2020-04-07
74
Дослідження замкнутої системи електроприводу в системі ТП-Д.
Мета роботи: Дослідне визначення регульовочних властивостей електроприво-да, виконаного по замкнутій схемі, і придбання практичних навиків в складанні і дослідженні схеми електропривода.
Теоретичні пояснення
Основні поняття. Автоматизований електропривод зазвичай будують по системі “керований перетворювач – електродвигун” з використанням зворотного зв’язку по регульованому параметру, частоті обертання електродвигуна. Структурна схема такого електропривода (рис.) має наступні елементи: регулятор Р, елемент порівняння ЕС, керований перетворювач ТП, виконавчий електродвигун М і робочий орган РО, що являє собою елемент виробничого механізму, що приводиться в рух електродвигуном.
Електрична енергія поступає в керований перетворювач ТП з мережі, а потім подається в робочу мережу (коло якоря) електродвигуна М. Режим роботи ТП визначається вхідним сигналом Uвх, що подається на вхід ТП. Значення цього сигналу визначається різницею керованого сигналу регулятора Uк і сигналом негативного зворотного зв’язку Uзз:
|
|
|
Uвх=Uк-Uзз.
Сигнал зворотного зв’язку функцією регульованого параметра. Наприклад, якщо автоматизований електропривод призначений для стабілізації частоти обертання, то в ньому використовують негативний зворотний зв’язок по частоті обертання електродвигуна М. З цією метою в електроприводі використовують датчик обертання – тахогенератор.
Відомо, що ЕРС пропорційна частоті обертання якоря
Еа=сеФn.
Тут се – постійний коефіцієнт, що визначається конструкцією електродвигуна; Ф – магнітний потік обмотки збудження ОЗ електродвигуна.
На рисунку 8.3 пунктиром обведені елементи принципової схеми електропривода, що відповідає структурній схемі (рис. 8.1).
Рисунок 8.1. Структурна схема електропривода.
Використання в досліджуваному електроприводі електродвигуна послідовного збудження виправдано тим, що такі електродвигуни мають “м’яку” механічну характеристику, а тому стабілізація частоти обертання в них є актуальною і дає наочне уявлення про ефективності досліджуваної системи електропривода.
Рисунок 8.2. Механічні характеристики електропривода складеного по
рисунку 8.1.
Механічні характеристики електроприводу із зворотним зв’язком. Приблизно через однакові інтервали навантажувального моменту М2 змінюють частоту обертання якоря електродвигуна. Потім навантаження на валу знову зменшують до значення М2мін=0,25Мном і потенціометром Rп встановлюють частоту обертання n0,25=1,1nном і дослід повторюють. Такий самий дослід проробляють при частоті n0,25=1,2nном. Результати вимірювань заносять в таблицю 36.1. За даними цієї таблиці будують три механічні характеристики електроприводу в різних режимах його роботи (рис. 36.3, графіки 1, 2 і 3). Некерований діод при напрузі U1, що відповідає частоті обертання якоря при навантаженні на валу М2мін=0,25Мном (рис. 36.3, крива 4).Таблиця даних цієї характеристики повинна бути прикладена до паспортних даних електродвигуна.
|
|
|
Для кількісної оцінки ефективності досліджуваної схеми електропривода із зворотнім зв’язком необхідно розрахувати значення зміни частоти обертання (%) якоря електродвигуна від номінальної до мінімальної (М2=0,25Мном):
Δn=(n0,25-nмін)/n0,25.
Розрахунок Δn необхідно виконати для всіх режимів дослідження електропривода.
Звіт про зроблену роботу повинен складати принципову схему електропривода, специфіку елементів цієї схеми і виводи про ефективність використання зворотного зв’язку по частоті обертання. При цьому необхідно вказати, в якому з досліджуваних трьох режимів роботи стабілізація частоти обертання найбільш близька до ідеальної (n=const), тобто порівняти величини Δn для тих режимів між собою і з величиною Δn для режиму роботи електродвигуна без зворотного зв’язку (рис.8.2, крива 4).
Програма роботи
1. Ознайомитися з будовою лабораторного стенду, записати паспортні дані резисторів.
Рисунок 8.3. Схема включення електропривода постійного струму із стабілізацією частоти обертання.
2. Скласти схему по рисунку; після перевірки схеми викладачем включити електропривод, зняти дані і побудувати механічні характеристики електропривода n=f(М2) при його роботі з негативним зворотним зв’язком по частоті обертання для трьох режимів (n0,25=nном, n0,25=1,1nном і n0,25=1,2nном).
3. Використовуючи дані досліду по п.2, визначити номінальну зміну частоти обертання електропривода при скиді навантаження для їх механічних характерис-тик.
4. Скласти звіт і зробити висновок про зроблену роботу.
Підготовка до роботи
1. Повторити теоретичний матеріал: принципи побудови замкнутих систем електропривода; позитивний і негативний види зворотного зв’язку; замкнуту систему електропривода, виконану за принципом “керований перетворювач – електродвигун” із стабілізацією частоти обертання.
2. Підготувати в робочому зошиті таблицю для занесення результатів дослідів і координатну сітку для побудови графіків.
Таблиця 8.1
| № п/п | Дослідні дані | Розрахункові дані | |||||||||
| U1 | I1 | U2 | I2 | U3 | n | ω | Р1 | РГ | Р2 | М | |
| В | А | В | А | В | об/хв | 1/с | Вт | Вт | Вт | Нм | |
| 1 | |||||||||||
| 2 | |||||||||||
| 3 | |||||||||||
| 4 | |||||||||||
| 5 | |||||||||||
n=Uтг·Ктг,
де Ктг – коефіцієнт тахогенератора;
ω=0,105·n;
Р1=U1·I1;
РГ=U2·I2;
;
,
де ηГ – ККД генератора.
Контрольні запитання
1. Який параметр електродвигуна використовується в якості сигналу зворотного зв’язку в розгянутому електроприводі?
2. Поясніть призначення всіх елементів розглянутого електропривода.
3. Яким чином можна усунути можливу нестійкість роботи електропривода при малій частоті обертання?
4. Чи зміниться ефект стабілізації частоти обертання електродвигуна при збільшенні частоти обертання, що задається потенціометром
