Исследование системы "Тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ "ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА"

Цель работы

Исследование рабочих свойств системы "Тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока" (ТП-Д), способов регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока.

Программа работы

1. Изучить принципы работы с модулем тиристорного преобразователя (Приложение Б).

2. Изучить схему для снятия характеристик системы ТП-Д.

3. Снять естественные механическую и электромеханическую характеристики двигателя.

4. Снять искусственные механическую и электромеханическую характеристики ДПТ при изменении напряжения якоря.

5. Снять регулировочные характеристики системы ТП-Д.

6. Снять переходные процессы при пуске/останове двигателя.

7. По полученным данным построить опытные кривые, составить отчет по работе.

Пояснения к работе

1. В лабораторной работе используются следующие модули

- модуль питания стенда (МПС);

- модуль питания (МП);

- силовой модуль (СМ);

- модуль преобразователя частоты (ПЧ);

- модуль тиристорного преобразователя (ТП);

- модуль регуляторов (МР);

- модуль ввода/вывода (МВВ).

2. Схема для исследования системы приведена на рис. 1

Двигатель постоянного тока (ДПТ) подключается к модулю тиристорного преобразователя (ТП) через датчики тока и напряжения. Якорная обмотка присоединяется к выходам якорного преобразователя модуля ТП, Обмотка возбуждения - к выходам нерегулируемого источника напряжения =220В модуля ТП.

Выход регулятора тока модуля регуляторов подключается к входу X1 модуля ТП, а также к входу ADC4 модуля ввода/вывода. На вход регулятора тока подается сигнал задания с потенциометра RP1 модуля.

тиристорный преобразователь двигатель ток

Рис. 1. Схема для исследования системы ТП-Д

В качестве нагрузочной машины выступает асинхронный электродвигатель, подключенный к преобразователю частоты ПЧ.

Преобразователь частоты запитывается трехфазным напряжением 3x380В от модуля МП.

Выходы датчиков тока и напряжения, а также ПЧН силового модуля подключаются к входам АВС1, АВС2 , АВС3 модуля ввода/вывода соответственно.

3. Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние

- перевести тиристорного преобразователя в режим регулирования скорости (Приложение Б), установить переключатель SA3 в положение «Авт», SA4 - в положение "НМ", кнопку "Сеть" - в нижнее положение, SA6 - в нижнее положение;

- переключатель SA1 модуля ПЧ установить в нижнее положение, потенциометр RP1 - на минимум снимаемого напряжения (крайнее положение против часовой стрелки), переключатель SA2 - в среднее положение;

- потенциометр сигнала задания на модуле регуляторов установить в крайнее положение против часовой стрелки, переключатель SA5 установить в положение «3,5», SA6 установить в положение «0».

- для проведения работы на персональном компьютере должно быть запущено ПО DeltaProfi и выбрана соответствующая работа.

- после сборки схемы необходимо настроить преобразователь частоты на режим регулирования момента (Приложение Б).

4. Снятие естественных механической и электромеханической характеристик

Естественные характеристики представляют собой зависимости частоты вращения двигателя от тока якоря (электромеханическая характеристика) , и от момента на валу электродвигателя (механическая характеристика) при постоянной величие питающего напряжения U_Я=const.

Опыт проводится в следующей последовательности:

- включить автоматические выключатели QF1, QF2;

- включением кнопки «Сеть» подать напряжение на ТП;

- подать разрешение на работу ТП (SA6) и установить потенциометром RP1 модуля регуляторов выходное напряжение ТП 200В;

- разрешить работу ПЧ (SA3) и, выбрав необходимое направление вращения АДФР, задавать потенциометром RP1 модуля ПЧ момент нагрузки. При снятии опыта следить за током якоря ДПТ. Он не должен превышать 1,5А;

- при проведении опыта желательно зафиксировать несколько точек двигательного и генераторного режимов.

Результаты опыта заносить в табл. 1.

Таблица 1

После проведения опыта вывести RP1 модуля ПЧ в крайнее левое положение, переключатель SA1 установить в среднее положение, остановить ДПТ.

5. Расчетные данные

Частота вращения электродвигателя, 1/с

.

Мощность на выходе тиристорного преобразователя, Вт

.

Электрические потери в якорной цепи электродвигателя, Вт

,

где r_Я - сопротивление якорной цепи (Приложение В), Ом.

Электрические потери в цепи обмотки возбуждения электродвигателя, Вт

,

где r_В - сопротивление цепи обмотки возбуждения (Приложение В), Ом.

