Лабораторные. ЛР_САУЭП_ГЭТ_2020. Методические указания для проведения лабораторных работ по учебной дисциплине системы автоматического управления электроприводами
 Скачать 3.51 Mb.
|
|
4.3 Расчет выдержек времени реле Для линейных механических характеристик двигателя при Мс=const время разгона приводаti, с, на i-ой ступени пуска определяется по формуле  , (1.14)где Tмi – электромеханическая постоянная времени привода на i-ой ступени пуска, c; ωначi, Mначi и ωконi, Mконi – начальные и конечные значения скорости и момента двигателя на i-ой ступени пуска, рад/с и Н·м; J – момент инерции системы электропривода, кг·м2. Для схемы лабораторной установки J = 0,000871 кг·м2. Время разгона двигателя t1, с, на первой ступени пуска равно  (1.15)Связь момента и тока якоря для ДПТ ПВ выражается формулой  (1.16)Время разгона двигателяt2, с, на второй ступени пуска равно  (1.17)Выдержка времени реле К7 tК7, с, равна tК7= t1 Выдержка времени реле К8 tК8, с, определяется по формуле tК8= t1 + t2 (1.18) Время разгона двигателяtу, с, от нулевого значения скорости до установившегося определяется по формуле  (1.19)5 Содержание отчета 5.1 Название лабораторной работы и ее цели. 5.2 Схема электрическая принципиальная пуска ДПТ ПВ в функции времени. Краткое описание работы данной схемы. 5.3 Расчет величины сопротивлений резисторов R7 и R8. 5.4 Расчет выдержек времени реле К7 и К8. 5.5 Таблица 1.1, заполненная по результатам расчетов и опытов. 5.6 Графики зависимостей ω = f(I), ω = f(t), I = f(t) для расчетных данных. 5.7 Выводы о проделанной работе. 6 Контрольные вопросы 6.1 Назовите, в функции каких величин осуществляется пуск ДПТ. 6.2 Поясните, что называется секциями и ступенями пускового реостата. 6.3 Назовите достоинства и недостатки схемы пуска ДПТ в функции времени. 6.4 Объясните порядок расчета сопротивления секций и ступеней пускового реостата. 6.5 Объясните порядок расчета выдержки времени (уставки) реле времени. Литература 1 Гульков, Г. И. Системы автоматического управления электроприводами : учеб. пособие / Г. И. Гульков, Ю. Н. Петренко, Т. В. Бачило; под общ. ред. Ю. Н. Петренко. – Минск : ИВЦ Минфина, 2014. 2 Москаленко, В. В. Системы автоматизированного управления электропривода : учебник / В. В. Москаленко. – М. : Инфра-М , 2004. 3 Системы автоматизированного управления электроприводами : учеб. пособие / Под общ. ред. Ю. Н. Петренко. – Минск : ООО «Новое знание», 2004. Лабораторная работа №2 Исследование процесса пуска двигателя постоянного тока параллельного возбуждения в функции ЭДС 1 Цели работы: практически изучить принцип работы схемы пуска ДПТ ПВ в функции ЭДС научиться рассчитывать напряжения срабатывания контакторов (реле напряжения) приобрести навыки в сборке и настройке схемы изучить безопасные методы работы на лабораторном стенде 2 Оборудование рабочего места: лабораторный стенд методические указания для проведения лабораторных работ тестер 3 Порядок выполнения работы 3.1 Изучите принцип работы схемы пуска ДПТ ПВ в функции ЭДС (рисунок 2.1). 3.2 Используя данные и результаты расчетов лабораторной работы №1 перепишите в отчет значения величин I1, I2, Iс, ω1, ω2, ωс, t1, t2, tу, R7, R8. 3.3 Рассчитайте напряжения срабатывания контакторов К3 и К4. 3.4 Соберите схему согласно рисунку 2.2 без вспомогательных схем. Нажмите кнопку S11 и после срабатывания контактора К2, изменяя сопротивления резисторов R7, R8, установить расчетное напряжение срабатывания контактора К3 (измерить тестером между общим проводом и точкой соединения резисторов R7 и R8). Затем с помощью потенциометра RP3 добейтесь срабатывания контактора К3. Далее с помощью сопротивления R7 установите расчетное напряжение срабатывания контактора К4 (измерить тестером между общим проводом и точкой соединения R11 и R7). После чего с помощью потенциометра RP4 добейтесь срабатывания контактора К4. 3.5 С помощью тестера выставьте расчетные значения сопротивлений резисторов R7, R8. 3.6 Соберите схему согласно рисунку 2.1 и вспомогательную схему «первая ступень» рисунка 2.2. Кнопкой S11 осуществите пуск двигателя и по приборам РА1, Рω и секундомеру зафиксируйте броски тока, соответствующие им частоты вращения и время разгона на первой ступени пуска. Кнопкой S10 остановите двигатель. Соберите вспомогательную схему «вторая ступень» рисунка 2.2, произведите пуск и повторите измерения для второй ступени. 3.7 Результаты расчета и опыта занесите в таблицу 1.1. 3.8 Постройте графики зависимостей ω = f(I), ω = f(t), I = f(t) в масштабе.   