2. Послідовність виконання роботи

1. Ознайомитись з електричними машинами, тиристорним перетворю­вачем, підібрати необхідну апаратуру та вимірювальні прилади для експериментальної установки.

2. Скласти схемУ установки.

3. Здійснити наЛ^аг°Д^ження системи електроприводу:

а) встановити номінальне значення струму у колі збудження двигуна;

б) узгіднити полярність кола зворотного зв'язку за швидкістю.

4. Визначити, я^кий характер (переривчастий чи неперервний) має струм якоря у досліді короткого замикання та під час роботи двигуна з усталеною швидкістю. Зарисувати форму струму в обох режимах.

5. Дослідити, яь впливає зміна параметра вказаного викладачем елемента контура регулювання струму або швидкості на характер пуско-гальмівних режимів привода.

Визначити, як змінюються при цьому параметри процесів.

6. Визначити с('Р^еД^нс значення прискорення у разі пуску до швидкості 1000 об/хв та порівняти одержане значення з нормованим. Зробити відповідні висновки.

7. Для різних значень усталеної швидкості визначити відносну похибку її підтримання за зміні* навантаження та за зміни напрямку обертання.

Завдяки порівнянню одержаних значень похибок з допустимими: зробити висновок про діапазон регулювання швидкості електропривода установки.

8. Визначити амплітуду пульсацій змінної складової вихідної напруги тахогенератора за різних значень усталеної швидкості.

Порівняти одержані значення з нормованими та зробиш висновок про можливість викори(-^тання тахогенератора у складі широкорегульованих тиристорних електроприводів з ЧІІК.

9. Скласти звіт Про роботу.

3. Опис установки

Принципова сх£^ма установки показана на рис. 2. Живлення обмотки якоря двигуна МІ ^та його обмотки збудження ЬМІ здійснюється від тиристорного блоку керування А типу БУ3609, до складу якого входять відповідні перетворювачі. Живлення на блок подасться від автоматичного вимикача (^1. Для з^ладжсння пульсацій випрямленого струму у колі якоря встановлено дросель і- •

Рис. 2. Принципова схема лабораторної установки

Напруга завдання швидкості подається на затискачі 9 та 11 клемної колодки XI тиристорного блоку А. Перший затискач з'єднаний з резистором у вхідному колі регулятора швидкості, а другий - із спільною точкою системи керування. Коли перемикач знаходиться у положенні 1, напруга завдання може змінюватись плавно у діапазоні 1:50, тобто від и_зн до 0,02 и _зн, де и_зн - НО В номінальне значення напруги завдання. Цьому діапазону зміни напруги завдання відповідає зміна швидкості обертання від со_н до 0,02 со_н, де ю_н - номінальна швидкість, яка відповідає напрузі и_зн.

Коли перемикач 81 переводиться у положення 2, у коло завдання регулятора швидкості вводиться резистор ЯЗ, а паралельно до резисторів Ю та Я2 вмикається резистор Я4. Завдяки цьому досягається регулювання швидкості від значення 0.02 о)_н до 0,0005 со_н, тобто ще у діапазоні 1 : 40. Отже, сумарний діапазон зміни швидкості становить 1 : 2000.

Подача, відключення та реверс напруги завдання здійснюється за допомогою вузла схеми з використанням реле КУ1, КУ2 та кнопок ЯВІ - ЯВЗ. Контакти К V1.4 та КУ2.4 цих реле слугують для здійснена, перемикань у колах регуляторів швидкості та струму, про що буде сказано докладніше далі.

Для регулювання величини струму в обмотці збудження ЬМІ слугує резистор 115. Сигнал зворотного зв'язку за швидкістю двигуна подається на блок від тахогенератора ВИ.. Для контролю за величинами струму у якірному колі, напруги якоря двигуна, струму збудження двигуна та напруги тахогенератора призначені, відповідно, прилади РЛ1, РУ1, РА2 та РУ2. Прилад РУЗ може бути застосований для точнішого вимірювання напруги тахогенератора. Контрольні гнізда Х8І, Х82 призначені для спостереження за формою струму у якірному колі.

Для створення навантаження на валі двигуна МІ застосований електро­машинний навантажувальний пристрій у складі машин 01, М2, МЗ, зібраний за класичною схемою.

Основу установки складають два вузли, які на рис. 2 обведені пунктирною лінією. У перший вузол входить блок А, коло завдання, кола релейної апаратури та прилади. Ці елементи змонтовані на окремій панелі. На другу панель виведені кінці від обмоток електричних машин МІ. 01 та ВЯ, а також дроселя Ь , які входять у другий вузол. На другій панелі, крім цього встановлений шунт К8 та амперметр РА4.

