4.3 Программа работы
1. Ознакомиться с оборудование установки.
2. Изучить принципиальную схему установки.
3. Проверить работу элементов схемы управления – ИРН, ОУ, ЗИ.
4. Установить параметры регулятора скорости (П, ПИ) и собрать контур скорости.
5. Снять семейство статических механических характеристик электропривода для 2-3 значений напряжения задания скорости с П-РС.
6. Снять семейство статических механических характеристик электропривода для 2-3 значений напряжения задания скорости с ПИ-РС.
7. Снять переходные процессы при пуске, набросе и сбросе нагрузки для 2-3 значений напряжений задания с П-РС при изменении управляющего воздействия скачком.
8. Повторить п.7 с ЗИ для 2-3 значений постоянных времени интегрирования ЗИ.
9. Составить отчет по лабораторной работе, который должен содержать:
9.1. Принципиальную схему системы управления (силовую часть разрешается показывать в однолинейном изображении).
9.2. Таблицы экспериментальных данных и соответствующие статические характеристики.
9.3. Осциллограммы переходных процессов.
4.4 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 схемы для набора системы регулирования скорости.
3. В распредщите №2 должен быть включен автомат QF2 – включает преподаватель.
4. В соответствии с упрощенной принципиальной схемой стенда (рис.4.7):
4.1. Тумблеры SA, SA1 должны быть отключены, галетный переключатель SA2 установить в нулевое положение, тем самым отключается якорная цепь и цепь возбуждения нагрузочной машины, и обеспечивается ввод всех сопротивлений в роторную цепь исследуемой машины.
4.2. Включить автомат QF1 – подается питание на ТСУ, релейно-контакторную схему управления, схему сигнализации, возбудитель цепи возбуждения LM2.
Для проверки исправности ТСУ нажать кнопку SB2 или SB3 – включатся контактор КМ1, реле KV4, загорится сигнальная лампочка HL3 или – КМ2, KV5, загорится сигнальная лампочка HL2. При исправном ТСУ двигатель не разгоняется. Нажать кнопку SB1 – отключатся KM1, KV4 , погаснет HL3 или соответственно КМ2, KV5, погаснет HL2.
Cхема готова для дальнейшей работы.
4.3. Проверить работоспособность операционных усилителей А1...А3, задатчика интенсивности ЗИ, источника регулируемого напряжения ИРН.
4.4. Собрать схему регулятора скорости, выставить параметры регулятора, снять характеристику управления П-РС. При выборе номера усилителя необходимо учесть особенности входа ТСУ установки – на управляющий вход СИФУ должен быть подан отрицательный сигнал (см. рис.4.8).
4.5. Для проверки полярности обратной связи по скорости собрать схему, приведенную на рис.4.9.
Источник регулируемого напряжения может быть подключен непосредственно или через дополнительный операционный усилитель.
Регулятор ИРН установить в крайнее левое положение. Включить, например, контактор КМ1 (кнопка SB2). Увеличивая напряжение управления на входе усилителя А3 (входе СИФУ) запустить двигатель и определить полярность напряжения в точках 4-4' делителя тахогенератора.
Рисунок 4.9 – Фрагмент схемы для проверки полярности обратной связи
по скорости
Точку, имеющую полярность, противоположную по знаку полярности напряжения задания, использовать в дальнейшем для организации отрицательной обратной связи по скорости, а вторую точку соединить с общей точкой схемы наборного поля.
Остановить двигатель (сняв напряжение управления и кнопкой SB1).
Включить контактор КМ2 (кнопка SB3). Запустить двигатель по аналогии с предыдущим случаем и определить полярность напряжения U4-4'. Полярность напряжения должна быть противоположной по сравнению с предыдущим случаем.
Как было отмечено в разделе 4.2, исследованию подлежит работа только в одном квадранте – первом или третьем без режима торможения. Поэтому, по усмотрению исследователя, можно выбирать либо первый квадрант (условно контактор КМ1), либо третий квадрант (условно контактор КМ2). Выбор квадрантов должен осуществляться только через режим "стоп" – кнопка SB1, при котором собирается контур скорости с обратной связью для соответствующего квадранта.
5. Исследование статических свойств одноконтурной системы ТРН-АД.
5.1. Собрать схему контура скорости, например, для первого квадранта. Запустить электропривод – плавно увеличивая напряжение управления до Uз1=10В, довести скорость двигателя до максимальной, примерно 1450 об/мин. Вывести из роторной цепи добавочные резисторы с помощью переключателя SA2 (включаются реле KV1, KV2, контакторы КМ3, КМ4, загораются лампы индикации HL5, HL6).
Проверить положение резистора RЗ – движок должен быть в крайнем левом положении, убедиться при этом, что ток возбуждения нагрузочной машины равен нулю. Замкнуть якорную цепь нагрузочной машины М2 (тумблер SA, контактор КМ5). Записать показания приборов в табл.4.2. Включить тумблер SA1, изменяя ток возбуждения LM2 нагрузочной машины М2 снять 6-8 точек скоростной характеристики двигателя. Максимальное значение тока возбуждения ограничить в пределах, определяемых (1.5-2)Iян нагрузочной машины. Поскольку шкала прибора РА4 соответствует 50А, то максимальное значение тока нагрузочной машины следует ограничить на уровне 50А.
