Система импульсно-фазового управления (СИФУ)
Назначение СИФУ – формирование положительных импульсов для тиристорных силовых групп ТП.
Общая для двух групп вентилей реверсивного ТП СИФУ выполнена по вертикальному принципу и состоит из трех одинаковых каналов управления, каждый из которых поочередно, в зависимости от полуволны питающего напряжения, формирует управляющие импульсы на тиристоры анодной или катодной группы соответствующей фазы [3].
Функциональная схема СИФУ показана на рис.4.1. Основные элементы каналов СИФУ:
- TV13…TV15 – согласующие трансформаторы (синхронизируют работу СИФУ с сетевым напряжением);
- фильтры (входные гнезда – 131,134,137, выходные – 132,135,138);
- фазосдвигающие цепочки сдвигают фазные напряжения на 32,4° (1,8 мс);
- А1…А6 – пороговые элементы (преобразуют синхронизирующие напряжения в прямоугольные разнополярные импульсы);
- генераторы пилообразных (опорных) напряжений (выходные гнезда которых- 133, 136, 139) формируют отрицательные импульсы пилообразной формы с разрешающей рабочей зоной около 173°;
- А7 (и функционально аналогичные ему) – нуль-органы формирователей длительности импульсов (на входе нуль-органа сравнивается опорное напряжение и напряжение управления, поступающее с выхода переключателя характеристик, гнездо 140); при равенстве напряжений изменяется полярность выходного напряжения нуль-органа, которое затем дифференцируется конденсатором, при этом положительный импульс открывает транзистор VT24 формирователя длительности импульсов;
|
|
|
- VT27 и VT28 (и функционально аналогичные им) – усилители импульсов;
- VS1...VS12 – импульсные трансформаторы, во вторичной цепи соответствующего импульсного трансформатора формируется положительный управляющий импульс длительностью около 200мкс для тиристора силовой группы.
Логическое устройство (ЛУ, на лицевой панели не показано)
ЛУ управляет силовыми группами ТП, выполняя следующие функции:
- выбирает нужный комплект тиристоров ТП, подавая питание в первичные обмотки импульсных трансформаторов через транзисторы VT31, VT32 и посылая управляющие команды переключателю характеристик;
- обеспечивает переключение тиристорных групп с задержкой около 4 мс при токе якоря I равном нулю.
К логическому устройству информация поступает от РС, РТ и блока защит.
Блок защит
В приводе предусмотрены следующие защиты с индикацией светодиодами:
- СР – от обрыва или неправильного чередования фаз и при отсутствии пилообразного напряжения;
- OS – от превышения максимальной скорости вращения;
- ОС – от превышения максимально допустимого тока якоря и обрыва цепи обратной связи по току;
- OL – от длительной перегрузки по току;
|
|
|
- TG – от обрыва обратной связи по скорости;
- RD – привод в исправности, можно подавать команду для работы.
При срабатывании какой - либо защиты блокируются РС, РТ и ЛУ – прекращается подача управляющих импульсов на тиристоры и привод мгновенно выключается, сигнал RD пропадает.
Программа экспериментов
Порядок экспериментального исследования электропривода:
- проверка работоспособности стенда;
- определение коэффициента связи С1 исследуемого двигателя М1;
- снятие электромеханических w=f(I1) и механических характеристик w=f(M1) в разомкнутой системе регулирования;
- снятие электромеханических w=f(I1)и механических характеристик w=f(M1) в замкнутой системе регулирования.
Проверка работоспособности стенда
Для этого необходимо:
- выставить переключатели S1 и S2 в среднее положение;
- разомкнуть выключатели S3 и S4;
- потенциометры R1 и R2 вывести в крайние левые положения;
- поставить переключатель S5 в положение «HAND CONTROL».
Внимание!
1. Переключатель S1 включает и выключает исследуемый двигатель М1, переключатель S2 - нагрузочный двигатель М2:
- среднее (нейтральное) положение S1 и S2 – отключены М1 и М2;
- одинаковое направление включения S1 и S2 ( влево или вправо ) – двигатели М1 и М2 включены встречно;
|
|
|
- разное направление включения S1 и S2( влево или вправо ) – двигатели М1 и М2 включены согласно.
Не допускайте скорость вращения выше 150 рад/с.
Показания амперметров А1 иА2 должны быть не более 15А.
4. Вращение рукояток потенциометров R1 и R2 производить плавно.
