Методическое пособие по курсу «Теория электропривода» для студентов, обучающихся по направлению «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» icon

Методическое пособие по курсу «Теория электропривода» для студентов, обучающихся по направлению «Электротехника, электромеханика и электротехнологии»



Смотрите также:
Федотович Учебник "Общий курс электропривода"...
Пшихопов В. Х. Программирование промышленных контроллеров: Учебное пособие. 1-е изд...
Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки:...
Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки:...
«Электротехника, электромеханика и электротехнологии»...
Региональная студенческая научно-практическая конференция электротехника, электромеханика и...
Программа для поступающих в магистратуру по направлению 140600(551300) «Электротехника...
Раззакова Кафедра «Электромеханика»...
Методическое пособие по курсу для студентов заочного отделения историко-архивной специальности...
Курс. 04;Мпк. 01;3 методическое пособие по курсовой работе теория государства и права...
Методическое пособие по курсу «Основы инженерного проектирования» для студентов...
Программа вступительных испытаний по направлению подготовки магистра 140400...



скачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

________________


МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

_____________________________________________


О.И. Осипов, Ю.М. Сафонов


ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ


Лабораторные работы № 9-12


Методическое пособие по курсу «Теория электропривода»

для студентов, обучающихся по направлению

«Электротехника, электромеханика и электротехнологии»


Москва Издательство МЭИ 2003

УДК621.34


УДК


Утверждено учебным управлением МЭИ


Подготовлено на кафедре автоматизированного электропривода


Осипов О.И., Сафонов Ю.М.

^ Электромеханические свойства замкнутых систем –М.: Издательство МЭИ, 2003 - с.


Настоящее пособие содержит описание четырех лабораторных работ по курсу «Теория электропривода», посвященных исследованию замкнутых электромеханических систем. Является третьей частью издания.

Предназначено для студентов института электротехники, обучающихся по специальности 18.04 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», а также может быть использовано студентами других специальностей при изучении курса «Основы электропривода».

Продолжительность занятия – 4 часа, лабораторная работа № 10 рассчитана на 8 часов. Домашняя подготовка – 4 часа.


______________________


Учебное издание

Осипов Олег Иванович,

Сафонов Юрий Михайлович


^ Электромеханические свойства замкнутых систем

Лабораторные работы № 9–12

Методическое пособие по курсу

«Теория электропривода» для студентов, обучающихся по направлению

«Электротехника, электромеханика и электротехнологии»


Редактор издательства Е.Н. Касьянова

ЛР 020528 от 05.06.97

Темплан издания МЭИ, 2003 г. (1) метод

Подписано к печати

Формат бумаги 60х84/16 Печать офсетная Печ. л. 2.0

Тираж 200. Изд. № Заказ

Издательство МЭИ, 111250, Москва, Красноказарменная, д.14

Типография ЦНИИ «Электроника» 117415, Москва, просп. Вернадского, д.39

© Московский энергетический институт, 2003 г.


Введение


Лабораторные работы предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» по специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».

Пособие представляет собой третью часть издания [1], является его логическим продолжением, при этом сохранены все обозначения, продолжена нумерация работ. Лабораторный практикум третьего цикла включает в себя четыре лабораторных работы.

Лабораторная работа № 9 посвящена изучению систем регулирования тока (момента) с суммирующим усилителем.


^ 1.ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО РАЗДЕЛУ «ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ»


Лабораторная работа № 9

Регулирование тока (момента) электроприводов постоянного тока

^

Цель работы


Целью данной работы является экспериментальное исследование статических, динамических и энергетических свойств замкнутых систем регулирования тока (момента) электроприводов постоянного тока. В работе изучаются замкнутые системы регулирования по отклонению и возмущению, снимаются статические электромеханические и механические характеристики, а также исследуются переходные процессы и частотные характеристики системы.

^

Описание лабораторной установки



Работа выполняется на унифицированной лабораторной установке для испытания электроприводов постоянного тока [1]. В работе дополнительно к изученным ранее добавляется блок регулирования координат БРК, схема которого приведена на рис. 1. Блок содержит задающее устройство SA, задатчик интенсивности AJ, а также операционные усилители А1, А2 и А3. Настройка требуемых параметров производится с помощью предусмотренных для этого потенциометров и многопозиционных переключателей. Сигналы обратных связей по току и скорости снимаются с соответствующих датчиков, расположенных на наборном поле. Не рекомендуется использовать в качестве датчика тока шунт, так как в этом случае нет потенциальной развязки между силовой частью и цепями управления. Для питания датчика тока необходимо включить тумблер GB на БРК и автоматический выключатель АВ4. Для определения полярности обратных связей и снятия регулировочных характеристик на БРК предусмотрены вольтметры PV1 – PV4. Для снятия частотных характеристик используется внешний генератор гармонических воздействий AG.




Рис.1


Программа работы


  1. Ознакомиться с лабораторной установкой и записать необходимые данные.

  2. Снять регулировочную характеристику разомкнутой системы УП–Д .

  3. Снять статические (электромеханическую, механическую и энергетическую) характеристики разомкнутой системы УП–Д и с отрицательной обратной связью по току при различных коэффициентах усиления.

  4. Снять зависимости (t) и i(t) при изменении управляющего сигнала uу скачком.

  5. Снять статические (электромеханическую, механическую и энергетическую) характеристики системы УП-Д с положительной обратной связью по скорости при различных коэффициентах усиления.

  6. Для замкнутой по скорости системы УП–Д снять зависимости (t) и i(t) при изменении управляющего сигнала uу скачком.

  7. Исследовать переходные процессы электропривода при приложении и снятии нагрузки скачком.

  8. Снять заданные преподавателем частотные характеристики системы.

  9. Обработать экспериментальные результаты и оформить отчет о работе.


^ Методические указания по выполнению работы


Перед сборкой схемы следует убедиться, что все автоматические выключатели лабораторной установки находятся в выключенном состоянии, а положения задающих устройств управления преобразовательными устройствами соответствуют нулевому заданию.