Мощность на валу электродвигателя, Вт

,

где - механические потери ДПТ (Приложение В), Вт.

Момент на валу электродвигателя, Н•м

.

По результатам опыта построить характеристики , , сравнить с аналогичными характеристиками двигателя (Работа №1).

6. Снятие искусственных характеристик

Искусственные характеристики при пониженном напряжении представляют собой зависимости частоты вращения двигателя от тока якоря (электромеханическая характеристика) и от момента на валу электродвигателя (механическая характеристика) при напряжении якоря, не равном номинальному, отсутствии добавочных сопротивлений в якорной цепи, номинальном потоке возбуждения.

Опыт проводится в следующей последовательности:

- включить автоматические выключатели QF1, QF2;

- включением кнопки «Сеть» подать напряжение на ТП;

- подать разрешение на работу ТП (SA6) и установить напряжение U_ТП по указанию преподавателя;

- разрешить работу ПЧ (SA3) и, выбрав необходимое направление вращения АДФР, задавать потенциометром RP1 модуля ПЧ момент нагрузки. При снятии опыта следить за током якоря ДПТ. Он не должен превышать 1,5А;

- при проведении опыта желательно зафиксировать несколько точек двигательного и генераторного режимов.

При установке пониженного напряжения зафиксировать точку короткого замыкания.

Результаты измерений занести в табл. 2.

Таблица 2

После проведения опыта вывести RP1 модуля ПЧ в крайнее левое положение, переключатель SA1 установить в среднее положение, остановить ДПТ.

7. Снятие регулировочных характеристик

Регулировочные характеристики представляют собой зависимости напряжения на выходе преобразователя, частоты вращения, мощности на выходе ТП и на валу, КПД электродвигателя от напряжения управления: U_Я, щ, P_ЭЛ, P_В, з=f(U_ВХ), I_Я=const.

Для снятия данной характеристики необходимо при постоянном значении тока якоря изменять величину сигнала задания, фиксируя показания измерительных приборов.

Опыт проводится на холостом ходу и под нагрузкой, создаваемой преобразователем частоты.

Опыт проводится в следующей последовательности:

- подать напряжение на тиристорный и частотный преобразователи, запустить ТП, установив выходное напряжение на уровне 200В;

- с помощью преобразователя частоты установить ток якоря, заданный преподавателем;

- изменяя положение RP1 МР регулировать выходное напряжение тиристорного преобразователя. После установки определенного напряжения регулировкой потенциометра RP1 модуля ПЧ добиться заданного тока якоря ДПТ.

Результаты занести в табл. 3.

Таблица 3

После проведения опыта необходимо снять нагрузку с электродвигателя переведением тумблера SA1 модуля ПЧ в среднее положение, остановить ДПТ, убрать разрешение на работу тиристорного преобразователя (SA6 в нижнее положение), выключить питание стенда.

По результатам опыта построить регулировочные характеристики системы для двух значения тока якоря, объяснить их отличие.

Снятие осциллограмм переходных процессов системы

Для снятия переходных процессов пуска/останова необходимо установить масштаб по времени в окне лабораторной работы на уровне 10с и снять осциллограммы процесса пуска/останова при пониженном напряжении якоря ТП.

Опыт проводится в следующей последовательности:

- включить автоматические выключатели QF1 (МПС), QF2 (МП);

- включением кнопки «Сеть» модуля ТП подать напряжение на преобразователь;

- подав разрешение на работу ТП (SA6), установить частоту вращения на уровне 250…300 об/мин;

- остановить ДПТ, переведя переключатель SA5 в среднее положение;

- произвести последовательно включение и выключение ТП переведением SA5 из среднего положения в одно из крайних, а затем обратно, одновременно фиксируя переходные процессы на экране компьютера.

По результатам опытов составить отчет по проделанной работе, в котором привести таблицы с опытными и расчетными данными, а также опытные кривые характеристик. Сделать выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Какие способы регулирования частоты вращения ДПТ существуют?

2. Как осуществляется регулирование напряжения на выходе ТП?

3. В чем преимущества и недостатки фазового регулирования напряжения?

4. В каком режиме работает двигатель при питании от ТП в следующих случаях:

- U_Я>0, n>0, M>0;

- U_Я>0, n=0, M>0;

- U_Я>0, n>0, M<0;

- U_Я>0, n<0, M>0;

- U_Я<0, n<0, M<0.

5. С помощью какой обратной связи можно добиться горизонтальной механической характеристики:

- по напряжению;

- по скорости;

- по ЭДС;

- по току якоря.

Размещено на Allbest.ru