Перечень используемого оборудования

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 28Следующая ⇒

Для проведения лабораторной работы используется персональный компьютер (ПЭВМ)с установленным программным пакетом MatlabSimulink.

Указания по порядку выполнения работы

Построить в Matlabструктурную схему трехмассовой механической части с последовательной расчетной схемой.

Снять частотные и временные характеристики w₁(t), w₂(t), w₃(t), М₁₂(t), M₂₃(t) при ступенчатом управляющем воздействии и зафиксировать передаточные функции по этим каналам.

Набрать структурную схему эквивалентной двухмассовой механической части и снять частотные и временные характеристики w₁(t), w₂(t), М₁₂(t), при ступенчатом управляющем воздействии и зафиксировать передаточные функции по этим каналам.

Выполнить сравнительный анализ частотных и временных характеристик трех- и двухмассовой механических систем и выявить отличительные признаки между ними.

Осуществить варьирование параметров двухмассовой механической системы и выявить их влияние на частотные и временные характеристики объекта моделирования, изменяя параметры МЧ ЭП J₂ и C₁₂ изменить в пределах (1…3)J₂ и (0.5...l.5)C₁₂при числе исследуемых значений не менее трех.

Исходные данные для расчетов и моделирования содержаться в табл. 3.1.

Таблица 3.1 – Варианты заданий

Вар. №	Параметры
Вар. №	J₂	J₃	C₁₂	C₂₃	λ₁₂	λ₂₃	M_с	ε_max	ω
1.	0.1	0.6	100	125	0.1	0.1	20	50	105
2.	0.2	0.5	125	150	0.15	0.15	40	50	105
3.	0.3	0.4	150	100	0.2	0.2	80	50	105
4.	0.1	0.7	150	125	0.1	0.1	20	75	157
5.	0.2	0.5	175	150	0.2	0.2	30	75	157
6.	0.3	0.3	200	175	0.3	0.3	40	75	157
7.	0.15	0.8	175	200	0.1	0.15	50	100	230
8.	0.2	0.9	200	150	0.2	0.2	75	100	230
9.	0.25	1.0	150	125	0.3	0.25	100	100	230
10.	0.3	1.1	250	200	0.15	0.1	30	125	262
11.	0.4	1.3	275	225	0.2	0.15	60	125	262
12.	0.5	1.4	300	250	0.25	0.3	90	125	262
13.	0.35	0.9	250	300	0.15	0.25	15	150	314
14.	0.45	1.2	225	250	0.25	0.2	30	150	314
15.	0.55	1.5	275	225	0.3	0.15	45	150	314

Указания по технике безопасности

1. К выполнению работ на ПЭВМ во время лабораторных занятий допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности. Студенты, допускающие нарушение инструкций техники безопасности (ТБ) и противопожарной безопасности (ПБ), немедленно удаляются из компьютерного класса (лаборатории).

2. В случае обнаружения неисправности компьютера сообщить об этом преподавателю.

3. После получения разрешения от преподавателя, включить ПЭВМ и приступить к работе.

4. После выполнения задания и получения разрешения от преподавателя, закрыть активные приложения, корректно завершить сеанс работы на ПЭВМ, отключить питание.

5. Привести в порядок рабочее место, и после получения разрешения преподавателя покинуть помещение.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

- Цель работы.

- Выбор мощности и параметры выбранного электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения.

- Расчетную и структурную схемы (математическую модель) трехмассовой механической системы в абсолютных единицах.

- Частотные и временные характеристики трехмассовой модели механической системы. Анализ характеристик и выводы.

- Приведение параметров трехмассовой расчетной схемы к эквивалентной двухмассовой.

- Математические модели двухмассовой механической системы в абсолютных единицах.

- Частотные и временные характеристики двухмассовой эквивалентной механической системы. Анализ характеристик и выводы.

- Сравнительный анализ частотных и временных характеристик трех- и двухмассовых систем, отличительные признаки.

- Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Назначение, виды и отличительные признаки расчетных схем механической части электропривода.

2. Какие элементы относятся к механической части ЭП?

3. Как влияют параметры двухмассовой упругой механической части электропривода на частотные и временные характеристики моделируемого объекта?

4. Принципиальные отличия частотных и временных характеристик трех- и двухмассовых механических систем. Анализ причины отличий.

Список литературы, рекомендуемый к использованию по данной теме

1. Дьяконов,В.П. MATLAB 6/6.1/6.5+SIMULINK 4/5 в математике и моделировании: Полное руководство пользователя / В.П.Дьяконов. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003. 576с.

2. Беспалов В.Я., Котелец Н.Ф. Электрические машины: учеб.пособие.- М.: Академия, 2012.

3. Белов Н. В. Электротехника и основы электроники: учебное пособие.- СПб.: Лань, 2012.

4. Онищенко Г.Б. Электрический привод: Учебник.- М.: Академия, 2006.

5. Электротехника: учебное пособие в трех книгах. Книга III. Электроприводы. Электроснабжение./ под ред. П. А. Бутырина. - Челябинск; Москва: ЮУрГУ, 2005.

Лабораторная работа №4 Исследование скоростных и механических характеристик ЭД постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ)

Цель работы: приобрести практические навыки в постановке и выполнении опытов по определению скоростных и механических характеристик электродвигателей постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) для более глубокого понимания режимов его работы; получить экспериментальное подтверждение теоретических положений для линейной модели ДПТ НВ; научиться оценивать достоверность выполнения экспериментов.

