1.1.4. Лабораторный стенд «Исследование двигателя и генератора постоянного тока»
Лабораторный стенд, представленный на рисунке 1.4., предназначен для изучения конструкции, принципа работы, рабочих характеристик двигателя и генератора постоянного тока [3].
Рисунок 1.4 – Лабораторный стенд исследование двигателя и генератора постоянного тока [3].
Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:Исследование двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ-НВ) методом холостого хода/короткого замыкания, исследование естественных механической и электромеханической характеристик ДПТ-НВ, исследование переходных процессов пуска и торможения ДПТ-НВ, исследование переходных процессов ДПТ-НВ при изменении нагрузки [3].
1.1.5 Тренажер управления двигателем постоянного токаQnet dcmct
Система состоит из электродвигателя постоянного тока с энкодером и инерционным маховиком на валу электродвигателя. Двигатель управляется сигналами с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), усиливаемых усилителем мощности. Энергия подается на усилитель через силовой кабеля QNET из настенного трансформаторного блока питания, а энкодер питается от устройства ELVIS. Выходные и выходные сигналы системы доступны на контактах модуля и стандартных разъемах платы сбора данных. Управляющая переменная – напряжение, подаваемое на усилитель системы, а выходная переменная – частота либо угол поворота маховика. Возмущения могут быть введены вручную манипуляциями с колесом, либо в цифровом виде через LabVIEW.
На рисунке 1.5 показана фотография общего вида и расположения компонентов системы с модулем DCMCT (далее DCMCT-системы) для изучения управления двигателем постоянного тока [4].
Рисунок 1.6 - Общий вид модуля DCMCT [4].
Компоненты модуля DCMCT, приведенные на рисунках 1.5 и 1.6, обозначены уникальными идентификационными номерами в соответствии с таблицей 1.1.
Рисунок 1.6 - Компоненты двигателя постоянного тока модуля DCMCT [4].
Таблица 1.1 - Перечень компонентов модуля DCMCT
|
6. Плата с ШИМ усилителем и энкодером |
|
|
|
|
|
|
|
|
Оборудование лаборатории позволяет студентам изучать и самостоятельно разрабатывать системы автоматического управления и регулирования. В процессе работы студенты получают практические навыки создания, тестирования и отладки систем с реальными объектами управления.Лабораторные работы посвящены основным темам теории управления, в том числе статическим и динамическим свойствам систем регулирования, передаточным функциям и частотным характеристикам, основам синтеза систем управления.
1.1.6 Обобщение и выбор прототипа
Рассмотренные в разделе 1.1. примеры существующих лабораторных стендов имеют значительные отличия, как по техническим характеристикам, так и по функциональному назначению.
Сравнительный анализ характеристик стендов приведен в таблице 1.2.
Таблица 1.2:Сравнительный анализ характеристик стендов
|
Характеристики |
САР-ЭД-НН |
ИБПТ1-Н-Р |
ИБПТ1-Н-К |
ДиГПТ |
DCMCT |
|
Напряжение питания, В |
3х380 |
220 |
220 |
220 |
220 |
|
Частота, Гц |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
|
Потребляемая мощность, ВА |
750 |
50 |
500 |
1000 |
50 |
|
Характеристики |
САР-ЭД-НН |
ИБПТ1-Н-Р |
ИБПТ1-Н-К |
ДиГПТ |
DCMCT |
|
Длина, мм |
600 |
625 |
625 |
500 |
20 |
|
Ширина, мм |
500 |
500 |
500 |
500 |
30 |
|
Высота, мм |
500 |
400 |
400 |
1000 |
10 |
|
Масса, кг |
7 |
10 |
10 |
20 |
0,7 |
|
Дополнительное оборудование |
- |
- |
- |
ПК |
NI ELVIS II |
|
Стоимость, руб |
533000 |
81404 |
125772 |
120000 |
111000 |
Из сравнительного анализа функциональных особенностей рассмотренных стендов, определены основные функции проектируемого стенда: моделирование двигателя постоянного тока, включая расчет параметров, систем автоматического управления скоростью двигателя, исследование систем автоматического управления на математической и физической модели.
В качестве прототипа проектируемого лабораторного стенда является тренажер управления двигателем постоянного тока QNETDCMCT, так как данная специализированная плата поддерживается платформойELVISII, находящейся в лаборатории кафедры САУ. Основные технические характеристики и особенности устройства приведены в Приложении 1.