4. Электропривод системы «Тиристорный регулятор напряжения - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором»

• Электрическая схема соединений

• Перечень аппаратуры

• Описание электрической схемы соединений

• Указания по проведению эксперимента

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
А2	Трехфазная трансформаторная группа	347.1	3 х 80 ВА; 230 / 242, 235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А3	Трехполюсный выключатель	301.1	400 В ~; 10 А
А4	Блок датчиков тока и напряжения	402.3	3 измерительных преобразователя «ток-напряжение» 5А/0,5А/5 В; 3 измерительных преобразователя «напряжение-напряжение» 1000 В/100 В/3 В
А5	Коннектор	330	8 аналог. дифф. входов; 2 аналог. выхода; 8 цифр. входов/выходов
А6	Персональный компьютер	550	IBM-совместимый, плата сбора информации PCI 6024E
G1	Трехфазный источник питания	201.2	400 В ~; 16 А
G2	Источник питания двигателя постоянного тока	206.1	0…250 В  3 А (якорь) 200 В ; 1 А (возб.)
G3	Машина постоянного тока	101.1	90 Вт; 220 В 0,76 А (якорь) 220 В (возбуждение)
G4	Преобразователь угловых перемещений	104	6 выходных сигналов
G5	Тиристорный преобразователь / регулятор	207.2	3400 В ~ / 2 А 6 тиристоров
М1	Двигатель переменного тока	106	50 Вт; 230 В ~; 1500 мин1
P1	Указатель частоты вращения	506.3	2000…0…2000 мин1
P2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В, 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А
P3	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0…1000 В ; 0…10 А ; 0…20 МОм

Описание электрической схемы соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением обмоток машины постоянного тока G3 с параллельным возбуждением, работающей в режиме тормоза.

Преобразователь угловых перемещений G4 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р1 электромашинного агрегата.

Тиристорный преобразователь/регулятор G5 служит для получения регулируемого трехфазного напряжения для питания двигателя М1.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором М1 получает питание от тиристорного преобразователя/регулятора G5 через трехполюсный выключатель А3.

Измеритель мощностей Р2 используется для измерения активной мощности в фазе «А» исследуемого двигателя М1.

С помощью мультиметра блока Р1 контролируется ток фазы «А» двигателя М1.

Датчики тока и напряжения блока А4 гальванически изолируют от силовой электрической цепи и нормирует сигналы о токе фазы «А», напряжении фазы «А» и напряжении фазы «В» исследуемого двигателя М1.

Коннектор А5 выполняет функцию связующего звена между компьютером А6 и блоком измерительных трансформаторов А4.

Компьютер А6 используется в режиме информационно-измерительной системы.

Указания по проведению экспериментов

• Убедитесь, что устройства, используемые в экспериментах, отключены от сети электропитания.

• Соедините гнезда защитного заземления « » устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника G1.

• Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

• Переключатели режима работы источника G2 и выключателя А3 установите в положение «РУЧН».

• Регулировочные рукоятки источника G2 и преобразователя/регулятора G5 поверните против часовой стрелки до упора.

• Установите переключателями в блоке А2 номинальное вторичное фазное напряжение трансформаторов 133 В.

• Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.

• Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, используемых в эксперименте.

• Нажмите кнопку «РЕГУЛЯТОР 3Ф НАПРЯЖЕНИЯ» на лицевой панели преобразователя G5 и удерживайте ее до тех пор, пока не загорится расположенный рядом с ней светодиод.

• Вращая регулировочную рукоятку преобразователя G5, установите его угол управления, например, 20 град.

• Включите выключатель А3 нажатием на кнопку «ВКЛ.» на его передней панели.

1. Определение координат и параметров электропривода в статическом режиме

• Частоту вращения n [мин^–1] двигателя М1 измеряйте с помощью указателя Р1.

• Активную P [Вт] и реактивную Q [Вар] мощности, потребляемые двигателем М1, определяйте с помощью измерителя Р2.

• Ток I [А] и напряжение U [В] статора двигателя М1 измеряйте мультиметрами блока Р3.

2. Определение статической механической характеристики двигателя

• Нажмите кнопку «ВКЛ.» источника G2.

• Вращая регулировочную рукоятку источника G2, изменяйте момент на валу исследуемого двигателя М1 и заносите значения тока I его статорной обмотки, активной мощности P и частоты вращения n в таблицу 1.4.1.

Таблица 1.4.1

I, A
P, Вт
n, мин–1

• По завершении эксперимента поверните регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до упора и нажмите кнопку «ОТКЛ.». Отключите выключатель А3 нажатием на кнопку «ОТКЛ.» и источник G1 нажатием на кнопку - гриб. Отключите выключатели «СЕТЬ» задействованных в эксперименте блоков.

