Лабораторная работа №2: «исследование системы управления элеткроприводом с отрицательной обратной связью по напряжению электродвигателя»
Цель работы: экспериментальное изучение регулировочных свойств, статических и динамических характеристик системы управления электроприводом с отрицательной обратной связью по напряжению электродвигателя, изучение влияния возмущающих воздействий на качество управления, определение экспериментальным путем параметров системы регулирования.
Порядок выполнения работы
На силовой панели собрать электрическую схему силовой цепи (Рисунок 1.1).
На панели регуляторов собрать принципиальную электрическую схему системы управления (Рисунок 1.2). Для получения сигнала обратной связи по напряжению, на выход тиристорного преобразователя ТП1 подключить датчик напряжения ДН, обратную связь по напряжению электродвигателя с выхода датчика напряжения ДН на вход регулятора скорости не ПОДКЛЮЧАТЬ!
Включение лабораторной установки производить так же, как и в лабораторной работе №1
Снятие статических характеристик системы управления
Характеристики системы управления с отрицательной обратной связью по напряжению необходимо снимать с пропорциональным (П-РС) и пропорционально-интегральным (ПИ-РС) регулятором скорости, коэффициент передачи регулятора Крс (Крс = Uрс/Uзс = Rос/Rвх) и величина емкости конденсатора в обратной связи регулятора Соc задаются преподавателем.
Для определения полярности сигнала обратной связи по напряжению необходимо c П -РС разогнать электродвигатель М1 до скорости 200-400 об/мин и кратковременно подать сигнал обратной связи на вход регулятора, при отрицательной обратной связи напряжение на выходе ТП1 снизится, а при положительной - возрастет, что отразится на скорости вращения электродвигателя.
Полярность сигнала обратной связи можно также определить при помощи вольтметра V7, определив полярность сигналов задания Uзс и обратной связи Uон на входе регулятора РС. При отрицательной обратной связи полярность Uзс и Uон должна быть противоположной!
После определения полярности обратной связи по скорости вращения электродвигателя, необходимо остановить машину М1 и подключить сигнал отрицательной обратной связи на вход регулятора.
Статические характеристики для замкнутой системы управления снимать так же, как и для разомкнутой системы управления.
Данные опытов занести в таблицу 2.1 и 2.2.
По данным табл. 2.1 построить зависимости Ud1 = f(Uз), ω1 = f(Uз) для разомкнутой и замкнутой систем управления на одном графике.
По данным табл. 2.2 построить зависимости Ud1 = f(Ia1) ω1 = f(Ia1) – для разомкнутой и замкнутой систем управления на одном графике.
Исследование динамических характеристик замкнутой системы управления
Исследование переходных процессов проводится с П-РС и ПИ-РС согласно лабораторной работе №1
Таблица 2.1 ‑ Регулировочные характеристики замкнутой системы
№ п/п |
Измерено |
Вычислено |
Примечание |
||||
Uз, В |
Ud1, В |
n, об/мин |
ω1, 1/с |
Ia1= 10 А Iв1= 0,88 А |
|||
V7 |
V1 |
V5 |
|||||
1 |
5 |
119 |
1450 |
152 |
Rос= Rвх= Сос= 0 Кон = Uонmax/Ud1max= 0,033 Крс = Rос/Rвх = |
||
2 |
4,7 |
101 |
1200 |
126 |
|||
3 |
3,7 |
81 |
900 |
94,2 |
|||
4 |
2,9 |
62 |
600 |
62,8 |
|||
5 |
2,1 |
37 |
300 |
31,4 |
|||
6 |
3,9 |
119 |
1450 |
152 |
Rос = Rвх = Сос = 0,25 мкФ Кон = Uонmax/Ud1max= 0,033 Крс = Rос/Rвх = |
||
7 |
3,4 |
101 |
1200 |
126 |
|||
8 |
2,8 |
82 |
900 |
94,2 |
|||
9 |
1,9 |
58 |
600 |
62,8 |
|||
10 |
1,3 |
35 |
300 |
31,4 |
|||
Таблица 2.2 ‑ Электромеханические и внешние характеристики замкнутой системы
№ п/п |
Измерено |
Вычислено |
Примечание |
||||
Ia1, А |
Ud1, В |
n, об/мин |
ω1,1/с |
Uз= 6 В Iв1= 0,88 А |
|||
А1 |
V1 |
V5 |
|||||
1 |
2 |
121 |
1585 |
166 |
Rос= Rвх= Сос= 0 Крс= Rос/Rвх = Кон = Uонmax/Ud1max= 0,033 |
||
2 |
4 |
109 |
1300 |
136 |
|||
3 |
6 |
103 |
1250 |
131 |
|||
4 |
8 |
102 |
1230 |
129 |
|||
5 |
10 |
102 |
1210 |
127 |
|||
6 |
12 |
101 |
1200 |
126 |
Rос= Rвх= Сос= 0,25 мкФ Крс= Rос/Rвх = Кон = Uонmax/Ud1max= 0,033 |
||
7 |
16 |
100 |
1170 |
123 |
|||
8 |
20 |
100 |
1135 |
119 |
|||
9 |
25 |
100 |
1100 |
115 |
|||
10 |
30 |
100 |
1020 |
107 |
|||
Рисунок 2.1 – Зависимости скорости двигателя (1) разомкнутой и замкнутой системы с и без конденсатора в обратной связи от напряжения задания (Uз)
Рисунок 2.2 – Зависимость напряжения на выходе тиристорного преобразователя (Ud1) разомкнутой и замкнутой системы с и без конденсатора в обратной связи от напряжения задания (Uз)
Рисунок 2.3 – Зависимости скорости двигателя (1) разомкнутой и замкнутой системы с и без конденсатора в обратной связи от тока на якоре ДПТ (Ia1)
Рисунок 2.4 – Зависимость напряжения на выходе тиристорного преобразователя (Ud1) разомкнутой и замкнутой системы с и без конденсатора в обратной связи от тока на якоре ДПТ (Ia1)
Вывод:
Исследованы электромеханическая и регулировочная характеристики тиристорного преобразователя и двигателя постоянного тока в системе с обратной связью по напряжению с и без конденсатора в обратной связи системы управления. В сравнении с разомкнутой системой, система с ёмкостью в ООС имеет абсолютно жёсткую внешнюю характеристику ТП, соответственно, более жёсткую, а точнее естественную, электромеханическую характеристику двигателя. При отсутствии ёмкости в ООС, характеристика становится более жёсткой, чем в разомкнутой, но менее жёсткой, чем с ёмкостью.