1.3. Цели и задачи исследования

Применение обратных связей обеспечивает улучшение ста­тических и динамических характеристик в замкнутой системе управления. Применение конкретной обратной связи или их ком­бинации диктуется необходимостью повышения жесткости меха­нической характеристики в статических режимах, повышения бы­стродействия и качества переходных процессов в динамике и сни­жения влияния внешних возмущающих воздействий на качество управления.

Поэтому, целью выполнения комплекса лабораторных работ является экспериментальное изучение регулировочных свойств обратных связей с учетом влияния возмущающих воздействий для системы ТП-Д, работающей в режиме стабилизации скорости. Для достижения поставленной цели при выполнении каждой лабора­торной работы необходимо решить комплекс учебных задач:

1. Изучить теорию управления с применением конкретной обратной связи и учетом влияния возмущающих воздействий.

2. Экспериментально исследовать регулировочные и элек­тромеханические характеристики в разомкнутой и замкнутой сис­темах управления электроприводом.

3. Экспериментально исследовать динамические свойства систем управления по каналам управления и возмущения.

4. Оценить предельные регулировочные свойства обратных связей в статическом и динамическом режимах работы.

5. Разработать рациональные комбинации обратных связей с учетом их регулировочных свойств.

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗОМКНУТОЙ СИСТЕМЫ ТП-Д

2.1. Цель и учебные задачи лабораторной работы

Целью выполняемой лабораторной работы является экспе­риментальное изучение регулировочных свойств, статических и динамических характеристик разомкнутой системы управления, изучение влияния возмущающих воздействий на качество управ­ления, определение экспериментальным путем параметров систе­мы регулирования.

2.2. Порядок выполнения работы

1. На силовой панели собрать электрическую схему си­ловой цепи (рис. 2.1).

2. На панели регуляторов собрать принципиальную элек­трическую схему системы управления без обратных связей (рис. 2.2).

3. Включение лабораторной установки производить в следующем порядке:

• потенциометры Uрег1 и Uрег2 на панели регуляторов устано­вить в крайнее левое положение;

• при необходимости включить тумблер питания панели регуля­торов;

• на панели управления включить автоматические выключатели В1, В2 и В3;

• последовательно нажать кнопки «цепи управления», «питание регуляторов», «возбуждение», «~ 220 ТП1», «Вкл. ТП1», при формировании нагрузки нажать кнопки «~ 220 ТП2», «Вкл. ТП2»; включение цепей проконтролировать по загоранию кон­трольных ламп.

Отключение стенда осуществляется кнопкой АК1.

ВНИМАНИЕ!

СБОРКУ И ИЗМЕНЕНИЯ В СХЕМЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

ВЫПОЛНЯТЬ ТОЛЬКО ПРИ СНЯТОМ НАПРЯЖЕНИИ ПОСЛЕ

НАЖАТИЯ КНОПКИ АК1!

4. Снятие статических характеристик разомкнутой системы.

Характеристики разомкнутой системы необходимо снимать при коэффициенте передачи регулятора Крс, равном Крс = Uрс/Uзс = 1 (Rос=30 кОм, Сос=0 мкФ).

Для снятия характеристик тиристорного преобразователя ТП1, выход ТП1 необходимо подключить к параллельно соединен­ным резисторам Rдоб1 и Rдоб2 через шунт ШЗ (работа на активную нагрузку). На вход Uлпу ТП1 подать напряжение +15 В, на вход Uу ТП1 подать регулируемое напряжение с потенциометра Uрег1 положительной полярности. Плавно изменяя величину Uрег1 до достижения напряжения Ud1 = 220 – 230 В, снять по­казания приборов и занести их в табл. 2.1.

Рис. 2.1. Принципиальная электрическая схема лабораторного стенда

Таблица 2.1. Регулировочные характеристики ТП1

	Измерено			Вычислено		Примечание
№ п/п	Ud1,В	UВЫХДН ,В	Uу,В	КП	КДН
	V1	V8	V7			КДН = ∆UВЫХДН/ ∆Ud
1						Кп = ∆Ud1/∆Uу
2
…
10

По данным табл. 2.1 построить зависимости Ud1 = f(Uу), Кп = f(Uу), U_ВЫХДН = f(Ud), постоянную времени ТП1 принять равной Тп = 0,01 с (или задается преподавателем).