В качестве силового преобразователя в работе могут использоваться либо генератор, либо тиристорный преобразователь постоянного тока. Выбор типа преобразователя осуществляется по указанию преподавателя.

Для снятия характеристик собирается схема разомкнутой системы УП-Д. После сборки схемы для снятия характеристик и проверки ее преподавателем осуществляется включение питания установки [1].

Для снятия регулировочной характеристики разомкнутой системы УП–Д автоматический выключатель AВ10 находится в выключенном состоянии. Регулировочная характеристика снимается как при положительном, так и при отрицательном напряжении задания. При снятии регулировочной характеристики фиксируются: напряжение задания uу; напряжение преобразователя uпр. скорость вращения двигателя.

Определение полярности обратных связей осуществляется с помощью вольтметра, расположенного на БРК, а затем уточняется кратковременным подключением сигнала обратной связи к входу промежуточного усилителя.

Для снятия статических характеристик системы рекомендуется выбирать режим работы нагрузочной машины U=const, с этой целью переключатель П3 преобразователя ТП2 устанавливается в положение «задание напряжения», а затем включается автоматический выключатель АВ8. При снятии статических характеристик системы преподавателем задается: количество характеристик и точки, через которые они должны проходить.


Контрольные вопросы


  1. Изложите последовательность действий при пуске и торможении электропривода.

  2. Укажите численные значения максимально допустимых координат исследуемого электропривода и причины их ограничения.

  3. Изложите последовательность и особенность снятия механических характеристик электропривода в системе УП-Д.

  4. В каких энергетических режимах работают электродвигатели при экспериментальных исследованиях?

  5. Как влияют параметры датчика скорости на механические и динамические характеристики электропривода в замкнутой по скорости системе управления электроприводом?

  6. Как влияют параметры датчика тока на механические и динамические характеристики электропривода в замкнутой системе управления электроприводом?

  7. Как определяются энергетические показатели электропривода в системе УП-Д?



Лабораторная работа № 10


^ АСИНХРОННЫЙ ЧАСТОТНО РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД


Цель работы


Исследование регулировочных, электромеханических, механических, энергетических и динамических характеристик асинхронного частотно-регулируемого электропривода в замкнутых системах.


^ Описание лабораторной установки


Работа выполняется на унифицированной лабораторной установке для испытания электроприводов переменного тока (рис.1.4 [1]). Преобразователь частоты ПЧ со звеном постоянного тока на основе автономного инвертора напряжения через согласующий трансформатор подключается к питающей трехфазной сети 220 В, а статор асинхронного двигателя – на выход ПЧ. Технические характеристики элементов силовой части электропривода лабораторной установки и инструкции по параметрированию режимов работы ПЧ даны в приложении.

В эксперименте возможно использование как стрелочных измерительных приборов на наборном поле лабораторной установки или настольных приборов на выдвижном его столе, так и результатов измерения переменных электропривода, индицируемых на дисплее панели управления собственно ПЧ (Приложение).


^ Программа работы


  1. Ознакомиться с лабораторной установкой и зафиксировать технические данные силовой части электропривода.

  2. Снять регулировочную характеристику разомкнутой системы ПЧ-АД в режиме реального холостого хода АД.

  3. Снять статические (электромеханическую, механическую, энергетическую) характеристики системы ПЧ-АД при заданных преподавателем условиях.

  4. Ввести положительную обратную связь по току АД с компенсацией падения напряжения (режим FCC) и повторить программу работы по пунктам 2,3.

  5. Ввести положительную обратную связь по току АД с заданной преподавателем компенсацией скольжения и повторить программу работы по пунктам 2,3.

  6. Установить систему векторного управления электроприводом и повторить программу работы по пунктам 2,3.

  7. Снять и сравнить динамические характеристики системы ПЧ-АД в разомкнутой и замкнутых системах управления электроприводом.

  8. Обработать экспериментальные результаты и оформить отчет о работе.


^ Методические указания по выполнению работы


Перед сборкой схемы убедиться, что все автоматические выключатели и тумблеры управления преобразовательными устройствами лабораторной установки находятся в выключенном состоянии. При подключении измерительных приборов следует обратить внимание на их систему и пределы измерения.

Силовое напряжение 220 В питающей сети лабораторной установки через автоматический выключатель АВ9 и стрелочные измерительные приборы (амперметр, вольтметр, либо измерительный комплект К50) подается на входные клеммы ПЧ через согласующий трансформатор Тр, повышающий это напряжение до номинального напряжения 380 В питания силовых цепей собственно ПЧ. Выходные клеммы ПЧ через цифровые измерительные приборы (амперметр, вольтметр) подключаются непосредственно к обмоткам статора АД.

Нагрузка на валу исследуемого АД создается нагрузочной машиной НМ постоянного тока на валу АД. Для реализации режима динамического торможения НМ ее якорная цепь через автоматический выключатель АВ2 подключается на внешний резистор. За счет либо изменения величины сопротивления внешнего резистора, либо изменения тока возбуждения НМ возможно изменение нагрузки на валу АД.

После сборки схемы и проверки ее преподавателем включается АВ9 питания ПЧ. В зависимости от типа используемого на лабораторном стенде ПЧ устанавливаются коды управления преобразователем, соответствующие заданным преподавателем режимам управления и работы электропривода. (Приложение). Устанавливается исходная нулевая частота выходного напряжения ПЧ.

Нажатием клавиши «I» пульта управления преобразователем осуществляется включение питания силовой части преобразователя и подача его выходного напряжения на обмотки статора АД. Установка подготовлена к проведению экспериментов.

Регулировочная характеристика системы ПЧ - АД определяется зависимостью скорости вала АД от частоты f1 и питающего его напряжения U1 при постоянстве нагрузки на валу АД. Режим управления преобразователем выбирается в соответствии с программами работы. Электромеханическая, механическая и энергетическая характеристики электропривода снимаются для заданных преподавателем режимов управления ПЧ и значений f1 . Из-за отсутствия в используемых ПЧ блоков рекуперативного торможения характеристики электропривода не могут сниматься в режиме рекуперативного торможения АД. Наряду со скоростью, частотой и напряжением АД при эксперименте фиксируются также ток обмоток статора АД, его электромагнитный момент, активная и реактивная составляющие тока статора АД (для системы векторного управления), активная и реактивная составляющие потребляемой АД мощности, напряжение и ток ПЧ.

