Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2022-12-20 | 25 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Асинхронные исполнительные двигатели являются самыми распространенными исполнительными двигателями переменного тока и представляют собой электрическую машину переменного тока.Машина имеет либо полый ротор в виде тонкостенного полого цилиндра из легкого немагнитного металла, либо обычный ротор с короткозамкнутой обмоткой, выполненный в виде беличьей клетки.
По своей конструкции двухфазные двигатели имеют на статоре две сдвинутые в пространстве на 90 эл. градусов обмотки: обмотку возбуждения ОВ, непосредственно подключенную к сети, и обмотку управления ОУ, на которую подается управляющий сигнал, изменяющийся по величине либо фазе
Для того, чтобы токи обмоток создавали вращающее поле, необходим их сдвиг во времени, который достигается различными путями: за счет схем управления, фазовращателей, конденсаторов или различных преобразователей. Наибольшую мощность исполнительные двигатели развивают при круговом вращающем поле, которое получается в случае сдвига токов в обмотках управления и возбуждения на четверть периода (900) при равенстве намагничивающих сил обмоток.
Регулирование скорости вращения асинхронных исполнительных двигателей - управление двигателями - на практике чаще всего осуществляется одним из трех способов: либо путем изменения амплитуды напряжения управления - амплитудное управление, либо путем изменения его фазы напряжения при неизменной его величине - фазовое управление, либо путем одновременного изменения амплитуды напряжения управления и угла фазового сдвига между напряжениями управления и возбуждения - амплитудно-фазовое управление. На рис.1.8 представлена электрическая схема двухфазного асинхронного двигателя с амплитудным управлением. Одна из обмоток статора - обмотка возбуждения 0В - подключается к источнику питания переменного тока с фиксированным напряжением, а другая - обмотка управления ОУ - обычно питается напряжением переменного тока той же частоты, что и напряжение возбуждения, но через управляющий усилитель мощности УМ.
|
Необходимый для создания вращающегося магнитного поля сдвиг фаз токов в обмотках статора достигается с помощью конденсатора , включенного последовательно с обмоткой возбуждения, или за счет использования фазосдвигающей схемы управляющего усилителя.
Вращающее магнитное поле (в общем случае эллиптическое) наводит в короткозамкнутой обмотке или соответственно в стенках ротора токи, которые, взаимодействуя с магнитным потоком, создают вращающий момент, увлекающий ротор в сторону вращения магнитного поля. Для изменения направления вращения ротора достаточно изменить фазу напряжения управления на 1800.
Вращающий момент на валу двигателя является функцией напряжения управления и возбуждения ,фазового сдвига между ними и скорости вращения .
Рис. 1.8. Электрическая схема и характеристики двухфазного асинхронного двигателя
На рис. 1.8б изображены механические характеристики, при и регулировочные характеристики при двигателя, управляемого путем изменения амплитуды напряжения на обмотке управления, с конденсатором в цепи обмотки возбуждения (рис. 1.8а). Напряжения источника питания обмотки возбуждения совпадают по фазе.
Механические и регулировочные характеристики двухфазного асинхронного двигателя нелинейные. Проводя линеаризацию характеристик (например, как показано на рис. 1.8, б), можно получить основные уравнения двигателя, связывающие входные и выходные величины:
(1.22)
, (1.23)
где .
Решая совместно уравнения (1.22), (1.23) динамика асинхронного двигателя может быть записана как
|
где - постоянная времени исполнительного двигателя;
- коэффициент преобразования двигателя по напряжению;
- коэффициент преобразования двигателя по моменту
Передаточная функция двухфазного асинхронного двигателя три М с = 0 и при условии, что выходной величиной является угол поворота вала двигателя . имеет вид:
(1.24)
Передаточная функция (1.24) справедлива в предположении быстрозатухающих электромагнитных переходных процессов в обмотках двигателя.
На рис. 1.8в показаны структурная схема двухфазного асинхронного двигателя и переходная характеристика, представляющая собой закон изменения во времени угла при ступенчатом изменении напряжения управления . Характеристика построена по выражению для , полученному как
(1.25)
II ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Изучение принципа и экспериментальное определение характеристик элементов САУ производится на лабораторных макетах САУ скорости вращения электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением (рис. 1.3). На каждом стенде имеется комплект следующих элементов и устройств.