4 Теоретические сведения 4.1 Принцип работы схемы пуска ДПТ ПВ в функции ЭДС Управление двигателем в функции скорости осуществляется с помощью реле, контролирующих угловую скорость двигателя непосредственно или косвенно. Непосредственно контролировать скорость двигателей можно с помощью тахогенераторов постоянного и переменного тока, центробежных и индукционных реле скорости, цифровых датчиков скорости. При косвенном управлении используются величины, пропорциональные угловой скорости двигателя, например, ЭДС якоря (для двигателей постоянного тока), ЭДС или частота тока ротора (для двигателей асинхронных с фазным ротором и синхронных). При этом считают, что управление происходит в функции ЭДС (или частоты). Управление в функции ЭДС осуществляется с помощью реле или контакторов, настроенных на срабатывание при различных значениях ЭДС якоря (или ротора). Рассмотрим принцип работы схемы пуска ДПТ ПВ в две ступени в функции ЭДС (рисунок 2.1). При подаче напряжения питания на схему (включение тумблера S9) по обмотке возбуждения M1 двигателя начинает протекать ток. Нажатие кнопки S11 «Пуск» приводит к включению контактора К2, который замыкает свой главный контакт К2.3 в цепи якоря двигателя М1, а замыкающим контактом К2.5 шунтирует кнопку S11. Начинается разгон двигателя по искусственной электромеханической характеристике 1 (рисунок 1.3), соответствующей первой ступени пуска двигателя с введенными в цепь якоря резисторами R7 и R8. По мере разгона двигателя его ЭДС возрастает, в результате этого уменьшается ток якоря и падение напряжения на резисторе R8, а напряжение на входе порогового элемента Е5 увеличивается. При токе якоря, равному I2 и скорости ω1 (ЭДС якоря равно е1), напряжение на входе порогового элемента Е5 достигнет напряжения срабатывания контактора К3. Контактор К3 включается и своим контактом К3.1 закорачивает резистор R8. Двигатель переходит на характеристику 2, соответствующей второй ступени пуска (введено сопротивление R7). В конце разгона по второй характеристике, когда скорость двигателя станет равной ω2 ЭДС якоря достигнет значения е2. Это приведет к открытию порогового элемента Е6 и включению контактора К4, который своим замыкающим контактом К4.1 закорачивает резистор R7. Двигатель выходит на естественную электромеханическую характеристику 3 и разгоняется до установившейся скорости ωс, соответствующей статическому току Iс (моменту Мс). На этом пуск двигателя заканчивается. Для остановки двигателя нажимается кнопка S10 «Стоп». Торможение двигателя будет происходить под действием статического момента на его валу. Во время работы схемы ток якоря контролируют с помощью амперметра РА1, а частоту вращения двигателя с помощью прибора Рω. 4.2 Расчет напряжений срабатывания контакторов Напряжение срабатывания контактора К3 UК3, В, рассчитывают по формуле  (2.1)где e1 – ЭДС якоря двигателя при переходе с первой ступени пуска на вторую (при закорачивании резистора R8), В. Напряжение срабатывания контактора К4 UК4, В, рассчитывают по формуле  (2.2)где e2 – ЭДС якоря при выходе двигателя на естественную электромеханическую характеристику, В. 5 Содержание отчета 5.1 Название лабораторной работы и ее цели. 5.2 Схема электрическая принципиальная пуска ДПТ ПВ в функции ЭДС. Краткое описание работы данной схемы. 5.3 Значения величин I1, I2, Iс, ω1, ω2, ωс, t1, t2, tу, R7, R8. 5.4 Расчет напряжений срабатывания контакторов К3 и К4. 5.5 Таблица 1.1, заполненная по результатам расчетов и опытов. 5.7 Графики зависимостей ω = f(I), ω = f(t), I = f(t) для расчетных данных. 5.8 Выводы о проделанной работе. 6 Контрольные вопросы 6.1 Поясните особенности пуска ДПТ в функции ЭДС. 6.2 Назовите область применения схемы пуска ДПТ в функции ЭДС. 6.3 Перечислите достоинства и недостатки схемы пуска ДПТ в функции ЭДС. 6.4 Объясните, как рассчитать напряжения срабатывания контакторов для первой и второй ступеней пуска ДПТ в функции ЭДС. 6.5 Назовите способы и соответствующие им аппараты контроля скорости в схемах автоматического управления двигателями. Литература 1 Гульков, Г. И. Системы автоматического управления электроприводами : учеб. пособие / Г. И. Гульков, Ю. Н. Петренко, Т. В. Бачило; под общ. ред. Ю. Н. Петренко. – Минск : ИВЦ Минфина, 2014. 2 Москаленко, В. В. Системы автоматизированного управления электропривода : учебник / В. В. Москаленко. – М. : Инфра-М , 2004. 