Проверка работоспособности исследуемого электропривода:
- включить сетевой автомат QF на левой боковой панели приборного блока, загорается световой индикатор «POWER»;
- соединить перемычками гнезда М1-М2 и М7-М8, тем самым вводятся обратные связи по скорости и току якоря; гнезда М3-М4 и М5-М6 разомкнуть;
- включить S3;
- поставить S1 в левое положение;
- поворачивая потенциометр R1, убедится, что электромеханический агрегат вращается и его скорость регулируется;
- переключить S1 при работающем приводе вправо до упора и убедиться, что испытуемый двигатель реверсируется;
- установить S1 в среднее положение, потенциометр R1 перевести в крайнее левое положение, выключить S3.
Проверка работоспособности нагрузочного электропривода:
- включить S4;
- выставить S2 в левое положение;
- поворачивая потенциометр R2, убедится, что электромеханический агрегат вращается и его скорость регулируется;
|
|
|
- переключить S2 при работающем приводе вправо до упора и убедиться, что нагрузочный двигатель реверсируется;
- установить S2 в среднее положение, потенциометр R2 поставить в крайнее левое положение, выключить S4.
4.9. Определение коэффициента связи С1 исследуемого
Двигателя M1
Выполняют, вращая обесточенный двигатель M1 нагрузочным двигателем и измеряя ЭДС и скорость исследуемого двигателя:
- переключатель S1 установлен в среднем положении;
- включить S4 и поставить переключатель S2 в левое положение;
- поворачивая потенциометр R2 вправо, отсчитать 3-4 значения скорости w и соответствующие значения ЭДС Е по показаниям вольтметра V1;
- переключатель S2 установить в среднее положение, потенциометр R2 – в левое положение, выключить S4;
- рассчитать значение коэффициента связи С1 как среднее арифметическое нескольких отношений E/w.
4.10. Снятие характеристик w=f(I1) и w=f(M1) электропривода в разомкнутой системе
Характеристики снимаются при постоянном напряжении якоря в трех режимах: двигательном, рекуперативного торможения и торможения противовключением.
Для проведения опытов необходимо:
- снять перемычки М1-М2 и М7-М8 и поставить перемычки М3-М4 и М5-М6 (получилась разомкнутая система с П-регуляторами скорости и тока); – включить S3, поставить переключатель S1 в правое положение и потенциометром R1 установить напряжение на якоре исследуемого двигателя Ud=15 В по вольтметру V1;
- включить S4, переключатель S2 поставить в правое положение, включив этим двигатели встречно (см.п. 4.8.);
- поворачивая потенциометр R2, получить 7-8 отсчетов скорости w и тока якоря I1 двигателя М1 (амперметр А1) при работе М1 в двигательном режиме и противовключении (знак скорости изменился);
- данные опыта занести в таблицу 4.1;
- вывести потенциометр R2 в крайнее левое положение;
- установить переключатель S2 в левое положение, включив этим двигатели согласно (см.п. 4.8.);
- поворачивая потенциометр R2, получить 5-6 значений скорости w и тока якоря I1 двигателя М1 (амперметр А1) – переход в режим рекуперативного торможения, полученные данные занести в таблицу этого же опыта;
- таким же образом снять характеристики w=f(I1) и w=f(M1) для исследуемого двигателя при Ud=5 В и Ud=25 В, записав данные в таблицы, аналогичные таблице 4.1.
Таблица 4.1
| w | С-1 | Примечание | ||||||||
| I1 | А | Ud=... В;
| ||||||||
| M1 | Н´м |
Пример расчета:
.
После опыта:
- поставить переключатели S1 и S2 в среднее положение;
- разомкнуть выключатели S3 и S4;
- вывести потенциометры R1 и R2 в крайнее левое положение.
4.11. Снятие характеристик w=f(I1) и w=f(M1) в замкнутой системе (стабилизации скорости вращения)
Характеристики снимаются при пониженном напряжении якоря в двух режимах: двигательном и рекуперативного торможения, дополнительно могут сниматься характеристики при обратном направлении вращения (реверсе).