Для заданной преподавателем точности регулирования скорости АД следует определить максимальные диапазоны регулирования в системе ПЧ – АД в разомкнутой и замкнутых по току и скорости системах управления электроприводом. Дать сравнительную оценку жесткости механических характеристик АД и энергетических показателей электропривода для различных их систем управления.

Динамические характеристики электропривода по системе ПЧ - АД определяются зависимостью скорости и тока статора АД от времени при плавном изменении питающего статор АД напряжения и его частоты, а также при скачкообразном увеличении (снижении) нагрузки на валу АД со стороны его нагрузочного устройства.

Линейное изменение U1 и f1 на статоре АД с различным ускорением создается параметрированием соответствующих кодов преобразователей (табл. П.8). Реализация скачка нагрузки на валу АД обеспечивается дискретным изменением сопротивления дополнительного резистора в цепи якоря двигателя НМ включением (отключением) автоматического выключателя, шунтирующего часть резистора.

При оформлении отчета следует отразить цель работы, представить принципиальную электрическую схему экспериментальной установки с указанием измерительных приборов, дать анализ экспериментальных данных, на их основе рассчитать КПД  и cos  исследуемых систем электропривода, построить их зависимости от скорости и момента АД при заданных преподавателем условиях эксперимента и сформулировать выводы по работе.


^ Контрольные вопросы


  1. Изложите последовательность действий при пуске и торможении АД в системе ПЧ – АД.

  2. Укажите численные значения максимально допустимых координат исследуемого электропривода и причины их ограничения.

  3. Изложите последовательность и особенность снятия механических характеристик электропривода в системе ПЧ - АД.

  4. В каких энергетических режимах работают электродвигатели при экспериментальных исследованиях?

  5. Чем ограничивается темп разгона и торможения АД в системе ПЧ - АД?

  6. С чем связано ограничение степени компенсации скольжения электродвигателя в замкнутой по току системе управления электроприводом ?

  7. Как влияют параметры регулятора скорости на механические и динамические характеристики электропривода в замкнутой по скорости системе управления электроприводом ?

  8. Как экспериментально определяется диапазон регулирования скорости двигателя в системе ПЧ - АД?

  9. Как определяются КПД и cos электропривода в системе ПЧ - АД?



Лабораторная работа № 11

Регулирование скорости электроприводов постоянного тока

^

Цель работы


Целью данной работы является экспериментальное исследование статических, динамических и энергетических свойств замкнутых систем регулирования скорости электроприводов постоянного тока. В работе изучаются замкнутые системы регулирования по отклонению и возмущению, снимаются статические электромеханические и механические характеристики, а также исследуются переходные процессы и частотные характеристики системы.

^

Описание лабораторной установки



Работа выполняется на унифицированной лабораторной установке для испытания электроприводов постоянного тока.


Программа работы



  1. Ознакомиться с лабораторной установкой и записать необходимые данные.

  2. Снять регулировочную характеристику разомкнутой системы УП–Д .

  3. Снять статические (электромеханическую, механическую и энергетическую) характеристики разомкнутой системы УП–Д и с отрицательной обратной связью по току при различных коэффициентах усиления.

  4. Снять зависимости (t) и i(t) при изменении управляющего сигнала uу скачком.

  5. Снять статические (электромеханическую, механическую и энергетическую) характеристики системы УП-Д с положительной обратной связью по скорости при различных коэффициентах усиления.

  6. Для замкнутой по скорости системы УП–Д снять зависимости (t) и i(t) при изменении управляющего сигнала uу скачком.

  7. Исследовать переходные процессы электропривода при приложении и снятии нагрузки скачком.

  8. Снять заданные преподавателем частотные характеристики системы.

  9. Обработать экспериментальные результаты и оформить отчет о работе.



^ Методические указания по выполнению работы


Перед сборкой схемы следует убедиться, что все автоматические выключатели лабораторной установки находятся в выключенном состоянии, а положения задающих устройств управления преобразовательными устройствами соответствуют нулевому заданию.


Лабораторная работа №12


ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОДЧИНЕННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ КООРДИНАТ

^

Цель работы



Исследование регулировочных, электромеханических, механических, энергетических и динамических характеристик электропривода по системе УП-Д с подчиненным регулированием ее координат.

^

Описание лабораторной установки



Работа выполняется на унифицированной лабораторной установке для испытания электроприводов постоянного тока [1]. Мнемосхема лицевой панели управления дана на рис. 1.

Технические характеристики исследуемых двигателя постоянного тока и тиристорных преобразователей даны в Приложении.

^

Программа работы





  1. Ознакомиться с лабораторной установкой и зафиксировать технические данные силовой части электропривода.

  2. Выполнить настройку замкнутых контуров регулирования тока (КРТ) и скорости (КРС) двигателя.

  3. Снять регулировочную характеристику замкнутой системы УП-Д.

  4. Снять электромеханическую, механическую и энергетическую характеристики замкнутой системы УП-Д при заданных преподавателем режимах работы электропривода.

  5. Исследовать переходные процессы электропривода при скачкообразном и линейном изменениях управляющего сигнала системы.

  6. Исследовать переходные процессы электропривода при скачкообразном изменении нагрузки на валу исследуемого двигателя.

  7. Снять заданные преподавателем частотные характеристики КРТ и КРС замкнутой системы УП-Д.

  8. Обработать экспериментальные результаты и оформить отчет о работе.



^

Методические указания по выполнению работы



Перед сборкой схемы убедиться, что все автоматические выключатели лабораторной установки находятся в выключенном состоянии, а положения задающих устройств управления электроприводом соответствуют нулевому заданию.