3 Системы автоматизированного управления электроприводами : учеб. пособие / Под общ. ред. Ю. Н. Петренко. – Минск : ООО «Новое знание», 2004. Лабораторная работа №3 Исследование процесса пуска двигателя постоянного тока параллельного возбуждения в функции тока 1 Цели работы: практически изучить принцип работы схемы пуска ДПТ ПВ в функции тока научиться рассчитывать сопротивление пускового резистора и ток отпускания реле минимального тока приобрести навыки в сборке и настройке схемы изучить безопасные методы работы на лабораторном стенде 2 Оборудование рабочего места: лабораторный стенд методические указания для проведения лабораторных работ тестер 3 Порядок выполнения работы 3.1 Изучите принцип работы схемы пуска ДПТ ПВ в функции тока (рисунок 3.1). 3.2 Рассчитайте величину сопротивления пускового резистора R7 для обеспечения пускового тока I1. 3.3 Соберите схему согласно рисунку 3.2. Нажмите кнопку S11 и после срабатывания контактора К2, изменяя сопротивление резистора R7 выставьте по амперметру РА1 рассчитанную величину тока I1. 3.4 Регулировочной ручкой реле К11 на лицевой панели стенда добейтесь срабатывания реле тока К11. Увеличивая сопротивление резистора R7, измерьте ток отпускания I2 реле тока. 3.5 Разберите схему, изображенную на рисунке 3.2, не изменяя уставки реле тока К11. 3.6 Соберите схему согласно рисунку 3.1. Кнопкой S11 осуществите пуск двигателя в функции тока. Снимите данные для построения зависимостей ω=f(I), ω=f(t), I=f(t). Кнопкой S10 остановите двигатель. 3.7 Результаты расчета и опыта занесите в таблицу 3.1. Таблица 3.1 – Результаты расчетов и опыта
3.8 По рассчитанным и опытным данным постройте графики зависимостей ω = f(I), ω = f(t), I = f(t).   4 Теоретические сведения 4.1 Принцип работы схемы пуска ДПТ ПВ в функции тока Величина тока во время реостатного пуска ДПТ ПВ колеблется в пределах от I1 до I2 (рисунок 3.3).  Рисунок 3.3 – Электромеханические (механические) характеристики ДПТ ПВ при одноступенчатом пуске Наибольшее значение тока I1, А, ограничивается допустимым пусковым моментом или ускорением и для двигателей общего назначения принимается равным  , (3.1)где Iн – номинальный ток двигателя, А. По мере увеличения частоты вращения двигателя его ток снижается. В момент снижения тока до значения I2 пусковой резистор шунтируется, что приводит к новому увеличению тока якоря до значения I1. Минимальное значение тока I2, А, при шунтировании пускового резистора определяется статической нагрузкой и принимается равным  , (3.2)где Iс – статический ток, А. Ток I2 называется током переключения. Управление электродвигателем в функции тока осуществляется путем применения одного или нескольких (в зависимости от числа ступеней пускового реостата) реле минимального тока, включаемых непосредственно в цепь якоря двигателя. Эти реле включают контакторы ускорения в момент уменьшения тока двигателя до заданного значения I2. Контакторы, с помощью которых выводятся резисторы в схемах управления электродвигателем, называются контакторами ускорения. Схема, собранная согласно рисунку 3.1, обеспечивает автоматический пуск двигателя М1 в функции тока с одним пусковым резистором R7. Для подачи напряжения на обмотку якоря М1 и обмотку возбуждения M1 двигателя необходимо включить тумблер S9. Катушка реле минимального тока К11 включена в цепь якоря двигателя М1, а размыкающий контакт К11.1 – в цепь питания контактора ускорения К4. Реле тока настраивается таким образом, чтобы его ток отпускания соответствовал току I2. В схеме используется также дополнительное блокировочное реле К3 с временем срабатывания большим, чем у реле тока К11. Нажатие кнопки S11 «Пуск» приводит к включению контактора К2, который замыкает свой главный контакт К2.3 в цепи якоря двигателя М1, а замыкающим контактом К2.5 шунтирует кнопку S11. Происходит пуск двигателя. Бросок тока в якорной цепи после замыкания контакта К2.3 вызывает срабатывание реле тока К11, которое размыкает свой размыкающий контакт К11.1 в цепи контактора К4. Через некоторое время после этого срабатывает реле К3 и замыкает свой размыкающий контакт К3.2 в цепи контактора К4, подготавливая его к включению. По мере разгона двигателя по характеристике 1 (рисунок 3.3) ток якоря снижается до значения тока переключения I2, при котором отключается реле тока, замыкая свой размыкающий контакт К11.1 в цепи катушки контактора К4. Последний срабатывает, его главный контакт К4.1 закорачивает резистор R7 в цепи якоря, а вспомогательный контакт К4.2 шунтирует контакт К11.1. Поэтому вторичное включение реле тока К11 после закорачивания резистора R7 и броска тока не вызывает отключения контактора К4 и двигатель продолжает разгон по своей естественной характеристике 2. Для останова двигателя нажимается кнопка S10 «Стоп». Торможение двигателя будет происходить под действием статического момента на его валу. Во время работы схемы ток якоря двигателя контролируется с помощью амперметра РА1, а частота вращения двигателя – с помощью прибора Рω. |