12400

Керування напруги генератора вугільним регулятором

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторна работа № 9 Керування напруги генератора вугільним регулятором Мета работи. Дослідження статичних та динамичних характеристик генератора керованного вугільним регулятором. Скорочені конструктивні та теоретичні відомості. Лабораторна у

Украинкский

2013-04-27

446.5 KB

5 чел.

Лабораторна работа № 9

Керування напруги генератора вугільним регулятором

Мета работи.

Дослідження статичних та динамичних характеристик генератора, керованного вугільним регулятором.

Скорочені конструктивні та теоретичні відомості.

 Лабораторна  установка включає у себе:

1. Преобразуючий агрегат який представляє із себе систему, яка складається із приводного синхронного двигуна змінного струму та механічно з'еднаного з ним генератора постійного струму із незалежним збудженням. Синхронний двигун живлеться напругою U=220в. Номінальна вихідна напруга генератора ностійного струму складає U=220в, а номінальна величина струму навантаження дорівнює I=1А. Обмотка збудження генератора постійного струму живлеться через напівпровідниковий двухперіодний випрямляч напругою U=26в. До системи входить вугільний регулятор напруги, призначенний для регулювання напруги на вихідних затискачах постійного струму.

2. Реостат величиною Rн представляє із себе зовнішнє навантаження генератора постійного струму.

3. Реостат Rуст вмикається в ланцюг настройки вугілного регулятора багатограничний вольтметр вмикаеться для вимірювання вихідноі напруги генератора постійного струму.

4. Амперметр вмикаеться в ланцюг навантаження генератора постійного струму.

Із представленноі принциповоі схеми на мал.1, в ланцюг збудження генератора вмикается стовпчик з вугільних шайб. Опір вугільного стовпчика, а отже, I струм збудження генератора залежить від тиску на вугільний стовпчих ( переміщення якора електромагніту із контактним вуглем ). Тиск, в свою чергу, залежить від співвідношення механічної сили пружини, з якою тісно пов'язанний якор, та тягове зусилля електромагніту (мал.1.1). При відхиленні стабілізуючої напруги від заданого значення змінюється струм та тягового зусилля електромагніту; рівновага сил, діючих на якор, порушуеться і якор починає зміщуватися. При зміщуванні якора змінюеться стиснення вугільного стовпчика (площа зіткнення вугілних шайб), змінюється струм збудження генератора і напруга генератора починає відновлюватись. По закінченню перехідного процесу якор займає нове положення, при якому тягове зусилля електромагніту дорівнює механічним силам (сумма сил пружини та пружніх сил вугільного стовпчика).

Стабілізуючі якості вугільного регулятора залежать від виду та взаемного растошування механічної та електромеханічної характеристик. Простежимо процес регулювання за графіко (мал 1.2).

На данному малюнку в одних і тих самих координатних вісях зображенні механічна характеристика регулятора (крива представляє із себе сумму сил пружини та пружніх сил вугільного стовпчика у функції від повітрянного зазору) і родину електромеханічних характеристик (тягове зусилля електромагніту у функції від повітрянного зазору).

 

 

       Мал.1.2

Робота регулятора в статичному режимі можлива тільки при збігу механічнної та електромеханічнної характеристик, що означає рівновагу сил, діючих на якор регулятора. Припустимо, що установлена робота регулятора здійснюється в точці А при напрузі U0 у повітряному зазорі 0.

При раптовому підвищенні напруги до величини U1 сила електромагнітного тяжіння якора стає більше, ніж механічна сила протистояння, якор починає переміщуватися в сторону зменщення повітрянного зазору. Опір вугільного стовпчика зростає і напруга генератора падає.

Після перехідного процессу установлена робота буде вже в другій точці В, яка крім параметрів регулятора, визначається і характеристикою збудження генератора. Із цього випливає, що для гарної стабілізації напруги у статичному режимі необхідно, щоб механічнні та електромеханічнні характеристики регулятора співпадали або перехрещувалися під невеликим кутом.При співпаданні механічної та електромеханічої характеристик регулювання буде астатичним, тобто напруга, підрумувана регулятором, зостаеться постійною при будь-якому збуренні. Слід відмітити, що напруга в цьому випадку буде незміною тільки в статичному режимі (інваріантність регулятора в статичному режимі).

У динамічному режимі, тобто при перехідних процесах, напруга буде відхілюватися від заданної. Статична характеристика регулятора при співпаданні механічної та електромеханічої характеристик показана кривою 1 на мал.1.3.

  

  Мал 1.3.      Мал 1.4.

Якщо механічна характеристика пружини і єлектромеханічна характеристики електромегніту росташованні так, як зображенно на мал.1.2, регулювання буде із від'емним статизмом (крива 3 мал.1.3). Для отримання гарних статичних характеристик регуляторів пружину звичайно роблять спеціальної форми з нелінейною характеристикою. Вид для прикладу в цьому випадку зображен на мал.1.4.