Собрать разомкнутую систему управления тиристорным преобразователем, включив в нею задатчик интенсивности (ЗИ), регуляторы скорости (РС) и тока (РТ), установленные в режим пропорционального усиления с коэффициентами, обеспечивающими при изменении входного сигнала управления изменение выходного напряжения преобразователя во всем диапазоне. При нулевом значении сигнала управления тиристорным преобразователем и соответствующем ему минимальном выходном напряжении преобразователя автоматическим выключателем АВ10 подключить к нему якорную цепь двигателя. При наличии номинального тока возбуждения двигателя проверить управляемость разомкнутой системы УП-Д.

Настройка замкнутой системы управления начинается с КРТ двигателя. С этой целью следует предварительно установить нулевое значение сигнала управления преобразователем и затем установить нулевое значение тока возбуждения двигателя. Подготовить к подключению на вход РТ цепь обратной связи по току со стороны датчика тока двигателя. Изменением сигнала управления преобразователем установить в якорной цепи двигателя ток на уровне 30…40% от номинального значения. Кратковременным подключением цепи обратной связи на вход РТ, убедиться, что обратная связь отрицательная. Замкнуть обратную связь по току и установить коэффициент усиления пропорционального РТ, обеспечивающий устойчивость, максимальное быстродействие и желаемое перерегулирование тока двигателя при скачкообразном изменении входного сигнала РТ. При нулевом значении сигнала управления на входе КРТ ввести интегральный канал РТ и установить его постоянную времени, обеспечивающую устойчивость и желаемое качество переходного процесса тока двигателя при скачкообразном изменении сигнала управления на входе РТ. Переходные функции тока двигателя оценивать с помощью осциллографа.

Установить с помощью блока ограничения (БО) в цепи обратной связи РС максимальное выходное напряжение, при котором ток в якорной цепи двигателя будет в замкнутом КРТ ограничен на уровне максимально допустимого.

При нулевом значении сигнала управления на входе РС перевести РТ в пропорциональный режим и установить номинальным ток в обмотке возбуждения двигателя. Подготовить к подключению на вход РС цепь обратной связи по скорости двигателя со стороны его датчика скорости – тахогенератора на валу двигателя. Изменением сигнала управления преобразователем установить скорость двигателя на уровне 30…40% от номинального значения. Кратковременным подключением цепи обратной связи по скорости на вход РС, убедиться, что обратная связь отрицательная. Замкнуть обратную связь по скорости двигателя, восстановить в РТ ранее определенное значение постоянной времени интегральной составляющей его передаточной функции и установить коэффициент усиления пропорциональной части РС, обеспечивающий устойчивость, максимальное быстродействие и желаемое перерегулирование скорости двигателя при скачкообразном изменении входного сигнала РС. При нулевом значении сигнала управления на входе КРС ввести интегральный канал РС и установить его постоянную времени, обеспечивающую устойчивость и желаемое качество переходного процесса скорости двигателя при скачкообразном изменении сигнала управления на входе РС. Переходные функции скорости двигателя оценивать с помощью осциллографа.

Регулировочная характеристика настроенной замкнутой системы УП-Д снимается при отсутствии нагрузки на валу двигателя. При этом должны регистрироваться: напряжение управления на входе ЗИ, напряжения на выходе РС и РТ, выходное напряжение УП, ток и скорость двигателя.

Электромеханическая, механическая и энергетическая характеристики замкнутой системы УП-Д снимаются при заданных преподавателем режимах работы электропривода, включая и режим работы в области токоограничения двигателя вплоть до полной его остановки. При этом регистрируются те же переменные системы управления электроприводом, что и при снятии ее регулировочной характеристики.

При исследовании динамических свойств замкнутой системы ТП-Д снимаются переходные процессы и частотные характеристики электропривода при линейном, скачкообразном и гармоническом изменениях возмущающих воздействий системы, роль которых выполняют напряжение управления на входе КРС и момент нагрузки на валу исследуемого двигателя. При этом выходными координатами системы могут быть выходное напряжение тиристорного преобразователя, ток и скорость двигателя, а также выходные напряжения РС и РТ. Перед снятием переходных процессов и частотных характеристик следует определить уровень и темп изменения возмущающих воздействий, обеспечивающих допустимые ограничения выходных координат электропривода в динамике.

При осциллографировании напряжения на выходе УП и тока якоря двигателя следует пользоваться датчиками напряжения ДН и тока ДТ, обеспечивающих потенциальное разделение между силовой и измерительной цепями электропривода. Для сравнительного анализа переходных процессов в электроприводе масштаб по времени, выбранный на осциллографе, должен оставаться неизменным.

При снятии частотных характеристик электропривода по управляющему воздействию выход с генератора гармонических сигналов с переменной частотой, находящемуся на панели управления, подключают на вход КРС, а по возмущающему воздействию - на вход управления преобразователем нагрузочного устройства [1].

В отчете следует отразить цель работы, представить функциональную схему экспериментальной установки, привести все экспериментально снятые данные. Регулировочные характеристики должны отражать зависимости напряжений на выходе РС, РТ и УП, скорости и тока двигателя от напряжения управления на входе ЗИ. Электромеханическая и механическая характеристики замкнутой системы УП-Д должны содержать зависимости скорости двигателя, а также напряжений на выходе РС, РТ и УП от тока (момента) двигателя.

Переходные характеристики должны содержать масштабы координат и времени. Частотные характеристики контуров регулирования электропривода построить в логарифмическом масштабе и сопоставить их с соответствующими асимптотическими ЛАЧХ, дать их анализ. На основе экспериментальных данных рассчитать КПД и cos исследуемой системы электропривода, построить их зависимости от скорости и момента двигателя при заданных преподавателем условиях эксперимента. Сформулировать выводы по работе.


^ Контрольные вопросы



  1. Изложите последовательность действий при настройке контуров регулирования и пуске системы электропривода.

  2. Укажите численные значения максимально допустимых координат исследуемого электропривода и причины их ограничения.

  3. Как и на какие показатели системы влияют коэффициенты усиления пропорциональной части регуляторов тока и скорости двигателя?

