Лабораторная работа
Исследование замкнутой системы тиристорного электропривода постоянного тока.
Цель работы:
1.Изучить структуру САР реверсивного электропривода постоянного тока
2. Получить экспериментальным путем статические характеристики разомкнутой системы
Приборы и оборудование:
1. Стойка управления с тиристорным преобразователем КЕМЕК;
2. Электромеханический агрегат, состоящий из двух встречновключенных высокомоментных электродвигателей постоянного тока типа 1ПИ 12.11-11 202 МОН.
3. Двухлучевой осциллограф;
4. Персональная ЭВМ.
ПЕРЕВОД ОБОЗНАЧЕНИЙ НА ЛИЦЕВОЙ ПАНЕЛИ СТЕНДА
THYRISTORED DC MOTOR DRIVE - тиристорный привод постоянного тока;
TEST MOTOR - исследуемый двигатель;
ARMATURE VOLTAGE – напряжение якоря;
ARMATURE CURRENT – ток якоря;
POWER – энергия;
ON – включено;
OFF – выключено;
BRAKE MOTOR – нагрузочный двигатель;
SPEED, rad/s – скорость, рад/с;
REFERENCE VOLTAGE – опорное напряжение;
BRAKE MOTOR CONTROL – управление нагрузочным двигателем;
HAND CONTROL – ручное управление;
LOGIC UNIT – блок логики;
CMPT – компьютер.
Стенд состоит из приборной стойки с размещенным в нем тиристорным преобразователем и электромеханического агрегата, состоящего из двух высоко моментных электродвигателей, один из которых исследуемый, а другой нагрузочный.
Питание стенда от трехфазной сети 3PEN 50 Гц 380 В.
Включение стенда к сети осуществляется автоматом, размещенным слева в нижней части правой боковой панели
Лабораторная установка состоит из стенда, персонального компьютера, двухдвигательного машинного агрегата. 1-я машина – рабочая, 2-я машина нагрузочная.Обе машины снабжены датчиками скорости, которые установлены на валах машин. В качестве датчиков используются тахогенераторы постоянного тока.
Обе машины управляются от типовых приводов КЕМЕК. Структуры приводов одинаковы.
На лицевой панели стенда приведена развернутая схема замкнутой САР рабочим электродвигателем. Система управления нагрузочной машиной показана лишь блочно.
В верхней части приведена упрощенная схема СИФУ реверсивного электропривода. СИФУ состоит из синхронизирующего устройства, источника опорного сигнала, элементов сравнения, инверторов, выходных импульсных трансформаторов.
Выходной сигнал подается на управляющие электроды регулируемых тиристорных преобразователей
Схема лабораторной установки(см. последние листы)
Структура замкнутой САР, которая содержит контур скорости с ПИ- регулятором и усилителем в цепи обратной связи и контур ограничения тока включающий датчик тока, усилитель, ПИ -регулятор тока.
Персональный компьютер используется как графическое устройство, позволяющее получить зависимость 
=f(I). После включения компьютера необходимо перейти в режим MS-DOS, выбрать папку STEND, файл stend. exe, режим «Механические характеристики» и клавишей F2 выбрать графический режим.
В лабораторной работе требуется получить статические характеристики разомкнутой и замкнутой системы..
Питание электропривода осуществляется от сети трехфазного напряжения 380 В 50 Гц (фазы R, S и T). На силовой трансформатор это напряжение подается через автомат токовой защиты QF. Одна группа вторичных обмоток силового трансформатора запитывает блок стабилизированного постоянного напряжения 15В, вторая группа запитывает управляемый выпрямитель. Управляемый выпрямитель содержит два комплекта тиристоров: выпрямительный VS1…VS6, и инверторный VS7…VS12. Выпрямленное напряжение подаётся на исследуемый двигатель М1. Напряжение на якоре двигателя М1 контролируется вольтметром V1, а в цепь якоря включены амперметр А1 и измерительный шунт RS.
Напряжение, снимаемое с шунта RS, усиливается дифференциальным усилителем, собранном на операционном усилителе (ОУ) А11. Усиленный сигнал поступает на один из входов регулятора тока, на ОУ А9. Таким образом, шунт RS и схема на ОУ А11 представляют собой датчик тока якоря двигателя М1.
Второй вход регулятора тока соединен с выходом регулятора скорости, собранном на ОУ А8. На первый вход регулятора скорости подаётся сигнал с задатчика скорости, представляющего собой потенциометр R1. Полярность задающего сигнала (т.е. направление вращения двигателя) задается переключателем S1.
На второй вход регулятора скорости поступает сигнал тахогенератора BR, который контролируется вольтметром V2, отградуированным в рад/с (прибор «SPEED»). Для дополнительной коррекции динамических свойств системы управления сигнал тахогенератора подаётся на второй вход регулятора скорости через дифференцирующее звено.
Как регулятор тока, так и регулятор скорости представляют собой ПИ-регуляторы. Однако, регулятор скорости является адаптивным регулятором: его коэффициент усиления КG и постоянная времени t изменяются в функции скорости вращения двигателя, компенсируя нелинейность зависимости коэффициента передачи тиристорного преобразователя от сигнала управления. Кроме того, являясь задатчиком для контура тока, регулятор скорости осуществляет еще и функцию нелинейного токоограничения. Значение допустимого тока по условиям коммутации зависит от скорости вращения двигателя в соответствии с коммутационной кривой двигателя. Коммутационная кривая моделируется функциональным преобразователем, выход которого выведен на гнездо 170.
Сигнал управления поступает с выхода регулятора тока в схему СИФУ (на один из входов компаратора А7 и функционально аналогичных ему). Работа СИФУ синхронизируется с сетевым напряжением посредством согласующих трансформаторов TV13…TV15.
СИФУ состоит из:
· фазосдвигающих цепочек (входные гнезда 131, 134, 137, выходные – 132, 135, 138), которые управляют работой генераторов пилообразного напряжения (выходные гнезда которых 133, 136, 139);
· схем формирования импульсов (элементы А7 и VT24, а также функционально аналогичные им);
· усилителей импульсов (транзисторы VT27 и VT28, а также функционально аналогичные им);
· импульсных трансформаторов VS1…VS12, вторичные обмотки которых формируют управляющие импульсы, отпирающие тиристоры.
Блок логики включает в себя схемы защит и индикаций, а также обеспечивает алгоритм раздельного управления группами тиристоров.
В данной модификации стенда нагрузочный двигатель М2 управляется устройством управления нагрузочным двигателем (BRAKE MOTOR CONTROL), включение которого производится выключателем S4, а регулировка скорости производится потенциометром R2. Потенциометр R2 запитывается напряжением 15 В посредством переключателя S2. Изменением знака питающего напряжения достигается реверс двигателя М2. Схема устройства управления нагрузочным двигателем аналогична схеме устройства управления исследуемым двигателем за исключением возможности модификации схем регуляторов и разрыва обратных связей по току и скорости.