Для этого:
- снять перемычки М3-М4 и М5-М6 и поставить перемычки М1-М2 и М7-М8 (реализуется замкнутая система регулирования с отрицательными обратными связями по скорости и току и ПИ-регуляторами скорости и тока);
- включить S3, поставить переключатель S1 в правое положение;
- установить потенциометром R1 напряжение на якоре исследуемого двигателя Ud=20 В по вольтметру V1 ;
- включить S4, поставить переключатель S2 в правое положение, включив этим двигатели встречно (см.п. 4.8);
- поворачивая потенциометр R2 получить 5-6 значений скорости w и тока якоря I1 (амперметр А1), при работе М1 в двигательном режиме (данные внести в таблицу, аналогичную таблице 4.1);
- вывести потенциометр R2 в крайнее левое положение;
- установить переключатель S2 в левое положение, включив этим двигатели согласно см.п. 4.8);
- поворачивая потенциометр R2 получить 5-6 значений скорости w и тока якоря I1 (амперметр А1), переведя его из двигательного режима в режим рекуперации ;
- полученные данные занести в таблицу этого же опыта;
- таким же образом снять характеристики w=f(I1) и w=f(M1) для исследуемого двигателя при Ud=30 B и Ud=40 B, записав данные в таблицы, аналогичные таблице 4.1.
После опыта:
- поставить переключатели S1и S2 в среднее положение;
- разомкнуть выключателем S3 и S4;
- вывести потенциометры R1 и R2 в крайнее левое положение.
При обратном направлении вращения (реверсе) характеристики w=f(I1) и w=f(M1) снимаются в том же порядке, что и при прямом направлении вращения, но переключатели S1 и S2 поставить в противоположном направлении:
S1 – в левое положение;
S2 – в левое положение при работе М1 в двигательном режиме.
S2 – в правое положение при работе двигателя в режиме рекуперативного торможения.
Выполнить операции «После опыта»;
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Структурная схема стенда с краткими пояснениями.
3. Таблицы опытных данных и характеристики для разомкнутой и замкнутой систем:
w=f(I1) – для всех опытов на одном графике;
w=f(M1) – для всех опытов на другом графике.
4. Сравнительная оценка погрешностей регулирования скорости разомкнутой и замкнутой системах.
5. Рассчитать диапазоны регулирования скорости в разомкнутой и замкнутой системах.
Контрольные вопросы.
4.13.1. Особенности конструкции и технических данных высокомоментных двигателей.
4.13.2. Преимущества и недостатки высокомоментных двигателей обращенной конструкции.
4.13.3. Основные достоинства замкнутых систем подчиненного регулированием.
4.13.4. Что представляют собой регуляторы скорости и тока?
4.13.5. Благодаря чему достигаются оптимальные переходные процессы в электроприводе?
4.13.6. Для чего в рассматриваемом электроприводе применены устройство зависимого токоограничения и адаптивное устройство дополнительно к регулятору скорости?
4.13.7. Принцип работы СИФУ.
4.13.8. Каким образом на стенде реализовать режимы испытуемого двигателя: двигательный, рекуперативного торможения и противовключения?
4.13.9. С помощью чего на стенде включают, выключают и регулируют скорость вращения исследуемого и нагрузочного двигателей?
4.13.10. Почему в замкнутом электроприводе существенно расширяется диапазон регулирования скорости вращения?
4.13.11. Как на стенде ограничивается ток якоря?
Литература
1. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 416 с.
2. Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода: Учеб. для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 544 с.
3. Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. проф. Образования. – М.: Мастерство: Высшая школа, 2000. – 368 с.
4. Ключев В. И. Теория электропривода: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 2001. – 704 с.
Лабораторная работа №5
ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА В системЕ ‘‘тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖЕНИЯ’’
Цель работы
Исследование характеристик переходных процессов скорости ω=f(t) и тока I=f(t) при различных динамических режимах тиристорного электропривода постоянного тока одним из двух возможных вариантов.
Оборудование стенда
Лабораторный стенд состоит из приборного блока с двумя комплектами тиристорных преобразователей и электромеханического агрегата, состоящего из двух высокомоментных двигателей постоянного тока, один из которых исследуемый М1, другой – нагрузочный М2. Двигатели соединены с приборным блоком четырьмя кабелями: двумя силовыми и двумя измерительными.
Питание стенда осуществляется от трехфазной сети 380В,50Гц. Напряжение на стенд подается с помощью автомата QF, расположенного с левой боковой стороны приборного блока.
Дополнительные приборы, необходимые для проведения экспериментов:
- двухлучевой осциллограф с запоминанием;
- ПЭВМ типа IBM AT/ XT.
В работе используется компьютерная программа «SMVS.EXE»,реализованная на языке «ПАСКАЛЬ».
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1998; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!