  4. Как и на какие показатели системы влияют постоянные времени интегральной составляющей передаточной функции регуляторов тока и скорости двигателя?

  5. Как и на какие показатели системы влияет уровень ограничения выходного напряжения регулятора скорости?

  6. Изложите последовательность и особенность снятия механических характеристик электропривода в системе УП-Д, включая и режим токоограничения двигателя.

  7. В каких энергетических режимах работают машины установки при экспериментальных исследованиях?

  8. Как определяются КПД и cos электропривода в исследуемой системе?

  9. Объясните характер переходных процессов при пуске и реверсе двигателя в исследуемой системе.

  10. Объясните характер частотных характеристик контуров регулирования исследуемого электропривода.



^

ПРИЛОЖЕНИЕ




Таблица П.1


Технические характеристики двигателя постоянного тока



Тип ПБСТ 43 МУХЛ4

Мощность номинальная Рн, кВт 1,9

Напряжение якоря номинальное Uн, В 110

Ток якоря номинальный Iн , А 21

Частота вращения номинальная nн, об/мин 1000

Частота вращения максимальная nmax , об/мин 2500 Напряжение возбуждения номинальное Uв.н, В 110

Ток обмотки возбуждения номинальный Iв.н, А 0,98

Число полюсов 2р 2

Коэффициент полезного действия номинальный н, % 80

Момент инерции якоря J, кгм2 0,057

Встроенный тахогенератор двигателя типа ТС- 1

Мощность номинальная Рн.тг, Вт 5

Напряжение номинальное Uн.тг, В 100

Частота вращения номинальная nн.тг, об/мин 3000
^

Тип возбуждения постоянные магниты




Таблица П.2


Технические характеристики асинхронных двигателей

Тип
А42-6
АК-51/4

Мощность номинальная Рн , кВт

1,7

2,8

Напряжение статора номинальное линейное Uн, В

380

380

Ток статора номинальный Iн , А

4,3

6,7

Частота вращения номинальная nн, об/мин

930

1370

Коэффициент мощности номинальный cosн

0,75

0,82

Коэффициент полезного действия номинальный н, %

79,5

78



^

Таблица П.3



Технические характеристики согласующего трансформатора


Тип ТСЗМ - 6,3 - 74 - ОМ6

Номинальная мощность Sн, кВА 6,3

Номинальное напряжение на первичной обмотке U1, В 380

Номинальное напряжение на вторичной обмотке U2, В 230

Номинальный ток первичной обмотки I1 , А 16,53

Номинальный ток вторичной обмотки I2, А 27,35

Напряжение короткого замыкания Uк, % 2,8

Потери короткого замыкания Ркз, Вт 160

Потери холостого хода Рхх, Вт 65

^

Таблица П.4



Технические характеристики тиристорных преобразователей постоянного тока

Тип
ПТЭМ-2Р1

6RA7013-6DV62

Мощность номинальная Рн, кВт

8

6,3

Напряжение питающей сети номинальное линейное Uс.н , В

220

380

Напряжение выпрямленное номинальное Udн , В

110

420

Ток выпрямленный номинальный Idн , А

30

15


Преобразователь типа ПТЭМ - 2Р1 выполнен по трехфазной нулевой реверсивной схеме выпрямления с системой раздельного управления вентильными группами.

Преобразователь типа 6RA7013-6DV22 выполнен по трехфазной мостовой реверсивной схеме выпрямления с микропроцессорной системой управления электроприводом.

Инструкция по работе с преобразователем типа 6RA7013-6DV22


Панель управления преобразователем содержит жидкокристаллический дисплей, клавиатуру управления и последовательный порт. Функционирование панели основано на структуре трехуровневого меню. Окна основного меню обозначаются индексами Р (для изменяемых параметров) и r (для фиксируемых параметров) . Индексы Р и r нумеруются трехзначными числами (000, 001, ... 990), определяющими содержание меню. Подменю среднего уровня обозначаются индексом i с трехзначными числами (001, ..., 004). В подменю нижнего уровня устанавливаются (фиксируются) численные значения параметров преобразователя.

Выбор окна меню и переход с одного уровня на другой осуществляется клавишами «P», «» и «» панели управления. Клавиши «» и «» используются соответственно для увеличения и уменьшения численных значений меню и подменю нижних уровней, а также устанавливаемых параметров преобразователя. Подтверждение введенной информации осуществляется клавишей «Р». Пуск и отключение преобразователя выполняется разрешающими (запрещающими) логическими сигналами на входных клеммах преобразователя, поступающими от переключателя SB1 панели управления электроприводом лабораторного стенда (рис. ).

Режим работы преобразователя индицируется светодиодами на его панели управления: свечение зеленого светодиода соответствует рабочему режиму, желтого – готовности преобразователя к включению, красного – сообщению о появлении ошибки в системе управления или неисправности преобразователя.


Последовательность управления преобразователем:


  1. Подать трехфазное напряжение питания преобразователя. На дисплее панели управления должен появиться индексы « о7.0 » или «о7.1», фиксирующие готовность преобразователя к его включению. Если появится иной индекс (например индекс сигнализации о предшествующей последнему отключению преобразователя ошибки Fххх ), то для его сброса следует одновременно нажать клавиши «P» и «».

  2. Нажатием клавиш «Р», «» или «» выбрать меню с индексом Р051 и установить в нем код 40, разрешающий доступ ко всем меню преобразователя.

  3. Нажатием клавиш «Р» и «» выбрать меню с индексом Р052 и установить в нем код 3, разрешающий отображение на дисплее всех параметров преобразователя.