В залежності від попередньої натройки регулятора робота може здійснюватися в різних точках характеристик. В точці А регулюваеея буде з від'емним статизмом, в точці В астатичне регулювання, в тоці С- з позитивним статизмом (крива 2 на мал1.3 ). Для забеспечення доброго перехідного процесу регулятор звичайно настроюється на невеликий від'емний статизм, одначе в процесі роботи внаслідок зносу вугільних шайб та усадки пружини регулятор може переходити спочатку на астатичне регулювання, потім на регулювання з позитивним статизмом. З точки зору статичних характеристик найкращим є астатичне регулювання, але при цьому виходить поганий перехідний процес, який призводить до крішення та передчасного зносу вугільних шайб.

Однією з важливіших характеристик регулятору є ступінь його статичної точністі. Вона представляє із себе ведношення відхилення регулюємої координати об'єкта регулювання без регулятора до відхилення тієї ж коордонати з регулятором в сталому режимі при номинальному збуренні дій (мал 1.5.)

 

     Мал 1.5

Для покрашення перехідного процесу в регуляторі можливо застосувати гнучкий від'емний зворотній зв'язок у вигляді стабілізуючого трансформатора. В наслідок цього наводиться Е.Р.С. у вторинній обмотці трансформатора, що призводить до змінення струму в обмотці електромагніту, отже струм який проходить по ланцюгу обмотки електромагніту,залежить не тільки від величини напруги генератору, але й від швидкості зміни струму в ланцюгу збудження. Стабілізуючий трансформатор покращує якість перехідного процесу (зменшує перерегулювання), одначе включення стабілізуючого трансформатору призводить до затягування перехідного процесу за рахунок демпферування струму в обмотці електромагніту додаткової Е.Р.С.

Методичні вказівки.

1. Експеріментально визначити статичну характеристику вугільного регулятора I=U)  за схемою, зображеною на мал 1.6. Побудувати графік та визначмти робочу точку.

    

   Мал. 1.6.      Мал. 1.7.

  Мал. 1.8.

2. Експеріментально зняти статичні характеристики об'екту регулювання (генератору постійного струму) без вугільного регулятору та з регулятором при збурюючому впливі F=(Iнач) за схемами мал 1.7 та мал.1.8,

3. За результатами роботи визначити ступінь статичної точністі регулятора.

4. Простежити та замалювати криві перехідного процесу регулятора при сходинковому зміненні Iнагр. U= t )  дати якісну оцінку якісті перехідних прцесів по перерегулюванню та швидкодії.

Програма виконання роботи.

1. Ознайомитися з макетом лабороторної работи, вивчити принцип дії та схему досліджуваемих елементів.

2. Зібрати схему, наведену на мал.1.6. Зняти і побудувати вольт-амперну-характеристику вугільного регулятора. В момент виконання схеми опіру Rуст повиннен відповідати номінальній величині опору, відповідно амперметр уключений на номінальну границю вимірювання. Зняти залежність I=U) змінення вхідної напруги через 1в. при прямому і зворотньому ході. Оцінити гістерезіс статичної характеристики. За схемою мал.!.6 увімкнути такі прибори: амперметр з границями вимірювання I=0-5000 мА, вольтметр U=0-30в. і реостат Rуст. 

Результати звести в таблицю 1, за даними побудувати графік.

          Таблица 1.

Iр

Uвх

Rр

Rр--- опір вугільного регулятора,

Iр ---величина струму вугільного стовпчика.

3. Зібрати схему, наведену на мал.1.7. Зняти і побудувати статичну характеристику об'єкту регулювання U= Iнач ) . В момент вмикання схеми величина опору реостату повинна бути номінальна і амперметр перемкнутий на максимальну границю вимірювання.

 За схемою мал.!.7 увімкнути такі прибори: амперметр з границями вимірювання I=0-500 мА(багатограничний), вольтметр U=0-50в.

Результати звести в таблицю 2, за даними побудувати графік.

          Таблица 2.

Uт

Iнач

Uт-напруга генератора(при n=const).

Iнач величина струму навантаження(збурення).

4. Зібрати схему, наведену на мал.1.8. Зняти і побудувати залежність U= Iнав ) . об'єкту регулювання з вугільним регулятором. В схемі застосовано тіж самі прибори, що й в пункті 3, а а також реостат Rуст для всановлення робочої точки вугільного регулятора по величені опору рівного Rуст=. В момент вмикання схеми тіж самі вимоги до приборів як п.2 і 3.

Результати звести в таблицю 3, за даними побудувати графік.

          Таблица 3.

Uт

Iнагр

 5. Визначити ступінь статичної точністі регулятора за данними, отриманними в п.3-4 за допомогою виразу:

 Спостереження на осцілографі вихідної величини менш зручно, ніж у випадку спостереженння перехідного процесу за струмом збудження. У якості шунта в данній системі можливо використовувати вугільний стовпчик, одначе неслід забьувати що орпір стовпчика під час перехідного процесу непостійни, і це привносить визначну похибку в результат вимірювання. Для покращення спостереження перехідного процесу осцілограф слід перемкнути на йдуще розвернення. Перехідний процес можливо рахувати як увімкненні, так вимиканні навантаження.