1. Электрический двигатель постоянного тока с независимым возбуждением ИД, на валу которого находятся:
а) генератор постоянного тока с независимым возбуждением ДЗ, работающий на активную нагрузку ;
б) тахогенератор ТГ, используемый в качестве преобразователя скорости вращения в напряжение.
Генератор служит нагрузкой для двигателя. Протекающий в якорной цепи генератора ток нагрузки при взаимодействии с потоком возбуждения создает электромагнитный момент, противодействующий вращающему моменту двигателя ИД. При постоянном потоке возбуждения генератора этот момент пропорционален току нагрузки .
Обмотки возбуждения двигателя ИД, генератора ДЗ и тахогенератора ТГ подключены к.источникам постоянного тока.
2. Усилитель, используемый как усилитель мощности для питания якорной цепи двигателя ИД.
3. Потенциометры и образующие совместно с тахогенератором ТГ измерительное устройство. К потенциометру подведено напряжение от эталонного источника питания .
Потенциометр в цепи тахогенератора позволяет изменять коэффициент усиления измерительного устройства.
|
На каждом стенде предусмотрены вспомогательный источник постоянного тока с потенциометром и измерительная аппаратура.
III ЗАДАНИЕ
1. Ознакомиться с расположением на стенде изучаемых элементов САР и с измерительной аппаратурой, необходимой при снятии характеристик этих элементов.
2. Собрать схему для снятия статических характеристик измерительного устройства, усилителя и регулируемого двигателя ИД.
3. Снять зависимость напряжения на выходе измерительного устройства от скорости вращения вала тахогенератора. при двух положениях движка потенциометра в цепи тахогенератора (по указанию преподавателя): а) без нагрузки; б) с нагрузкой.
По полученным данным построить характеристики и определить по ним значения коэффициента усиления измерительного устройства [Вс/рад].
4. Снять зависимость скорости вращения регулируемого двигателя от напряжения управления - , приложенного к якорной цепи и напряжения на выходе усилителя от напряжения управления при двух значениях тока нагрузки в цепи генератора ДЗ
.
Построить снятые характеристики . и , определить по ним коэффициенты усиления соответственно двигателя по скорости [рад/Вс] и усилителя .
5. Снять зависимости скорости вращения двигателя и напряжения на выходе усилителя от тока нагрузки в цепи генератора ДЗ. Построить снятые зависимости . и .
6. Собрать схему для снятия переходных характеристик регулируемого двигателя ИД и усилителя >. Зарисовать осциллограммы переходного процесса: в двигателе — при ступенчатом изменении напряжения на величину ± и при которое обеспечивает изменение скорости двигателя на ±- .
По снятым характеристикам оценить параметры передаточной функции соединения «усилитель-двигатель».
IV МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Для снятия статических характеристик измерительного устройства, усилителя > и двигателя ИД, используется схема, состоящая из усилителя, двигателя ИД, на валу которого находится генератор ДЗ и тахогенератор ТГ, потенциометры , и (см. рис. 1.3).
Вход усилителя подключается к вспомогательному источнику постоянного тока через потенциометр . Выход усилителя соединен с якорной цепью двигателя, а якорная цепь тахогенератора ТГ подключена к потенциометру .
|
Для измерений напряжений в соответствующих точках схемы используются вольтметры постоянного тока, смонтированные на стенде.
При снятии характеристики измерительного устройства цепь нагрузки генератора размыкается выключателем П2-2 движок потенциометра -устанавливается в такое положение, чтобы при заданном значении скорости вращения: —напряжение . Изменение скорости вращения осуществляется путем изменения напряжения на входе усилителя с помощью потенциометра .
Для каждого заданного положения движка потенциометра записываются 5—6 значений напряжения при изменении скорости вращения в диапазоне от 0.2 до 1.2 . Скорость вращения определяется по напряжению тахогенератора, для которого коэффициент преобразования =0.024*60/2p[Вс/рад].