Для з'єднання панелей з зовнішньою схемою вони обладнані затискачами.

Блок БУ3609 (рис. 3) містить у своєму складі такі основні частини:

• силову частину;

• систему імпульсно-фазового керування СІФК;

• вузол регуляторів;

• джерело живлення обмотки збудження Дж 03;

•- джерело живлення системи керування Дж.

Силова частина складається з двох однофазних тиристорних мостів "В" та "Н" та трансформатора струму ТА.

Формування імпульсів керування для груп тиристорів "В" та "Н" здійснює одноканальна система імпульсно-фазового керування СІФК1. Її основним вузлом є фазозсувальний (ФЗП) та логічний (ЛГ1) пристрої.

ФЗП формує синхронізовані з напругою мережі імпульси керування, які поступають з частотою 100 Гц, та здійснює їх зсув за фазою залежно від модуля вихідного сигналу вузла регуляторів. Виділення модуля здійснює вузол у складі інвертора Іні і перемикача характеристик 11X1.

На ЛГІ покладаються такі функції:

1. вибір групи тиристорів для роботи залежно від знака напруги керування;

2. заборона відкривання групи, яка не працює за наявності струму у групі, яка працює;

3. заборона зняття імпульсів керування з групи, яка працює у разі протікання через неї струму;

4. забезпечення часової паузи перед включенням і руни, що вступає у роботу.

Подача на вхід ЛІІ вихідного сигналу вузла регуляторів забезпечує контроль

полярності напруги керування, а вихідного сигналу давача провідності тиристорів (ДГІТ) - стану тиристорів ("відкриті". "закриті")- Подачею на вхід ФЗІІ сигналу (.;,<,,„ здійснюється блокування його роботи під час безструмової паузи. Поява сигналів "В" або "Н" на виході ЛП свідчить про дозвіл на подачу імпульсів керування на відповідну групу. Ці сигнали поступають, зокрема, на елементи 'І" І та "Г2, які пропускають імпульси керування на тиристори за наявності сигналів на обох входах.

Рис. 3. Функціональна схема блока керування БУ 3609

За допомогою вузла регуляторів реалізовується система підпорядко­ваного регулювання з контурами струму та швидкості. Її структура відповідає, з неістотними відмінностями, розглянутій вище схемі на рис. 1. До складу вузла входять регулятор РС струму та РШ швидкості. Перший регулятор інтегральний, а другий - пропорційно-інтегральний. Величина заданого значення стуму обмежується обмеженням вихідної напруги регулятора РШ.

Сигнал від'ємного зворотного зв'язку за струмом надходить на вхід вузла з виходу трансформатора струму ТА. Випрямляч В випрямляє сигнал з ТА, а перемикач характеристик ПХ2 приводить у відповідність його полярність з групою тиристорів, що працює. Перемикання характеристик здійснюється сигналом "В" або "Н", що поступає від ЛІІ.

Сигнал від'ємного зворотного зв'язку за швидкістю и_ош поступає за вхід РШ від тахогенератора, а сигнал завдання и_зш від потенціометричного задавана, або з виходу системи числового програмного керування верстатом.

Нелінійна ланка НЛ вводиться у систему керування для компенсації нелінійності зовнішньої характеристики приводу.

Для компенсації впливу ЕРС двигуна на роботу контура струму па цю ж нелінійну ланку НЛ заводиться, на відміну від схеми на рис. 1, сигнал додатного зворотного зв'язку за ЕРС (швидкістю) ІІ_е. Таке рішення дещо спрощує реалізацію схеми. Інвертор Ін. 2 введений в схему, щоб отримати потрібну полярність сигналу и_є.

Джерело живлення обмотки збудження ДЖ складається з силової частини, яка виконана по однофазній мостовій напівкерованій схемі, та відносно простої системи імпульсно-фазового керування СІФК2.

С1ФК2 формує імпульси керування для одного тиристора, який входить до складу силової частини, та здійснює їх зсув за фазою згідно з величиною сигнала заданого значення струму збудження І*_б, що подається на вхід блока. Виконання системи регулювання струму збудження як розімкненої пояснюється невисокими вимогами щодо точності його підтримання у зв'язку з глибоким насиченням магнітної системи двигуна ІІБСТ.

Джерело живлення ДЖ! живить стабілізованими напругами ±12 В та ТЇ5 П мікросхеми, які входять у склад блока. Напруги ±24 В живлять інші напівпровідникові вузли. Крім цього, від джерела живлення подається на фазозсувальний пристрій ФЗП напруга синхронізації и_сиих.

