12141

Исследование схемы управления электродвигателем постоян-ного тока на тиристерных преобразователях

Лабораторная работа

Физика

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2. Тема: Исследование схемы управления электродвигателем постоянного тока на тиристерных преобразователях. Цель работы: Изучение работы тиристорного преобразователя для электродвигателя постоянного тока с регулируемой частотой враще

Русский

2013-04-24

668 KB

26 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2.

Тема: Исследование схемы управления электродвигателем постоян-ного тока на тиристерных преобразователях.

    Цель работы: Изучение работы тиристорного преобразователя для электродвигателя постоянного тока с регулируемой частотой враще-ния.

    План проведения работы.

    1. Ознакомиться с электрооборудованием и электроизмеритель-ными приборами с занесением технических данных.

    2. Изучить схему включения, кинематическую схему, функциональ-ную схему, принципиальную схему.

    Назначение.

    Данная схема предназначена для питания якорных цепей постоян-ного тока в системе нереверсивного автоматизированного электри-ческого привода постоянного тока мощностью до 10 кВт, и рассчитан на исследование обратной связи по напряжению или с использованием тахогенератора.

    В настоящее время данные тиристоры преобразователи применя-ются во всех отраслях промышленности, где требуется регулируемый по частоте вращения электропривод.

    Питание их осуществляется непосредственно от промышленных сетей переменного тока, напряжение 380 В и частотой 50 Гц.


    
Перечень приборов, необходимых для выполнения данной работы:

    1. Реле                                           РПУ 0-91, UН- 24 В

    2. Регулирующее устройство                БУ-3509, UН- 380 В

    3. Автомат                                      АЕ-20-16-10, IН- 10 A

    4. Амперметр                                    М42100, 75 мВ

    5. Вольтметр                                    М 42100, 300 В

    6. Кнопки управления                           КЕ011, UН- 220 В, IН- 0,5 А

    7. Резистор                                      ППБ25, 4,7кОм

    8. Арматура сигнальная                       СС - км

    9. Тумблера                                      ТВ-2-1T, IН- 0,5 А

    10. Электродвигатель

    Таблица 2. Технические данные электродвигателя

Тип эл. двигателя

UН , В

IН , A

n , об/мин

КПД, %

Возбужден.

независ.

Количество

П-32

220

8,5

1500

0,82

220

1

    Описание работы схемы включения электродвигателя постоянного тока.

    При подаче напряжения на стенд сразу включается звуковая сигна-лизация (ЗВ) через реле времени, контакт которого некоторое время отключает звуковую сигнализацию. Одновременно включается световая сигнализация (УН), которая включена постоянно и работает в импульс-ном режиме. Также сразу подается напряжение на трансформатор схемы управления (ТН) 380/24 В, а оттуда на диодную сборку (Д2) для выпрям-

ления. Автомат (А) еще не включен (см. схему). Включаем автомат и подаем напряжение на верхние клеммы магнитного пускателя (ПГ)= 380 В, тем самым подготавливаем цепь для включения и подачи его напря-жения на блок управления (БУ) и включая возбуждения.

    Нажатием кнопки «ГК» включается реле готовности (РГ), о чем сигнализирует лампа «ЛГ». Реле «РГ» становится на самоблокировку и готовит цепь для включения реле пуска «РП».

    Нажатием кнопки пуска «КП» через нормально открытый контакт «РГ» включаем реле пуска «РП», которое становится на самобло-кировку. Реле «РП» через вой нормально открытые контакты включает магнитный пускатель «ИГ» и контактор подачи возбуждения.

    Напряжение на блок управления «БУ» подано, о чем сигнализирует лампа ЛИ» и «ЛКН», при включении возбуждения загорается «1Л». Теперь можно задавать задание на увеличение скорости двигателя. Это делается потенциометром, движок которого выведен на панель. Враще-нием движка по часовой стрелке мы увеличиваем скорость, а в обрат-ном уменьшаем, о чем показывают приборы «V» и «п» останов двига-теля производится «KL». Также есть кнопка аварийного останова дви-гателя, полностью снимает 1апряжение с блока управления и контак-тора возбуждения, т.е. отключает «РГ», который в свою очередь разрывает включения «РП», «ИГ», «ПВ».

