3. Описание лабораторной установки.

На передней панели лабораторной установки расположены:

3.1. схема электрическая принципиальная установки;

3.2. тумблер “сеть 220 В” (SA1) для подачи напряжения на трансформатор (Т1);

3.3. автомат “сеть 380 В” (SF1) для подачи напряжения на электродвигатель (М1);

3.4. лампочка “сеть 220 В” (HL1) сигнализирующая о подаче напряжения 220 В на Т1;

3.5. предохранитель (F1 = 1А) для защиты цепей автоматики и обмотки возбуждения при коротком замыкании;

3.6. переключатель “Вид обратной связи”;

3.6.1. “положение 0” – соответствует отключенному состоянию ШИМ;

3.6.2. “положение 1” – соответствует работе установки без обратной связи;

3.6.3. “положение 2” – соответствует работе с отрицательной обратной связью;

3.6.4. “положение 3” – соответствует работе с положительной обратной связью.

3.7. переключатель “Род работы”: при включении вниз – питание ШИМ от трансформатора Т1, а при включении вверх – работа от генератора сигналов.

3.8. “клеммы Г.С.” для подключения генератора сигналов.

3.9. сопротивление обратной связи (R_ОС).

3.10. сопротивление (R_УСТ) для задания напряжения уставки.

3.11. клеммы “сеть 220 В” для питания осциллографа.

3.12. тумблер “нагрузка” (SA3) для включения (отключения) сопротивления нагрузки при исследовании динамических характеристик ШИМ.

3.13. сопротивление нагрузки (R_Н).

3.14. клеммы для подключения цепей контроля:

3.14.1. клеммы XT1XT5 – для подключения осциллографа. Клемма XT5 общая, соединяется с клеммой “земля” осциллографа;

3.14.2. Клеммы XT7XT8 для подключения амперметра (РА1) в цепи обмотки возбуждения;

3.14.3. клеммы XT9XT10 для подключения вольтметра (PV1);

3.14.4. клеммы XT10XT11 для подключения амперметра (РА2).

Функциональная схема установки приведена на рис. 1. Принцип действия лабораторной установки поясним по функциональной схеме.

В работе исследуется импульсная система стабилизации напряжения генератора постоянного тока с независимым возбуждением. Система состоит из генератора постоянного тока (Г), широтно-импульсного модулятора (ШИМ), электронного усилителя мощности (УМ), датчика обратной связи (Д_ОС) и схемы сравнения.

Импульсные системы с ШИМ относятся к классу квазипрерывных систем, т. е. Систем, входные и выходные сигналы которых непрерывны, а промежуточные дискретизированы. Дискретизация в системах с ШИМ используется для повышения помехоустойчивости.

Управляемой величиной системы является напряжения на зажимах якоря генератора. Возмущающим воздействием является изменение тока в цепи нагрузки.

Принцип работы данной импульсной системы управления заключается в следующем. При номинальных значениях нагрузки и скорости вращения якоря генератора, за счет предварительного задания напряжений, снимаемых с потенциометров R_ОСиR_УСТ(напряжение обратной связи и напряжение уставки), обеспечивается номинальная скважность импульсов ШИМ. На выходе ШИМ имеем последовательность импульсов, которые, проходя через усилитель мощности, усиливаются и подаются в обмотку возбуждения генератора. Прямоугольные импульсы, проходя через непрерывную часть схемы (обмотка генератора постоянного тока) вследствие ее сглаживающих свойств, преобразуются в непрерывный сигнал, что обеспечивает на зажимах генератора среднее значение номинального напряжения.

Изменение сопротивления нагрузки приводит к изменению напряжения генератора. Это вызывает изменение скважности импульсов ШИМ таким образом, что заданное напряжение генератора восстанавливается.