6.3 Программа работы
1. Ознакомиться с оборудованием установки.
2. Изучить принципиальную схему установки.
3. Проверить работоспособность элементов схемы управления – ИРН, операционных усилителей, задатчика интенсивности.
4. Установить параметры регулятора тока и собрать контур тока.
5. Установить параметры регулятора скорости (П-, ПИ-) и собрать контур скорости.
6. Снять переходные процессы при пуске, реверсе, торможении, набросе и сбросе нагрузки для 2-3-х значений напряжений задания для П-РС при изменении управляющего воздействия скачком.
7. Повторить п.6 с ЗИ для 2-3-х различных постоянных времени интегрирования ЗИ.
8. Снять семейство статических механических характеристик электропривода для 2-3-х значений напряжения задания скорости с П-РС.
9. Выполнить п.6 для двукратно-интегрирующей системы.
10. Выполнить п.7 для двукратно-интегрирующей системы.
11. Выполнить п.8 для двукратно-интегрирующей системы.
12. Составить отчет по лабораторной работе.
6.4 Методика выполнения работы
Лабораторную работу рекомендуется выполнять в следующем порядке:
1. Ознакомиться с принципиальной схемой и расположением аппаратуры управления на лабораторном стенде.
2. Составить фрагменты схем для набора регуляторов тока якоря, скорости, фильтров.
3. В распредщите №2 должны быть включены автоматы QF4, QF10, QF11, QF13 (над щитом №2), в шкафу "Кедр-84" – автоматы Q1 (ввод 380В), Q6 (питание собственных нужд схем управления ТП), Q11 (ТП6), – включает преподаватель.
4. В соответствии с упрощенной принципиальной схемой стенда включить:
4.1. Тумблер SA4 на ПП (при этом амперметры PA2, PA3 должны показать наличие тока возбуждения машин М1 и М2). Автомат QF2, подающий питание на релейно-контакторную схему управления (загорается лампочка HL2).
4.2. Включить тумблер SA1 на ПП, с помощью которого подается напряжение на блок стабилизированного питания. На наборном поле должны загореться зеленые светодиоды +15, -15.
4.3. Нажать кнопку SB3 "Пуск", включается реле К1, подающее питание на узел выбора направления В1, Н1 для исследуемого двигателя М1 и В2, Н2 для нагрузочной машины М2.
4.4. Проверить схемы операционных усилителей А1...А3. Входы и выходы операционных усилителей должны быть отключены. Собрать по отдельности схемы усилителей для проверки их работы в пропорциональном режиме. Подключить вольтметр PV НП на выход А1 с помощью галетного переключателя SA3. Подключить выход источника регулируемого напряжения ИРН1 на вход первого резистора на входе А1. Включить тумблер ИРН1 в какое-либо положение (В или Н). С помощью ИРН1 подать какое-либо напряжение на первый вход А1 и по вольтметру PV НП проследить реакцию А1 на входное напряжение. Изменить полярность напряжения управления. Проверить изменение полярности напряжения на выходе А1. Проверить работу А1 при подаче напряжения управления на вход второго резистора на входе А1.
Аналогично проверить работу операционных усилителей А2 и А3, исправность резисторов на их входах и в каналах обратных связей.
4.5. Проверить работу задатчика интенсивности. С этой целью на вход ЗИ подать напряжение (произвольной величины) от ИРН1 или ИРН2, подключить на выход ЗИ вольтметр PV галетным переключателем SA3, подать тумблером SA1 от ИРН1 скачком напряжение на вход ЗИ и по вольтметру PV контролировать время интегрирования.
Проверку ЗИ можно совместить с проверкой операционных усилителей.
4.6. Проверить "нуль" датчика тока. Для этого подключить вольтметр PV НП на выход Uдтя и попросить преподавателя повернуть, в случае необходимости, движок потенциометра установки "нуля" на датчике тока ЯФУ-0145 (датчик находится внутри панели). Эту операцию может выполнять студент под наблюдением преподавателя.
Для ограничения тока якоря в стопорном режиме на выход ОУ А2 подключить потенциометр RP и с его помощью установить заданное напряжение ограничения UСТОП на уровне 6…8 В. Снять характеристику управления регулятора скорости Uрс (Uу). Коэффициент усиления регулятора на линейном участке должен находиться в пределах 6…10.
7. Проверка полярности обратной связи по току.
7.1. Собрать схему пропорционально-интегрального регулятора тока на А3. Зашунтировать конденсатор в канале обратной связи А3. Подключить выход А3 (т. 6) на вход тиристорного преобразователя исследуемой машины М1 (т. 6). Подключить выход ИРН1 (т. 2) на вход резистора R8 А3. Ручку ИРН1 вывести влево до упора. Выход датчика тока якоря (т. 5) должен быть отключен от входа резистора R7 А3.
7.2. Включить тумблер SA5, замыкающий цепь питания контактора КМ3, который подготавливает к работе якорную цепь исследуемой машины М1.