Статические характеристики двигателя ИД и усилителя . и , также как . и снимаются одновременно.
Перед снятием характеристики и предварительно определяют пределы изменения величины , в которых возможно поддерживать постоянное значение тока нагрузки в цепи генератора, равное заданному значению . Изменяя с помощью потенциометра напряжение в определенных пределах и поддерживая с помощью реостата ток нагрузки =const, записывают значения величин и для 5—б значений .
Указанные характеристики при (цепь нагрузки генератора разомкнута выключателем П2-2)снимаются в пределах изменения от 0 до максимально возможного значения.
Коэффициенты усиления двигателя и усилителя определяются соответственно как и . Соответствующие приращения скорости и напряжения берутся в окрестности точки .
Характеристики . и снимаются при =const и изменении тока нагрузки в пределах от 0 до максимально возможного значения. Причем в данном диапазоне ток изменяется равными ступенями так, чтобы при построении характеристики было не менее пяти значений и . Величина напряжения устанавливается из условия, что при скорость вращения двигателя равна .
При снятии переходных характеристик соединения «усилитель—двигатель» используется та же схема, что и при снятии статических характеристик. На вход усилителя > подключаются последовательно соединенные потенциометр вспомогательного источника питания и генератор инфранизкочастотных колебаний. С помощью устанавливается , которое обеспечивает = (, ) С генератора подаются прямоугольные 0.8 импульсы, амплитуда которых обеспечивает максимальное изменение скорости .
Частота импульсов должна обеспечивать окончание переходного процесса во время действия импульса. Длительность развертки осциллографа и частота следования импульсов должна быть подобрана так, чтобы можно было зарисовать процесс с экрана осциллографа.
|
V Контрольные вопросы
1. Назовите основные характеристики, используемые при исследовании САУ и ее элементов.
2. Объясните принцип действия исполнительного двигателя постоянного тока с независимым возбуждения и способы управления им. Покажите вид статических характеристик(механических и регулировочных) при независимом управлении двигателем по якорной цепи.
3. Напишите уравнения, описывающие процессы в двигателе постоянного тока с независимым возбуждением при якорном управлении и покажите его структурную схему.
4. Напишите передаточные функции по управляющему и возмущающему воздействиям для двигателя постоянного тока с якорным управлением. Чему равны параметры ?
5. Напишите выражение переходной функции двигателя постоянного тока и постройте динамическую переходную характеристику с независимым возбуждении при якорном управлении.
6. Объясните принцип действия тахогенератора и его основные характеристики, запишите передаточную функцию .
7. Объясните принцип действия двухфазного асинхронного двигателя. Покажите вид механических и регулировочных характеристик двигателя.
8. Напишите уравнения, описывающие процессы, протекающие в двухфазном асинхронном двигателе, его передаточную функцию Покажите структурную схему и вид переходной характеристики двигателя.
9. Объясните методику снятия статических и динамических характеристик двигателя, измерительного и усилительного устройств.
10. Объяснить вид полученных характеристик: , , , и .
11. Как определить по статическим характеристикам коэффициенты преобразования измерительного устройства ,исполнительного двигателя и усилительно-преобразовательного устройства ,
12. Объясните методику снятия и вид полученной характеристики переходного процесса двигателя . Как определить постоянную времени двигателя по переходной характеристике?
ЛИТЕРАТУРА
1. Теория автоматического управления/ Под ред. А.В. Нетушила. М.: Высш. шк.,1982, 400 с.
2. Петрова В.А., Ягодкина Т.В. Математическое описание линейных непрерывных систем автоматического управления. - М.: Изд-во МЭИ, 1992, 103 с.
3. Ягодкина Т.В., Хризолитова С.А., Бондин О.А. Применение Mathcad для решения задач теории автоматического управления. Учеб. Пос. по курсу "Основы теории управления".- М.: Изд-во МЭИ, 2004, - 64 с.
4. Колосов О.С., Хризолитова С.А. Лабораторные работы по курсу "Основы теории автоматического управления". М.: Изд. МЭИ, 1994.-30с.
|
|
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!