  4. В соответствии с табл. П.3 проверить и, при необходимости, установить в основных меню преобразователя его коды.
Таблица П.5


Основные параметры преобразователя типа 6RA7013-6DV22

Меню

Код

Комментарии

Р076.001

100

Номинальный ток якоря двигателя, в % от номинального выпрямленного тока преобразователя

Р076.002




Номинальный ток обмотки возбуждения двигателя, в % от номинального выпрямленного тока возбудителя, установленного в преобразователе

Р078.001

400

Номинальное напряжение питающей сети преобразователя, В

Р078.002

400

Номинальное напряжение питающей сети возбудителя, В

Р082

3

Режим постоянного включения питания обмотки возбуждения двигателя

Р083

1

Выбор типа обратной связи по скорости системы управления электроприводом: 1 - в цепи обратной связи используется аналоговый тахогенератор; 3 – обратная связь реализуется по ЭДС двигателя;

Р100




Ток якоря двигателя номинальный, А

Р101




Напряжение на якоре двигателя номинальное, В

Р102




Ток обмотки возбуждения двигателя номинальный, А

Р103

0

Ток обмотки возбуждения двигателя минимальный, А

Р110




Сопротивление якорной цепи двигателя, Ом

Р111




Индуктивность якорной цепи двигателя, Гн

Р112




Сопротивление цепи обмотки возбуждения двигателя, Ом

Р114

10,0

Постоянная времени нагревания двигателя, мин

Р118




ЭДС двигателя при номинальном режиме его работы, В

Р150

30

Минимальный угол управления вентилями преобразователя, град

Р151

150

Максимальный угол управления вентилями преобразователя, град

Р153

1

Канал предуправления током якоря активен

Р154

1

Режим работы ПИ-регулятора тока якоря (РТЯ) двигателя: 0 – исключена интегральная составляющая регулятора; 1 – интегральная составляющая регулятора активна

Р155




Коэффициент усиления пропорциональной части РТЯ

Р156




Постоянная времени интегральной составляющей РТЯ, с

Р157

1

Задатчик интенсивности тока якоря двигателя активен

Р169

1

Выбор ограничения момента двигателя в структуре управления приводом

Р170

0

Выбор ограничения тока якоря двигателя при изменении его потока

Р171

150

Максимально допустимый ток двигателя в направлении «вперед», в % от номинального значения

Р172

150

Максимально допустимый ток двигателя в направлении «назад», в % от номинального значения

Р223

1

Канал предуправления скоростью двигателя активен

Р224

1

Режим работы ПИ-регулятора скорости (РС) двигателя: 0 – исключена интегральная составляющая регулятора; 1 – интегральная составляющая регулятора активна

Р225




Коэффициент усиления пропорциональной части РС

Р226




Постоянная времени интегральной составляющей РС, с

Р250

0

Минимальный угол управления вентилями возбудителя, град

Р251

180

Максимальный угол управления вентилями возбудителя, град

Р253

1

Канал предуправления током возбуждения двигателя активен

Р254

1

Режим работы ПИ-регулятора тока возбуждения (РТВ) двигателя: 0 – исключена интегральная составляющая регулятора; 1 – интегральная составляющая регулятора активна

Р255




Коэффициент усиления пропорциональной части РТВ

Р256




Постоянная времени интегральной составляющей РТВ, с

Р273

1

Канал предуправления ЭДС двигателя активен

Р274

1

Режим работы ПИ-регулятора ЭДС двигателя: 0 – исключена интегральная составляющая регулятора; 1 – интегральная составляющая регулятора активна

Р275




Коэффициент усиления пропорциональной части регулятора ЭДС

Р276




Постоянная времени интегральной составляющей регулятора ЭДС, с

Р303




Время разгона двигателя от нуля до номинальной скорости, с

Р304




Время торможения двигателя от номинальной скорости до нуля, с

Р305




Время начального скругления темпа изменения скорости двигателя, с

Р306




Время конечного скругления темпа изменения скорости двигателя, с

Р700

0

Тип сигнала управления на клеммах первого аналогового входа: 0 – напряжение от 0 до 10В; 1 – ток от 0 до 20 мА

Р703

0

Режим ввода сигнала управления на первом аналоговом входе с учетом его полярности

Р710

0

Тип сигнала управления на клеммах второго аналогового входа: 0 – напряжение от 0 до 10В; 1 – ток от 0 до 20 мА

Р713

0

Режим ввода сигнала управления на втором аналоговом входе с учетом его полярности

Р741




Напряжение на выходе аналогового тахогенератора при максимальной частоте вращения двигателя, В

Р970

1

Сброс параметров преобразователя на заводскую настройку: 0 – сброс; 1 – сброса нет




  1. Выполнить оптимизацию параметров регуляторов электропривода.

5.1. Оптимизация параметров регуляторов тока якоря и тока возбуждения двигателя.

Установить в меню Р051 код 25. Преобразователь перейдет на несколько секунд в режим работы о7.4, а затем в режим о7.0 или о7.1 и станет ожидать команд «Включить» и «Разрешить работу» преобразователя. Данные команды формируются переводом тумблера переключателя SA1 панели управления электроприводом из исходного нулевого состояния в любое из двух положений, определяющих одновременно и полярность сигнала управления преобразователем.

Задание команд «Включить» и «Разрешить работу» должно быть выполнено за время не более 30 сек после перехода преобразователя в режим о7.0 или о7.1 ! Иначе на дисплее появиться сообщение о сбое F052.

После поступления команд «Включить» и «Разрешить работу» начинается процесс оптимизации параметров регуляторов, что отражается на дисплее панели управления миганием двузначных чисел, разделенные между собой чертой. По окончанию оптимизации на панели управления появиться меню Р051 и привод перейдет в рабочее состояние о7.2. В результате оптимизации автоматически определяются параметры в меню Р110, Р111, Р112, Р155, Р156, Р255 и Р256.

5.2. Оптимизация параметров регулятора скорости двигателя.

Установить в меню Р051 код 26 и повторить последовательность действий по пункту 5.1. В результате оптимизации автоматически определяются параметры в меню Р225, Р226 и Р228. . По окончанию оптимизации на панели управления появиться меню Р051 и привод перейдет в рабочее состояние о7.2.

6. Переводом тумблера переключателя SA1 панели управления электроприводом из исходного нулевого состояния в любое из двух выбранных положений, определяющих полярность сигнала управления преобразователем, подать команды «Включить» и «Разрешить работу» преобразователя. На дисплее панели управления появиться индикация режима работы преобразователя в виде одной или двух вертикальных линий, определяющих направление электромагнитного момента двигателя, либо в виде двух горизонтальных штриховых линий при отсутствии задания электромагнитного момента.

