для чего подать напряжение питания на ее блоки (выключатели «СЕТЬ»).

55

4.2. Снятие реостатной характеристики привода

4.2.1 Снятие реостатной характеристики при управлении приводом разомкнутой системой:

–разомкнуть цепь обратной связи системы, сняв соединения с клемм «+» и «–» на блоке 506.3;

–включить выключатели «ВКЛ» на блоке регулятора 365 и соответствующей рукояткой задания коэффициента на том же блоке установить коэффициент передачи Кп = 1 и не менять его в ходе эксперимента;

–при помощи регулировочной рукоятки на блоке 206.1 установить значение напряжения на якоре двигателя порядка 200 В и не менять его

входе эксперимента;

–регулировочной рукояткой на блоке 318.2 установить ток якоря двигателя Д порядка 0,3 А;

–изменяя ток якоря двигателя при помощи регулировочной руко-

ятки реостата Rя на блоке 323.4, снять зависимость скорости вращения двигателя от тока якоря при неизменном возбуждении:

n = f (Iя), Iв = const;

– результаты опытов занести в табл. 8.1;

–по окончании эксперимента регулировочную рукоятку Rя на блоке 323.4 вернуть в исходное положение;

–рукояткой задания коэффициента Ки на блоке регулятора 365 установить значение Ки = 1;

–повторить опыты по снятию характеристики n = f (Iя) для того же значения тока возбуждения Iв, что и в предыдущем эксперименте;

–повторить опыты для Ки = 3;

–поместить результаты экспериментов в соответствующие колонки табл. 8.1;

–по данным табл. 8.1 построить графики характеристик привода

56

n = f (Iя) для обоих законов управления;

–сравнить полученные результаты;

–по завершении эксперимента регулировочную рукоятку на блоке 323.4 вернуть в исходное положение;

–выключить выключатели «ВКЛ» на блоке регулятора 365.

4.2.2 Снятие реостатной характеристики при управлении приводом замкнутой системой:

–замкнуть цепь обратной связи системы, соединив проводами клеммы 7–8 блока 304 с клеммами «–» и «+» блока 506.3, строго соблюдая указанную на схеме полярность;

–установить на блоке регулятора 365 значения коэффициентов передачи: Кп = 3, Ки = 0 и не менять их в ходе эксперимента;

–включить выключатели «ВКЛ» на блоке регулятора 365;

–изменяя при помощи реостата Rя, установленного на блоке 323.4, значения тока якоря, снять зависимость скорости вращения двигателя от тока якоря при неизменных параметрах возбуждения:

n = f (Iя), IВ = const;

–по завершении опыта вернуть регулировочную рукоятку на блоке 323.4 в исходное положение;

–выставить значение коэффициента Ки на блоке 365 равным Ки = 1,

азатем и Ки = 3, и при каждом значении Ки повторить опыты по снятию характеристики привода для неизменной величины тока возбуждения;

–все результаты эксперимента занести в табл. 8.2;

–по завершении эксперимента регулировочную рукоятку на блоке 323.4 вернуть в исходное положение;

–регулировочную рукоятку на блоке 206.1 установить в нулевое положение;

–выключить выключатели «ВКЛ» на блоке регулятора 365;

57

–регулировочную рукоятку на блоке 318.2 поставить в исходное положение;

–по данным табл. 8.2 построить графики реостатных характеристик привода при управлении замкнутой системой по обоим законам регулирования;

–сравнить полученные результаты.

4.3. Снятие механической характеристики привода

4.3.1 Снятие механической характеристики при управлении приводом разомкнутой системой:

–разомкнуть цепь обратной связи системы, отключив соединение

склемм 7–8 блока 304;

–установить значение коэффициентов передачи регулятора на блоке 365: Кп = 1, Кп = 0;

–включить выключатели «ВКЛ» на блоке регулятора 365;

–вращая регулировочную рукоятку на блоке 206.1, разогнать двигатель до скорости n порядка 1000 об/мин;

–вращая регулировочную рукоятку на блоке 318.2, изменять ток якоря двигателя;

–значения угловой скорости n, а также напряжения на якоре двигателя Uя и тока якоря Iя занести в табл. 8.3;

–по завершении эксперимента регулировочную рукоятку на блоке 318.2 вернуть в исходное положение;

–используя результаты опытов, пересчитать значения угловой скорости согласно выражению, рад/с

ω= 260πn ,

а также вращающего момента на валу двигателя по эмпирической формуле, Нм

M= 260πn(U я −65 Iя ) Iя

изанести полученные результаты в соответствующие строки табл. 8.3

–установить на блоке регулятора 365 значение коэффициента по интегральной составляющей Ки = 1;

–повторить предыдущий эксперимент для ПИ – закона регулирования электроприводом;

–данные опытов занести в табл. 8.3;

58

–пересчитать значения угловой скорости с об/мин в рад/с, определить величину вращающего момента и занести полученные данные в соответствующие строки табл. 8.3;

–по данным табл. 8.3 построить графики механических характеристик

ω = f (М)

для обоих законов регулирования электроприводом и сравнить полученные результаты;

– по завершении эксперимента регулировочные рукоятки на блоках 206.1 и 318.2 установить в исходные положения.

Таблица 8.3

M(Нм)

ω(рад/с)

4.3.2.Снятиемеханическойхарактеристикиприводаприуправлениизамкнутой системой:

– замкнуть цепь обратной связи, подсоединив клеммы 7–8 блока 304

склеммами «–» и «+» блока 506.3, строго соблюдая указанную на схеме полярность;

– установить на блоке регулятора 365 коэффициент Кп = 3 и не менять его в ходе эксперимента, при этом коэффициент Ки = 0;

– вращая регулировочную рукоятку на блоке 206.1, разогнать двигатель до скорости n = 1000 об/мин;

– вращая регулировочную рукоятку на блоке 318.2, изменять ток

якоря двигателя, снимая соответствующие показания Uя, Iя и n и занося их в табл. 8.4

59

–по завершении эксперимента регулировочную рукоятку на блоке 318.2 вернуть в исходное положение;

–пересчитать результаты опытов для скорости вращения с об/мин

врад/с, вычислить значения момента двигателя и результаты вычислений занести в соответствующие строки табл. 8.4;

–установить на блоке регулятора 365 значение коэффициента Ки = 1, повторить предыдущий опыт для ПИ-регулятора и данные занести

втабл. 8.4;

–произвести соответствующие перерасчеты значений скорости вращения, рассчитать величину момента двигателя и полученные результаты занести в табл. 8.4;

–по данным табл. 8.4 построить графики механической характеристики привода:

ω = f (М)

при управлении замкнутой системой для обоих законов регулирования;

– сравнить полученные результаты;

Таблица 8.4

М(Нм)

ω(рад/с)

–по завершении экспериментов все рукоятки вернуть в исходные положения;

–отключить все блоки от сети электропитания и снять напряжение

слабораторной установки;

–сопоставить результаты, полученные при управлении разомкнутой системой с результатами, полученными при управлении замкнутой системой;

–составить отчет о выполненной работе.

60