• Используя данные табл. 1.4.1, вычислите значения угловой скорости  по выражению (1.1.1) и электромагнитного момента М двигателя по выражению

(1.4.1)

где

P – активная мощность, потребляемая фазой двигателя М1, Вт;

r – активное сопротивление фазы статорной обмотки двигателя М1, Ом (r = 80 Ом);

I – фазный ток двигателя М1;

- угловая частота вращения магнитного поля двигателя М1 ( ).

• Полученные результаты занесите в таблицу 1.4.2.

Таблица 1.4.2.

М,
, с–1

• Используя данные таблицы 1.4.2, постройте в виде графика механическую характеристику двигателя.

3. Регулирование скорости вращения двигателя изменением напряжения статора

• Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.

• Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, используемых в эксперименте.

• Нажмите кнопку «РЕГУЛЯТОР 3Ф НАПРЯЖЕНИЯ» на лицевой панели преобразователя G5 и удерживайте ее до тех пор, пока не загорится расположенный рядом с ней светодиод.

• Вращая регулировочную рукоятку преобразователя G5, установите его угол управления 0 град.

• Включите выключатель А3 нажатием на кнопку «ВКЛ.» на его передней панели.

• Нажмите кнопку «ВКЛ.» источника G2.

• Вращением регулировочной рукоятки источника G2 установите ток на его выходе «ЯКОРЬ» равным, например, 0,5 А.

• Вращая регулировочную рукоятку, изменяйте угол управления преобразователя G5 в диапазоне 0..170 град. и заносите показания вольтметра блока Р3 и указателя Р1 в таблицу 1.4.3.

Таблица 1.4.3

U, В
n, мин–1

• По завершении эксперимента поверните регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до упора и нажмите кнопку «ОТКЛ.». Отключите выключатель А3 нажатием на кнопку «ОТКЛ.» и источник G1 нажатием на кнопку - гриб. Отключите выключатели «СЕТЬ» задействованных в эксперименте блоков.

• Используя данные табл. 1.4.3, вычислите значения скорости  двигателя по выражению (1.1.1) и занесите полученные результаты в табл. 1.4.4.

Таблица 1.4.4

U, В
, с–1

• Используя данные табл. 1.4.4., постройте в виде графика зависимость .

4. Определение координат и параметров электропривода в переходном режиме

• Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А7. Запустите программу «Регистратор режимных параметров машины переменного тока».

• Включите выключатели «СЕТЬ» у всех используемых в эксперименте блоков.

• Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.

• Нажмите кнопку «РЕГУЛЯТОР 3Ф НАПРЯЖЕНИЯ» на лицевой панели преобразователя G5 и удерживайте ее до тех пор, пока не загорится расположенный рядом с ней светодиод.

• Вращая регулировочную рукоятку преобразователя G5, установите его угол управления 0 град.

• Осуществите пуск двигателя М1 включением выключателя А3.

• Нажмите кнопку «ВКЛ.» источника G2.

• Вращением регулировочной рукоятки источника G2 установите его выходной ток равным 0,5 А.

• Начните сбор данных, нажав на виртуальную кнопку «Запустить» .

• Организуйте интересующий переходный процесс, например, сброс-наброс нагрузки двигателя М1. Для чего нажмите кнопку «ОТКЛ.» и спустя 5 с – кнопку «ВКЛ.» источника G2.

• Наблюдайте изменение координат и параметров электропривода в реальном времени.

• Сразу после завершения переходного процесса нажмите виртуальную кнопку «Остановить» и анализируйте запомненные зависимости координат и параметров электропривода от времени.

• По завершении эксперимента отключите выключатель А3 нажатием на кнопку «ОТКЛ.» и источник G1 нажатием на кнопку - гриб. Отключите выключатели «СЕТЬ» задействованных в эксперименте блоков.

5. Рекомендации по использованию программы «Регистратор режимных параметров машины переменного тока»

• Для определения координат точек на графиках используйте отображаемые на экране текущие координаты указателя мыши.

• Масштабирование производите путем нажатия на графике левой клавиши мыши и, не отпуская ее, перемещения манипулятора слева направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществляйте обратным перемещением манипулятора – справа налево и снизу вверх.

• Графики относительно осей координат двигайте путем нажатия и удержания на соответствующем объекте правой кнопки мыши и ее одновременного перемещения в нужную сторону.

• Очищайте область построения механической характеристики нажатием на соответствующую виртуальную кнопку или клавишу «Пробел».