7. Движком потенциометра RР1 задать сигнал управления преобразователем, обеспечив желаемое выходное напряжение преобразователя и, соответственно, частоту вращения двигателя.

8. Останов двигателя осуществляется переводом движка потенциометра RP1 в нулевое положение.

9. Отключение преобразователя выполняется переводом тумблера переключателя SA1 в исходное нулевое состояние.


^ Просмотр режимов работы преобразователя и отображение его выходных переменных

Текущие значения переменных преобразователя и двигателя отображаются в следующих окнах меню:

r 001 – напряжение управления преобразователем, в % от номинального напряжения управления равного 10 В;

r 015 – выпрямленное напряжение преобразователя, В;

r 016 – напряжение на обмотке возбуждения двигателя, В;

r 018 – угол управления преобразователем, град. (сигнал на выходе регулятора тока двигателя);

r 019 – выпрямленный ток преобразователя, в % от номинального тока двигателя, установленного в меню Р100;

r 020 – напряжение на входе регулятора тока якоря двигателя, в % от 10 В;

r 021 – напряжение на выходе блока ограничения выходного напряжения регулятора скорости двигателя, в % от 10 В;

r 022 – напряжение на выходе регулятора скорости двигателя, в % от 10 В;

r 023 – напряжение рассогласования сигналов задания и обратной связи по скорости на входе регулятора скорости двигателя, в % от 10 В;

r 025 – напряжение на выходе тахогенератора в цепи обратной связи по скорости двигателя, в % от максимального выходного напряжения тахогенератора, установленного в меню Р741;

r 026 – напряжение на входе регулятора скорости двигателя (на выходе задатчика интенсивности системы управления преобразователем), в % от номинального напряжения управления, равного 10 В;

r 028 – напряжение на входе задатчика интенсивности системы управления преобразователем, в % от номинального напряжения управления, равного 10 В;

r 034 – угол управления возбудителем, град. (выходной сигнал регулятора тока возбуждения двигателя);

r 035 – ток обмотки возбуждения двигателя, в % от номинального тока возбуждения двигателя, установленного в меню Р102;

r 036 – напряжение задания тока возбуждения двигателя на входе регулятора тока возбуждения, в % от 10 В (выход регулятора ЭДС двигателя);

r 037 – ЭДС двигателя, В;

r 039 – напряжение задания ЭДС двигателя, В;


^

Таблица П.6


Технические характеристики преобразователей частоты фирмы «SIEMENS»


Тип преобразователя

MICROMASTER Vector 420 серии 6SE32-17

MICROMASTER Vector 440 серии 6SE6400-5
^

Мощность номинальная, кВА


5,2



Напряжение питания, В


380

380
^

Ток входной максимальный, А


11,1



Выходное линейное напряжение, В


0 …400

0 …400

Выходной ток номинальный, А

6,8




Выходной ток максимально длительный, А

7,5





Преобразователи MICROMASTER Vector 420 (ММV420) и MICROMASTER Vector 440 (ММV440) имеют унифицированные и абсолютно идентичные панели управления. Панель управления каждого из преобразователей содержит жидкокристаллический дисплей, клавиатуру управления и последовательный порт. Функционирование панели основано на структуре двухуровневого меню. Для преобразователя ММV420 окна основного меню обозначаются индексами Р как для изменяемых, так и фиксируемых параметров. Для преобразователя ММV440 окна основного меню обозначаются индексами Р для изменяемых и индексами r - для фиксируемых параметров. Индексы нумеруются трехзначными (для MМV 420) или четырехзначными (для ММV440) числами, определяющими содержание меню. В подменю нижнего уровня устанавливаются (фиксируются) численные значения параметров преобразователя.

Выбор окна меню и переход с одного уровня на другой осуществляется клавишами «P», «» и «» панели управления. Клавиши «» и «» используются соответственно для увеличения и уменьшения численных значений меню и подменю нижних уровней, а также устанавливаемых параметров преобразователя. Подтверждение введенной информации или запуск выбранной осуществляется клавишей «Р». Изменение направления вращения ( момента ) вала двигателя выполняется клавишей реверса «». Клавишей «I» осуществляется пуск, клавишей «O» - останов двигателя.

В программном обеспечении преобразователей предварительно установлены основные номинальные параметры используемых двигателей (напряжение питания, частота, ток, скорость, мощность, КПД, cos), основные функции управления (минимальные и максимально допустимые частоты выходного напряжения преобразователя, времена увеличения и уменьшения частоты от нуля до номинальных значений и наоборот, максимально допустимые значения токов двигателя). Задание частоты выходного напряжения преобразователя запрограммировано от клавиш пульта управления (от внутреннего моторпотенциометра) преобразователя. Остальные параметры преобразователей соответствуют их заводским установкам.


^ Последовательность управления преобразователями:


Подать трехфазное напряжение питания преобразователя. На дисплее панели управления должен появиться индекс «0.0», определяющий нулевое значение заданной частоты выходного напряжения преобразователя.

Нажатием клавиши «P» выйти в меню с индексом Р000.

Для преобразователя ММV420:

3.1. нажатием клавиши «» выбрать меню с индексом Р009 и клавишами «P», «» или «» установить в нем код 3;

3.2. нажатием клавиш «P», «» или «» вновь выйти в меню с индексом Р000;

3.3. нажатием клавиши «P» выйти в подменю Р000, при котором на дисплее будет отображаться исходное нулевое значение задания частоты преобразователя. Именно в данном подменю после включения силовой части преобразователя и осуществляется задание частоты выходного напряжения преобразователя нажатием клавиш «» или «».