Обмотка возбуждения подключена независимо от «БУ» через маг-нитный пускатель «ПВ» и диодную сборку Д1.

    Блок управления.

Состоит из силовой части, включающей в себя управляемый мост,

систему управления частоты вращения, источник питания.


    Система регулирования
.

Включает в себя:

1. узел обратных связей по ХЭДС (УОС);

2. регулятор частоты вращения (А);

3. узел токоограничения;

4. систему импульсно - фазового управления (СИФУ).

    Узел обратной связи.

    В «УОС» происходит формирование требуемой кратности обратной связи по Э.Д.С. и предназначен для создания ее на основе тахомоста, который включает в себя резисторы (R1, R2., R3). R1 - смежный, чтобы иметь возможность подстроечным потенциометром точно выставить баланс тахомоста, т.е. сделать погрешность близкой к номинальной по частоте вращения двигателя.

    Элементы R6 , С3 , R7 - образуют фильтр, сглаживающий пульсации обратной связи R6 = R7 = 27 кОм выбраны из условия, что средние значения с тахомоста U= 40-5О В, при номинальной частоте вращения на холостом ходу двигателя. Увеличение номинала резисторов снижает пульсации обратной связи, но Э.Д.С. двигателя, что улучшает жест-кость, но ухудшает устойчивость привода.

    Гибкая отрицательная обратная связь потоку, необходимая для устойчивой работы электропривода в режиме непрерывного тока, выполнена на элементах R8 , С2 , R9 (см. схему).


    Регулятор частоты вращения
.

Регулятор частоты вращения (А) выполнен по микросхеме - интегральном операционном усилителе. На входе регулятора происходит алгебраическое суммирование токов задания и обратной связи, что позволяет использовать низковольтный стабилизированный источник задающего напряжения величиной 10В (стабилизатор У13). Сигнал обратной связи с тахомоста поступает на вход усилителя через сумму сопротивлений R6 и R7 , а сигнал задания частоты вра-щения через R11 . Резистор ограничивает сопротивление между входами и общим проводом (точка 12), образуя делитель с резистором через защитный резистор R21 подается на транзистор (У5) эмиттерный повторитель, согласующий выход регулятора с входом СИФУ (точка 19).

Защита входа микросхем осуществляется диодами V1 и V2 . Гибкая отрицательная связь по току (R8 , С2 , R9) и основная корректирующая цепь ПИ -регулятора. R15 ,C4 , R16- Замыкающая на эммитере V6- остают-ся исключенными к инвертирующему входу усилителя. Элементы внут-ренней коллекции усилителя устраняют самовозбуждение микросхемы на высокой частоте. Рабочее управляющее напряжение на регуляторе выхода имеет положительную полярность. Когда сигнал задания - регулятор смещается в нерабочую зону за счет постоянного положи-тельного напряжения на входе. Следовательно, на выходе микросхемы будет отрицательное напряжение на входе СИФУ около 0.

    Узел токоограничения.

УТ- R20 , С7 , R22 , R25 , У3 , У4 , У6 - при превышении сиг нала обратной связи по току установка отсечки действует на шунтирование выход-


ного сигнала усилителя, снижает напряжение на выходе устройства до необходимой величины. Установка такого ограничения задается отри
-цательным смещением потенциометра R20. Цепь R26, У6 - снижает зону нечувствительности (УТ), определяющей напряжение на переходе эмми-тер- база У4. Цепь R24, C7 осуществляет коррекцию (УТ) для обеспе-чения работоспособности устройства на разные типы двигателей.

    Система импульсно - фазового управления "СИФУ".

СИФУ работает по принципу заряда конденсатора Сю, до напря-жения пробоя порогового элемента У23 в момент сравнивания выдается импульс на соответствующий тиристор. Изменяя постоянную времени заряда конденсатора можно регулировать фазу , управляющего импульса тиристора. Регулировочная характеристика СИФУ представ-ляет собой гиперболу.

СИФУ функционально состоит из генератора пилообразного напря-жения, распределителя импульсов, усилителя импульсов.



         

   Вывод: По принципиальной схеме составили монтажную схему. Собрали ее на действующем стенде, включили в работу и изучили все возможные варианты.