Формируемые компетенции:способность рассчитывать режимы работы объектов профессиональной деятельности (ПК-6).

Теоретическая часть

Уравнение ω = ω(I), т.е. зависимость скорости вращения вала электродвигателя ω [c^-1] от тока якоря I [A] называют статической скоростной характеристикой ДПТ НВ. Уравнение статической скоростной характеристики имеет вид

ω = (U – I · R) / kФ = (U / kФ) – (R / kФ) · I , (4.1)

гдеU [В] – напряжение питания;

Ф [Вб] – магнитный поток возбуждения;

R[Ом] – сопротивление якорной цепи, которое равно сумме последовательно включенных R_Я– сопротивления якоря и R_Д– добавочного сопротивления, т.е.R = R_Я + R_Д;

k – постоянный конструктивный коэффициент.

В режиме идеального холостого хода(х.х.) ток в цепи якоря I = 0 и скорости идеального х.х.

ω₀ = U / kФ , (4.1.1)

причем величина

– (R / kФ) · I = Δω (4.1.2)

называется падением скорости и обусловлена нагрузкой электродвигателя по току I при неизменных значениях R и Ф.

Уравнение механической характеристики ω = ω(М) представляет собой зависимость скорости вращения вала от развиваемого электродвигателем момента М [Н · м] и имеет вид

ω = (U / kФ) – (R / (kФ)²) · М , (4.2)

причем падение скорости от воздействия момента нагрузки в установившемся (статическом) режиме, т.е. при М = М_С когда dω / dt = 0, имеет вид

Δω = – (R / (kФ)²) · М . (4.2.1)

Уравнения скоростной (2.1) и механической (2.2) характеристик являются линейными и с учетом выражений (2.1.1), (2.1.2) и (2.2.1) приобретают один и тот же вид

ω = ω₀ – Δω . (4.3)

Под жесткостью механической характеристики понимается величина

β = ΔМ / Δω = – (kФ)² / R , (4.4)

которая достигает наибольшей величины при фиксированном значении Ф и отсутствии добавочного сопротивления т.е. R_Д= 0 и R= R_Я.

Графически модели ДПТ НВ, задаваемые выражениями (4.1) и (4.2), обычно изображают в объединенных координатных осях прямыми линиями как это показано на рисунке 4.1, но это справедливо только при kФ = const. В первом квадранте ДПТ НВ работает как электродвигатель (двигательный режим); во II квадранте – как генератор, отдавая энергию в тормозные резисторы R_Tпри U = 0 (это режим динамического торможения) или в сеть при ω > ω₀(это режим рекуперативного торможения); в IV квадранте он работает в режиме торможения противовключением. Последний режим в электроприводе реализуется при моменте сопротивления М_С> М_КЗ2, который вращает якорь ДПТ НВ в обратном направлении, т.е. с отрицательной скоростью ω_С. Такое торможение происходит всегда, когда ДПТ НВ включен для одного направления вращения якоря, а под действием внешних причин якорь вращается в противоположную сторону. Поэтому этот режим следует называть торможением электропривода противовключением. В стенде АЭП-02 реализовано торможение противовключением электродвигателя, под которым в курсе «Электрические машины» понимается способ достаточно плавного снижения скорости электродвигателя путем его реверса изменением полярности питающего якорь напряжения при ограниченном токе и отключением от сети и наложением тормоза в момент ω = 0.

Рисунок 4.1 – Статические характеристики ДПТ НВ при kФ = const

Характеристика 1 на рисунке 4.1 (R_Д= 0) при номинальных значениях напряжения питания якоря U = U_НОМ и магнитного потока Ф = Ф_НОМ или номинальном значении тока возбуждения I_B = I_B_НОМ называется естественной. Любые отступления от этих условий дают искусственные характеристики. В частности, прямые 2 и 3 по рисунку 4.1 являются искусственными и их часто называют реостатными, т.к. их получают путем введения в цепь якоря ДПТ НВ добавочного сопротивления с помощью регулировочного реостата. Естественно, этот же реостат называют тормозным (тормозное сопротивление R_Т ≥ 0) в режиме электродинамического торможения, когда цепь якоря отключают от питающего напряжения (U = 0) и замыкают накоротко. Естественно, режим короткого замыкания имеет место при М = М_КЗ и ω = 0. Сводная информация об указанных режимах работы ДПТ НВ приведена в таблице 4.1, где стрелками показаны взаимные направления напряжения сети U, ЭДС якоря Е = kФ · ω и падение напряжения в цепи якоря равное (I · R). Там же приведены выражения, определяющие величину тока I в цепи якоря (как расчетную, так и определяемую экспериментально).

Таблица 4.1 – Режимы работы ДПТ НВ

Название режима	U	E	IR	I
Двигательный	→	←	←	(U-E)/R
Генераторный тормозной	→	←	→	(E-U)/R
Торможение противовключением	→	→	←	(U+E)/R
Динамического торможения	0	←	→	E/R
Короткого замыкания, ω=0	→	0	←	U/R
Идеального х.х. ω= ω₀	→	←	0	0

Следует иметь в виду, что для построения скоростной и механической характеристик в силу их линейности теоретически достаточно иметь две точки с координатами {I(M) = 0; ω = ω₀} и {I(M) = I_КЗ(M_КЗ); ω = 0} или {I(M) = I_НОМ(M_НОМ); ω = ω_НОМ}.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 377; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!