Эксперимент следует начинать с максимальной нагрузки I4=50А, постепенно уменьшая ее и доводя, в конечном счете, до нуля. Тем самым улучшается тепловой режим работы исследуемой и нагрузочной машин.
Повторить эксперимент для Rдоб1 и Uзс=Uзс2, Uзс3 (например, для Uзс2=0.5Uзс1, Uзс3=0.25Uзс1, или для других значений по указанию преподавателя). Все данные занести в табл.4.2.
5.2. По аналогии провести эксперименты для случаев введения в цепь ротора Rдоб2 (выключатель SA2 в первом положении, контактор КМ4 выключен) и полного добавочного сопротивления (выключатель SA2 в нулевом положении, контакторы КМ4, КМ3 выключены).
Таблица 4.2 – Таблица экспериментальных данных
mn= mI4= mI5= mU1= mU2=
|
Rдоб |
Uзс |
№ |
n |
I4 |
I5 |
U1 |
U2 |
I1 | ||||||||||||||||
|
|
|
п/п |
дел |
об/мин |
дел |
A |
A |
дел |
В |
дел |
В |
А | ||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 | ||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
Uзс1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
Rдоб1 |
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
(КМ3, |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
КМ4) |
Uзс2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
Uзс3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
Uзс1 |
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
R доб2 |
Uзс2 |
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
(КМ3) |
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
Uзс3 |
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
Uзс1 |
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
R доб3 |
Uзс2 |
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
Uзс3 |
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||
Для уменьшения времени проведения эксперимента рекомендуется записывать показания приборов в делениях приборов, определить цену деления прибора, пересчитать показания в абсолютные значения по формуле:
Xабс = Xд mx, (4.12)
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.
Момент нагрузочной машины рассчитывается по формуле:
М2 = С2 I4, (4.13)
где С2 – постоянная момента нагрузочной машины М2, Вс.
Постоянная С2 = (Iв2) = (I5) является функцией тока возбуждения и определяется для рассматриваемой нагрузочной машины характеристикой, приведенной на рис.4.10.
Расчетные данные занести в табл.4.3.
5.3. Построить семейство механических и скоростных характеристик исследуемого двигателя. Проанализировать полученные результаты.
6. Исследование динамических свойств одноконтурной системы ТРН-АД.
Оценка динамических свойств осуществляется для режимов пуска "на скачок", от ЗИ и наброса-сброса нагрузки. В качестве регистрирующего прибора используется запоминающий осциллограф типа С8-17.
Реакцию системы на скачок и на ЗИ рассмотреть для одного-двух значений задания скорости, соответствующих значениям табл.4.2. Аналогично выбрать нагрузку для соответствующих значений тока возбуждения I5 нагрузочной машины.
Эксперимент рекомендуется выполнять в следующей последовательности.
6.1. Подготовить схему аналогично проведению эксперимента по исследованию статических свойств системы. Разомкнуть точки 5-5 между выходом ОУ и входом СИФУ. По вольтметру PV установить одно из напряжений задания скорости Uзсi (i=1,2,3). Выключить тумблер на ИРН. Подключить выход ОУ к входу СИФУ. Схема готова к проведению эксперимента.
Таблица 4.3 – Расчетные данные для скоростных и механических характеристик
|
Rдоб |
Uзс |
№ |
n |
M |
I1 |
|
|
|
|
Об/мин |
Нм |
A |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Uзс1 |
... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Rдоб1 |
Uзс2 |
... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Uзс3 |
... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Uзс1 |
... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Rдоб2 |
Uзс2 |
... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Uзс3 |
... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Uзс1 |
... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Rдоб3 |
Uзс2 |
... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Uзс3 |
... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
Подключить осциллограф в соответствующие точки схемы наборного поля – для записи напряжения задания скорости и скорости двигателя. Предварительно осциллограф должен быть промасштабирован по амплитуде – наибольшее напряжение по Uзс и U не превышают 10 В и по времени – время переходного процесса находится в пределах 3-4 с.
6.2. Включить тумблер SA4 на наборном поле, подав напряжение задания скорости. Зафиксировать переходные процессы.
6.3. Изменить напряжение задания скорости. Повторить режим пуска.
6.4. Подключить задание скорости ОУ через задатчик интенсивности. На вход осциллографа подать сигнал с выхода ЗИ.
Выполнить режимы пуска для значений задания скорости по пп. 6.2, 6.3.
6.5. Режим наброса-сброса нагрузки выполняется следующим способом:
Установить напряжение Uзсi (по табл.4.2), не включая контактор КМ5 (тумблер SA на приборной панели), установить ток возбуждения I5 для одной из точек табл.4.2 с учетом принятого Uзс.
Запустить привод. После достижения установившегося режима включить тумблер SA (приборная панель), при этом включается контактор КМ5, чем и определяется наброс нагрузки скачком. Вслед за этим отключить SA – будет иметь место сброс нагрузки.
6.6. При пуске электропривода от ЗИ наброс нагрузки осуществить в режиме разгона.
6.7. Заосциллографировать все необходимые переходные процессы, проанализировать полученные результаты, сделать выводы.