Рис. 2.2. Принципиальная электрическая схема системы управления

Регулировочные характеристики разомкнутой системы сни­мать при двух значениях якорного тока М1 (Ia = 5 А и Ia = 10 А). Для получения неизменного якорного тока М1, тиристорный преобра­зователь ТП2 переключателем ПП4 на панели управления пере­ключить в режим РИТ (регулируемый источник тока). Переключа­тель ПП1 поставить в режим ТГ2, а потенциометр R14 в крайнее левое положение (исключается регулировка момента нагрузки от скорости М1). Переключателем ППЗ и потенциометром R15 пре­образователь ТП2 перевести в инверторный режим, а в якорной цепи М1 установить заданный ток. Изменяя Uрег1 от -10 до +10В через 1 В при Ia = const занести показания приборов в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Регулировочные характеристики разомкнутой системы

	Измерено				Вычислено
№п/п	Uз, В	Ud1, В	n, об/мин	UТГ1, В	ω1, 1/с	Rэ, Ом	Rп, Ом	Кос, Вс	Примечание
	V7	V1	V5	V8
1									Ia1 =
2									Iв1 =
3									Iв2 =
									Кос= ∆UТГ1 /∆ω1
10

По данным табл. 2.2 построить зависимости Ud1 = f(Uз), Uтг1 = f(ω1).

Электромеханические и внешние характеристики разомкнутой системы снимать при Uрег1 = Uз = const и Ia1 = var. Изменение нагрузки на валу испы­туемого двигателя через нагрузочный агрегат ТП2 – М2 производить с помощью переключателя ППЗ и потенциометра R15. Якорный ток машины М1 изменять от 2 до 10 А через 2 А, далее через 5 А до 25 А. Данные эксперимента занести в табл. 2.3. Количество снимаемых характеристик и величины скоростей холостого хода задаются ведущим преподавателем.

Таблица 2.3. Электромеханические и внешние характеристики

	Измерено						Вычислено
№ п/п	Ud1, В	Ia1, А	Ia2, А	n, об/мин	UДТ1, В	UДТ2, В	ω1, 1/с	КДТ1, В/А	КДТ2, В/А	Примечание
	V1	А1	А2	V5	V7	V8
										Uз =
1										Iв1=
2										Iв2=
3										КДТ1 = ∆UДТ1/ ∆Ia1
										КДТ2 = ∆UДТ2/ ∆Ia2
10

По данным табл. 2.3 построить зависимости Ud1 = f(Ia1) - все характеристики построить на одном графике, ω1 = f(Ia1) - все характеристики построить на одном графике, Uдт1 = f(Ia1), Uдт2 = f(Ia2).

2.2.5. Исследование переходных процессов при пуске

Исследование переходных процессов проводится с помо­щью электронного осциллографа, копируя на кальку переходные процессы якорного тока и угловой скорости с экрана осциллогра­фа. Сигналы для осциллографирования берут соответственно с выхода датчика тока ДТ1 (Uдт1) и тахогенератора ТГ1(+Uтг1) (рис. 2.1).

Процесс пуска исследовать при скачкообразном изменении сигнала Uрег1 на входе задатчика интенсивности ЗИ. Тарировку полученных кривых переходного процесса проводить для сигнала скорости по установившимся показаниям прибора V5, а для сигна­ла тока по максимальному отклонению луча осциллографа и пока­заниям амперметра А1 при отключенном возбуждении машины М1 и плавном изменении Uрег1 (Iamax <= 30 А).

2.2.6. Исследование переходных процессов при набросе нагрузки

Скачкообразное изменение момента нагрузки осуще­ствляется с помощью перемычки, соединяющей сигнал Uрег2 на панели регуляторов с точками 1, 2, 3 Uзм на панели управления. С помощью сигнала Uрег1 задать скорость вращения электродвига­теля М1 200 - 400 об/мин. При этом оборотные пульсации тахогенератора не будут сильно искажать сигнал Uтг1, а низкий начальный уровень сигнала позволит точно определить статическую просадку скорости. Потенциометром R15 и переключателем ППЗ установить начальное значение момента нагрузки, соответствующее якорному току М1 Ia1 = 10 А.

Потенциометром Uрег2 установить ток нагрузки Ia1=20 А. Отключить тумблер питания Uрег2. Включая тумблер Uрег2, сформировать наброс нагрузки, заосциллографировать переход­ные процессы ω1, Ia1 = f(t) при набросе нагрузки. Тарировку значений скорости и тока провести по установившимся показаниям V5 и А1.