Зміст звіта

1. Результати дослідів зведенні в таблиці.

2. Графіки.

3. Замальовані осцилограмми перехідних процесів.

4. Висновок по кожному пункту.

Контрольні запитання.

1. Який вплив на харектеристики регулятора буде здійснювати змінення жорсткості пружини електромагніту?

2. Як за допомогою вугільного регулятора здійснюється регулювання напруги генератора при перемінному навантаженні?

3. Поясніть, що відбудеться с показниками амперметру в ланцюгу обмотки збудження генератора, якщо навантаження в ланцюгу генератора зросте?

4. Яку несе в собі інформацію настройка системи, статична характеристика вугільного регулятора.

5. Достоїнства та недоліки вугільного регулятора.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20781. Общая теория статистики 199.97 KB
  Отдельные объекты или явления образующие статистическую совокупность называются единицами совокупности. Например при проведении переписи торгового оборудования единицей наблюдения является торговое предприятие а единицей совокупности их оборудование прилавки холодильные агрегаты и т. Вариация это многообразие изменяемость величины признака у отдельных единиц совокупности наблюдения. Любое статистическое наблюдение осуществляется с помощью оценки и регистрации признаков единиц совокупности в соответствующих учетных документах.
20782. Калорифер воздушный распылительной сушильной установки 1.05 MB
  Поверхностные теплообменные аппараты, в свою очередь, делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах теплообмен между различными теплоносителями происходит через разделительные стенки.
20783. ПСИХОМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОГОЛЬНОЙ ЗАВИСИМОСТИ Б.КИЛЛИНЖЕР 364 KB
  Диагностика работогольной зависимости с помощью альтернативных методик (метод экспертных оценок, опросник Б.Киллинжер), адаптация и создание психометрического паспорта опросника Б.Килинжер: определение валидности опросника Б.Киллинжер; проведение процедуры point analysis (выявление дифференциальной силы каждого из утверждений опросника Б.Киллинжер)...
20784. Показатели вариации 930.28 KB
  Различие индивидуальных значений признака внутри изучаемой совокупности в статистике называется вариацией признака. Средняя величина это абстрактная обобщающая характеристика признака изучаемой совокупности но она не показывает строения совокупности которое весьма существенно для ее познания. Средняя величина не дает представления о том как отдельные значения изучаемого признака группируются вокруг средней сосредоточены ли они вблизи или значительно отклоняются от нее. В некоторых случаях отдельные значения признака близко...
20785. Физико-химические процессы протекающие в воде 1 контура и основы водного режима реакторов ВВЭР 166 KB
  б уметь: показать влияние примесей в воде 1 контура на скорость коррозии конструкционных материалах; обосновать ведение калийаммиачного водного режима 1 контура при борном регулировании. Задание на самостоятельную подготовку: самостоятельно проработать вопросы классификации коррозионных процессов показатели коррозионной стойкости коррозии стали в паре. Введение ВХР АС должен обеспечивать работу основного и вспомогательного теплоэнергетического оборудования без повреждений и снижения экономичности и при...
20786. Системы реагентного хозяйства и «чистого» конденсата 361 KB
  Целевая установка: В результате изучения материала лекции студенты должны: а знать: назначение состав принцип действия и основы эксплуатации систем боросодержащей воды и борного концентрата; назначение состав принцип действия и основы эксплуатации узла реагентов реакторного отделения ТВ20; назначение состав принцип действия и основы эксплуатации системы чистого конденсата дистиллята. Назначение состав принцип действия и основы...
20787. Организация ВХР 1 контура 486 KB
  Целевая установка: В результате изучения материала лекции студенты должны: а знать: назначение ведения ВХР 1 контура; назначение средств обеспечения ВХР 1 контура; нормы качества теплоносителя 1 контура при работе энергоблока на энергетическом уровне мощности; нормы качества подпиточной воды воды подаваемой на уплотнения ГЦН и растворов хим.реагентов; ограничения по эксплуатации РУ при отклонении нормируемых показателей; характерные причины отклонения ВХР 1 контура и методы их устранения; диагностические...
20788. Вводная лекция по дисциплине «Водный режим контуров АЭС» 117.5 KB
  Основные понятия физики и химии воды. Виды и показатели качества воды. Выводы по лекции.
20789. Подготовка воды для заполнения и подпитки контуров 302 KB
  Целевая установка: В результате изучения материала лекции студенты должны: а знать: технологию предварительной очистки природных вод; основные методы опреснения и обессоливания воды; использование очистки воды методом дистилляции на АЭС; принципы ионного обмена между смолами и водными растворами; основные показатели качества ионитов; основные методы очистки воды от растворенных газов применяемых на АЭС;...