Для преобразователя ММV440:

4.1. нажатием клавиши «» выбрать меню с индексом Р003 и установить в нем код 1;

4.2. нажатием клавиш «P», «» или «» выбрать меню с индексом Р0719 и установить в нем код 11;

4.3. нажатием клавиш «P», «» или «» выбрать меню с индексом Р1000 и установить в нем код 1;

4.4. нажатием клавиш «P», «» или «» выйти в подменю Р000, при котором на дисплее будет отображаться исходное нулевое значение задания частоты преобразователя. Именно в данном подменю после включения силовой части преобразователя и осуществляется задание частоты выходного напряжения преобразователя нажатием клавиш «» или «».

Нажатием клавиши «I» осуществить пуск двигателя.

Нажатием клавиш «» или «» в подменю Р000 выставить желаемую частоту выходного напряжения вых преобразователя. Ее значение отражается на дисплее в Гц. Изменение вых нажатием клавиш «» или «» возможно при вращающемся двигателе.

Останов двигателя осуществляется нажатием клавиши «О».


Просмотр режимов работы преобразователя и отображение его выходных переменных


^

Таблица П.7


Окна меню отображения текущих значений переменных преобразователя и двигателя
^
Тип преобразователя

MMV420

MMV440

Заданная частота выходного напряжения, Гц
Р131
r0020

Ток статора двигателя, А
Р132
r0027

Момент электромагнитный двигателя (% от номинального значения)
Р133
r0031

Напряжение на выходе промежуточного выпрямителя, В
Р134
r0026

Частота вращения двигателя, об/мин
Р135
r0022

Напряжение линейное на выходе преобразователя, В
Р137
r0027

* Намагничивающая составляющая тока статора, А
-
r0029

* Активная составляющая тока статора, А
-
r0030

Мощность двигателя, кВт
-
r0027

  • - для системы векторного управления


^ Установка основных параметров преобразователя


После подачи напряжения питания преобразователя, следует в программном обеспечении преобразователя проконтролировать коды, определяющие структуру управления и ограничения основных параметров электропривода.

Последовательность набора меню, коды, численные значения параметров и комментарии к программируемым функциям для преобразователей частоты ММV420 и MMV440 даны в табл. П.8. В столбцах «Код» численные значения номинальных параметров двигателя даны для используемых в лаборатории асинхронных двигателей типа А42-6 и АК-51/4


Таблица П.8

Меню, коды и функции, параметрируемые в преобразователях частоты

ММV420

MMV440



Меню

Код

Меню

Код

Комментарии


Р009

3

Р0003

1

Доступ к установкам параметров меню

Р002

10

Р1120

10

Время разгона двигателя, с

Р003

20

Р1121

20

Время торможения двигателя, с

Р004

0,1

Р1130.. . Р1133

0,1

Сглаживание темпов разгона и торможения, с

Р005

0

Р1001

0

Цифровое задание частоты выходного напряжения, Гц

Р006

0

Р1000

11

Выбор источника задания частоты: 1) для ММV420: 0 – от клавиш панели управления; 1 – от аналогового входа (от потенциометра); 2 – со стороны внешнего логического входа; 2) для ММV440: 0 – от внешнего логического входа; 1-от моторпотенциометра; 2- от аналогового входа.







Р1070

1050

Источник основного задания частоты: 755 – от аналогового входа; 1024 – фиксированые частоты; 1050 – от моторпотенциометра.

Р012

0

Р1080

0

Минимальная частота выходного напряжения, Гц

Р013

55

Р1081

55

Максимальная частота выходного напряжения, Гц

Р021

0







Минимальная частота выходного напряжения при управлении со стороны аналогового входа, Гц

Р022

55







Максимальная частота выходного напряжения при управлении со стороны аналогового входа, Гц

Р041 … Р044

0



15

Р1001

….

Р1004

0



15

Фиксированные частоты, задаваемые со стороны внешних логических входов с номерами 1 …4, Гц

Р046 … Р049

20



35

Р1005

….

Р1008

20



35

Фиксированные частоты, задаваемые со стороны внешних логических входов с номерами 5 …8, Гц

Р051 … Р055

6

Р0701

….

Р0708

17

Выбор функции управления со стороны логических входов с номерами 1 … 8

Р071

0

Р1335

0

Уровень компенсации скольжения двигателя, в % от номинального скольжения

Р072

150

Р1336

150

Уровень ограничения компенсации скольжения двигателя, в процентах от номинального скольжения

Р077




Р1300




Режим управления преобразователем: 0 – при постоянстве соотношения U/f; 1 – при постоянстве магнитного потока двигателя; 2 – при постоянстве соотношения U/f2 ; Векторное управление: для MMV420 – 3; для MMV440 – 20.

Р078

50

Р1310

50

Ток двигателя при f = 0 Гц, в % от номинального тока статора двигателя

Р079

0

Р1311

0

Увеличение пускового тока двигателя на время его пуска , в % от номинального тока статора

Р080

0,85

Р0308

0,82

Коэффициент мощности двигателя номинальный

Р081

50

Р0310

50

Частота питания двигателя номинальная, Гц

Р082




Р0311

1370

Частота вращения двигателя номинальная, об/мин

Р083

4

Р0305

15

Ток статора двигателя номинальный, А

Р084

380

Р0304

220

Напряжение статора номинальное, В

Р085

3

Р0307

2,8

Мощность двигателя номинальная, кВт







Р0309

78

КПД номинальная, %







Р0314

2

Число пар полюсов двигателя

Р086

150

Р0640

150

Ток статора двигателя максимально допустимый, в % от номинального тока двигателя

Р088

0

Р0340

0

Автоматическое определение сопротивления статора двигателя при Р088 = 1 (Р0340 =1)

Р089

7,36

Р0350




Инициализированное значение сопротивления статора, Ом

Р386

0,5

Р1460

3

Пропорциональный коэффициент усиления регулятора скорости электропривода с векторным управлением







Р1462

400

Постоянная времени интегрирования регулятора скорости электропривода с векторным управлением, мс

Р944

0

Р0970

0

Сброс параметров преобразователя на заводскую настройку (для сброса параметр установить в код 1)




Скачать 442,69 Kb.
оставить комментарий
Дата03.10.2011
Размер442,69 Kb.
ТипЗанятие, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх