5.3 Программа работы

1. Составить фрагменты схем для расчета параметров регуляторов тока возбуждения, тока якоря, скорости.

2. Рассчитать параметры регуляторов тока возбуждения, тока якоря, скорости. Принять установочные параметры (Rзi, Roci, Ri, где i – обозначение соответствующего регулятора).

3. Выставить параметры регуляторов.

4. Собрать схему контура возбуждения и проверить его работу.

5. Собрать контуры тока якоря и скорости с пропорциональным регулятором скорости и исследовать статические и динамические режимы в режимах пуска, наброса и сброса нагрузки.

6. Собрать контуры тока якоря и скорости с ПИ-регулятором скорости и исследовать статические и динамические режимы в режимах пуска, наброса и сброса нагрузки.

7. Выполнить пп. 5, 6 для различных значений задания скорости и настройки контуров тока якоря и скорости.

8. Составить отчет, в котором представить:

8.1. Принципиальную схему управления электроприводом.

8.2. Фрагменты схем наладки контуров тока возбуждения, тока якоря и скорости двигателя.

8.3. Статические скоростные характеристики электропривода во второй зоне для 2-3 значений напряжения задания скорости.

8.4. Осциллограммы режимов разгона привода от нуля до максимальной скорости.

8.5. Осциллограммы режимов перехода двигателя с меньшей скорости на большую и наоборот при работе во второй зоне.

8.6. Осциллограммы режимов наброса и сброса нагрузки при работе во второй зоне.

8.7. Необходимые таблицы и расчетные данные.

5.4 Методика выполнения лабораторной работы

1. Рассчитать параметры регуляторов тока возбуждения, тока якоря и скорости (П и ПИ). Исходные данные для расчета приведены в табл.5.3.

Таблица 5.3 – Исходные данные для расчета параметров регуляторов

Uc, В	Uсм, В	Uзсmax, В	Uзтяmax, В	Кф, Омм	Т, с	Ктпв
5	20	20	12.5	0.011	0.005	22

Постоянная времени цепи возбуждения Тв = 0,326 с.

Постоянная времени якорной цепи Тэ = 0,03 с.

Принять установочные значения резисторов на входах и в каналах обратных связей регуляторов.

2. Выставить параметры резисторов регуляторов.

3. Включить осциллограф и прогреть его.

4. Наладка контура тока возбуждения.

4.1. Собрать схему регулятора тока возбуждения и контур возбуждения по схеме, изображенной на рис.5.5.

Рисунок 5.5 – Схема наладки контура тока возбуждения

4.2. Подключить осциллограф в точки 66.

4.3. Включить автоматы QF3 и QF1. Включить тумблеры SA3, SA4, которые обеспечивают подачу питания операционным усилителям и датчикам токов.

4.4. Подать на вход резистора Rсм расчетное значение напряжения смещения Uсм с помощью тумблера SA6 при нулевом напряжении Uзтв. Проконтролировать по амперметру PA1 ток обмотки возбуждения Iвн = 0.31 А. В случае необходимости с помощью резистора Rтв установить Iв = 0.31 А. Откалибровать осциллограф на этот ток.

4.5. Включить тумблеры SA7 и SA13 внешнего источника питания 20В и проверить напряжение Uирн его выхода. Полярности напряжений Uирн и Uсм должны быть противоположны.

Плавно увеличивая напряжение Uирн до Uирн=Uртя max=12.5В, где Uртя max – максимальное напряжение на выходе регулятора тока якоря. При этом ток возбуждения двигателя должен уменьшиться до Iв min=0.2А. Если ток возбуждения будет больше, чем 0.2А, то с помощью резистора Rзтв установить его на указанный уровень. Если же при Uирн=Uртя max ток возбуждения будет меньше 0.2А, то это может привести к отключению реле обрыва поля. С помощью резистора Rзтв установить Iв min=0.2А. Отключить тумблер SA7 внешнего источника, ток возбуждения должен увеличиться до Iв=0.31А.

4.6. Для наладки контура тока возбуждения в динамике необходимо включить тумблер SA6, подающий напряжение смещения и проконтролировать по осциллографу характер изменения тока возбуждения. С помощью резистора Rоств добиться требуемого характера изменения тока возбуждения, близкого к оптимальному, путем нескольких отключений и включений тумблера SA6.

Проанализировать работу контура тока возбуждения при подаче и снятии скачком напряжения Uирн на вход резистора Rзтв.

5. Косвенная наладка контура тока якоря.

Для косвенной наладки контура тока якоря необходимо собрать схему, приведенную на рис.5.6.

При косвенной наладке контура тока якоря необходимо иметь в виду, что в режиме стоянки операционные усилители А1 и А2 зашунтированы н.з. контактами реле ЭДС К2. Поэтому следует попросить преподавателя обеспечить снятие шунтировки в отмеченном режиме.

5.1. В исходном состоянии напряжения выходов источников ИРН1, ИРН2 должны быть равны нулю. Источник ИРН2 должен быть нагружен на потенциометр таким образом, чтобы можно было получать напряжение на выходе потенциометра до 75 mV, поскольку входное напряжение датчика тока якоря находится в пределах от 0 до 75 mV.

5.2. Подать на вход резистора Rзтя расчетное напряжение Uзт max положительной полярности. Поскольку усилитель А2 работает в режиме ПИ-регулятора, то несмотря на различную величину напряжения на входе, напряжение на выходе А2 в установившемся режиме будет равно напряжению пробоя стабилитрона VD1. Ток обмотки возбуждения при этом уменьшится до Iв min.

5.3. Включить ИРН2 и, подавая на вход ДТЯ напряжение, пропорциональное току якоря (в mV), получить расчетное напряжение отрицательной обратной связи по току якоря. При этом напряжение на выходе регулятора тока якоря (А2) должно стать равным нулю. В противном случае с помощью резистора Rтя добиться U_А2=0. Необходимо учесть, что установка нуля на выходе А2 должна осуществляться от U_А2  0, а не от +U_А2  0.

В результате выполненной работы ток обмотки возбуждения должен увеличиться до Iв=0.31А.

Рисунок 5.6 – Схема косвенной наладки контура тока якоря

5.4. Наладка контура тока якоря в динамических режимах (установка Rостя) должна быть осуществлена в режимах пуска, наброса и сброса нагрузки.

6. Наладка контура скорости и контура тока якоря в динамике.

6.1. Собрать полностью систему регулирования скорости с П-РС, предварительно разомкнув обратную связь по скорости.

6.2. Галетный переключатель SA8 установить в положение минимального задания скорости во второй зоне, выключить тумблер SA11.

Включить автомат QF2, подающий питание на релейно-контакторную схему управления, и регулятор тока возбуждения нагрузочной машины.

Включением кнопки SB2 запустить исследуемый электропривод.

6.3. При выключенном тумблере SA11 задание на ослабление скорости отсутствует. Пробный пуск осуществлялся с П-РС. Поэтому выход регулятора скорости (А1) равен нулю, равно нулю и напряжение задания на ток якоря, как следствие, ток возбуждения Iв=Iв max=0.31А.

Включить тумблер SA11, по прямому каналу регулирования А1...А3 пройдет сигнал ослабления поля двигателя. Касанием замкнуть канал обратной связи по скорости (точка 85). Если при этом скорость двигателя уменьшается, то обратная связь по скорости является отрицательной и подключена правильно. В противном случае необходимо будет изменить полярность обратной связи по скорости и повторить проверку.

После проверки полярности и подключения обратной связи по скорости переключить SA8 в положение Uзс max=12.5В и с помощью резистора Rс установить ток возбуждения, равный Iв=0.26А, соответствующий максимальной скорости двигателя в режиме холостого хода.

Зафиксировать величину скорости двигателя.

Составить таблицу n_ХХ(Uзс) при переключении SA8 в соответствующие положения.

Выключить тумблер SA11. Двигатель должен перейти работать на естественную характеристику.

6.4. Установить переключатель SA8 в положение Uзс max=12.5В.

Подключить осциллограф на выходы датчика тока якоря и датчика скорости. Отградуировать осциллограф на n_max. Путем последовательных включений-отключений тумблера SA11 оценить характер переходных процессов тока якоря и скорости двигателя. В случае существенных отклонений от расчетного характера необходимо их подкорректировать с помощью резисторов Rост.я и Rост.с.

Зафиксировать переходные процессы n(t), i_Я(t). Кроме того, для выяснения работы системы регулирования скорости в динамике целесообразно получить переходные процессы для регуляторов A1(t), A2(t), A3(t) и тока возбуждения i_В(t).

После наладки контуров тока якоря и скорости можно приступить к исследованию динамических свойств системы для различных установочных параметров.

7. Экспериментальное исследование статических свойств системы.

Снять 2-3 скоростные характеристики (по указанию преподавателя).

Статические свойства рекомендуется исследовать с теми же параметрами, которые были использованы при исследовании динамических свойств.

7.1. Установить переключатель SA8 в заданное (преподавателем) положение. Включить тумблер SA11. Запустить систему электропривода без нагрузки. Записать показания приборов для первой точки в табл.5.4.

Таблица 5.4 – Показания приборов

№	PA1		PA2		PA3		PA4		n		
	дел.	А	дел.	А	дел.	А	дел.	А	дел.	об/мин	c-1
1
...
10...12

7.2. Включить тумблер SA2 и, изменяя (повышая) ток возбуждения нагрузочной машины (резистор RP1), осуществлять нагрузку исследуемой машины и записывать показания приборов в табл.5.4.

Кроме того, для лучшего понимания работы системы регулирования целесообразно одновременно записывать показания на выходе операционных усилителей А1…А3.

8. Сделать выводы по данным исследований системы в статике и динамике.