7.3. Включить тумблер SA1 НП ИРН1 в какое-либо положение (В или Н). Вывести ручку ИРН1 вправо, наблюдая по таховольтметру PVB ПП за разгоном двигателя и контролируя по амперметру PA1 ток исследуемой машины М1. Зафиксировать по вольтметру PV наборного поля полярность напряжений ИРН1 и датчика тока Uдтя. Если полярности напряжений противоположны, то методом касания подключить выход Uдтя (т.5) на вход резистора R7 А3. При этом выходное напряжение усилителя А3 должно уменьшиться, уменьшится также скорость двигателя. Тем самым будет проверена полярность обратной связи по току якоря.
При выполнении лабораторной работы исключается возможность точной наладки контура тока в режиме короткого замыкания, поскольку для этого необходимо обеспечить отключение возбуждения и стопорение двигателя, требующие большой подготовительной работы. Поэтому качество наладки контура тока можно определить косвенно по форме тока в режиме пуска на "скачок".
После проверки полярности обратной связи по току необходимо отключить электропривод и восстановить схему регулятора тока якоря - собрать ПИ-регулятор.
8. Собрать пропорциональный регулятор скорости, например, на операционном усилителе А2, при этом канал обратной связи по скорости должен быть разомкнут. Подключить выход регулятора скорости на вход регулятора тока через потенциометр RP.
Подключить на вход регулятора скорости источник регулируемого напряжения ИРН1 (ручка ИРН1 должна быть выведена влево).
Плавно запустить электропривод примерно до 200-300 об/мин.
Вольтметром PV НП проверить полярность напряжений задания скорости и обратной связи по скорости. При противоположной полярности напряжений методом касания замкнуть цепь обратной связи по скорости (т.4) на вход РС. Уменьшение скорости будет свидетельствовать о правильном подключении обратной связи по скорости. Увеличивая напряжение задания скорости, довести скорость двигателя примерно до 1000 об/мин.
Уменьшить скорость до 200-300 об/мин. Снять скачком напряжение задания скорости. Изменить полярность напряжения задания скорости. Убедиться в симметрии управления. Сделать скачком реверс. Контролировать работу электропривода по показаниям приборов PA1, PV1, PVB.
Проверить работу электропривода от ЗИ в режиме пуска, реверса, торможения.
Система готова к проведению исследований.
9. Снять семейство скоростных характеристик двигателя для разных значений напряжения задания скорости:
1. Uзс=Uзс.н;
2. Uзс=0.5Uзс.н;
3. Uзс=0.25Uзс.н.
Построить скоростные характеристики.
Нагружение исследуемого электропривода осуществляется с помощью нагрузочной машины М2.
Подключение нагрузочной машины имеет свои особенности.
Замыкание якорной цепи нагрузочной машины допустимо только в том случае, если противоЭДС машины М2 направлена встречно по отношению к направлению напряжения преобразователя UM2. Поэтому после запуска исследуемой машины М1 необходимо проверить величину результирующего напряжения на зажимах контактов КМ2:
Upv = Uим2 – Ем2 0 (6.1)
Если напряжение Upv отличается от нуля, то необходимо подключить выход регулятора ИРН2 на вход преобразователя UM2 и выбрав соответствующую полярность напряжения источника ИРН2, а также величину этого напряжения, следует добиться выполнения условия (6.1).
Вслед за этим включить тумблер SA3, что обеспечит включение контактора КМ2 и подключение нагрузочной машины к преобразователю UM2. Нагрузочная машина будет готова к работе.
После замыкания якорной цепи нагрузочной машины вольтметр PV можно отключить от цепи нагрузочной машины и использовать его в цепи исследуемой машины.
Режим нагружения рекомендуется осуществлять с максимально допустимой нагрузки (9А для исследуемой машины) с постепенной разгрузкой машины. Тем самым улучшается тепловой режим машин. Для ускорения проведения эксперимента рекомендуется записывать показания приборов в долевых значениях с дальнейшим пересчетом в абсолютные величины по формуле
Xабс = Xд mx, (4.2)
где Xд – показания прибора в делениях;
mx – масштаб шкалы по координате X: mx = Шx / nд;
Шx – максимальная шкала прибора по координате X;
nд – количество делений прибора.
После запуска исследуемой машины М1 до заданной скорости включить ИРН2 и плавно увеличивая напряжение ИРН2, убедиться в работоспособности схемы нагрузки.
Показания приборов занести в табл.6.2.
Таблица 6.2 – Исследование статических свойств системы
|
№
|
Uирн1, В
|
PV1, В |
PA1
|
PA4
|
PVB
|
PV A2
|
PV А3
| |||||
|
|
|
|
дел |
А |
дел |
А |
дел |
об/мин |
дел |
В |
дел |
В |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
Uзсi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По данным табл.6.2 построить скоростные характеристики электропривода.
10. Подключить осциллограф в контрольные точки на наборном поле. Откалибровать осциллограф.
11. Снять осциллограммы пуска, реверса, торможения для 2-3 значений задания скорости двигателя при работе на "скачок" управления и от ЗИ. Кроме того, заосциллографировать реакцию системы на наброс и сброс нагрузки "скачком".
12. Сделать анализ статических и динамических свойств электропривода.
13. Расчетные и экспериментальные данные сохранить для выполнения лабораторной работы №11.2.