Налагодження приводу здійснюється за зміни параметрів вузла регуляторів (рис. 4). Регулятори РШ, РС, нелінійна ланка НЛ та інвертор 1н. 2 реалізовані, відповідно, на операційних підсилювачах (мікросхемах) ЛІ, Л2, А4 та АЗ. Випрямляч В виконаний з використанням напівпровідникового містка У4, а перемикач характеристик ПХ2-трапзисторної збірки \⁷7 та резисторів.

Для того, щоб запобігти дрейфові вихідних напруг регуляторів РШ та РС у разі зупинки привода, кола зворотних зв'язків підсилювачів шунтуються за допомогою контактів реле К2 резисторами Ш 1 та И29.

Елементи Я12 та С2 кола від'ємного зворотного зв'язку підсилювача А1 включені у діагональ містка, зібраного на контактах герконового реле КІ. Це реле спрацьовує під час реверсу сигналу завдання швидкості Ц_ІШ. Тим самим змінюється на зворотну полярність підключення конденсатора С2 до підсилювача А1. Внаслідок цього реверс вихідної напруги РШ та швидкості двигуна прискорюється. Це особливо важливо при діапазоні регулювання частоти обертання двигуна 1:500...1:2000, коли величина сигналу и_зш мала.

РШ

Рис, 4. (гіроіцєііи і ір і і і і ц а и о би схема вузла рєзуляшоріб олика и У 3609

Вихідна напруга підсилювача А1 обмежується за допомогою резистора 1120. Коли підсилювач А1 не перебуває у насиченні, то опір резистора 1120 не- впливав на вихідну напругу підсилювача А1. Коли к підсилювач АІ потрапляв у насичення, то його вихідна напруга визначається напругою насичення та подільником напруги Я19-Я20.

Зміна коефіцієнта підсилення нелінійної ланки НЛ досягається ввімкненням нелінійного опору, який утворюється діодами УІЗ-У14, та опорами Я41, і 1142, у коло зворотного зв'язку підсилювача А4. Вказана ланка підключена за допомогою містка на діодах УІ7-У20. Внаслідок нелінійності опору вентиля у прямому напрямку, резистори 1141 та Я42 шунтуються лише у разі збільшення вихідної напруги підсилювача А4. Шунтування вказаних опорів призводить до зменшення коефіцієнта підсилення ланки.

Перемикач характеристики Г1Х2 працює так. Напруга, пропорційна до струму якірного кота, виділяється на резисторах Ш6 та Ю7. Відносно до

спільної точки схеми напруги на резисторах мають протилежну полярність. Підключення до входу регулятора сіру му тієї ^чи іншої напруги залежить від стану транзисторів збірки У7. Якщо відкриті™, наприклад, верхній на схемі транзистор збірки У7, то резистор Я26 з'єднується із спільною точкою схеми, а на резистор Я27 через опір И8 поступає сііадок напруги на резистор! Я17. Коли ж відкритий нижній транзистор, то із спільною точкою схеми з'єднується резистор К.27, а на резистор Я2б через резистор Я15 поступає, спадок напруги на резисторі 116. Роботою транзисторів збірки У керують сигнали "В" та "Н", які поступають від логічного пристрою.

Елементи, параметри яких підбираються за налагоджування, змонтовані на стійках. Вони позначаються з використанням зірочки "*".

N° набору колодки

Для забезпечення зручності у разі налагодження системи електропривода та її дослідженнях елементи Я4, Я12, С2 та С6 винесені з плати керування блока БУ3609 назовні. Для цього використані Дві частини "з'єднувача". Одна з них, знімна, встановлюється разом із змонтованими на ній елементами у Другу частину, розташовану на лицьовій панелі блока. У склад установки входить декілька знімних частин "з'єднувачів" (колодок) з різними наборами вказаних елементів. Колодки пронумеровані- Колодка № 1 відповідає оптимальному (базовому) налаштуванню привода. Характеристика інших наборів елементів подана у табл. З.

Таблиця З

Характеристика наборів змінних елементів блока БУ3609

У чому полягає відмінність Призначення

Для визначення полярності 03 за швидкістю

від колодки № 1

Ємність С2 закорочена, опір резистора К12 зменшений

Ємність конденсатора С6 збільшена

Ємність конденсатора С6 зменшена

Опір резистора 114 збільшений Опір резистора И4 зменшений

Ємність конденсатора С2 збільшена

Ємніс ть конденсатора Є2 зменшена

Опір резистора Ш 2 збільшений

Разом з колодкою № 1 для дослідження впливу параметрів відповідного

елемента на характеристики електро­привода

10

Опір резистора Ш2 зменшений