Лабораторная работа 4. ЭП системы “Реверсивный тиристорный преобразователь – ДПТ независимого возбуждения”
Цель: Исследование рабочих характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения при управлении скоростью и направлением его вращения путем регулирования питающего напряжения и изменения угла управления посредством реверсивного тиристорного преобразователя-регулятора, практическое ознакомление с методами их экспериментального получения.
Перечень аппаратуры
| Обозначение (Тип) | Наименование | Характеристика |
| A1 (322) | Выпрямитель | ~ 400 В / 2А |
| A2 (347.1) | Трехфазная трансформаторная группа | 3х80 В∙А / 230/240, 230, 220, 133, 127 В |
| А3 (207.2) | Тиристорный преобразователь – регулятор | 3х400 В ~ / 2 А 6 тиристоров |
| А5, А6 (314.2) | Линейный реактор | 220 / 380 В 50 Гц / 0,5 А 0,3 Гн / 10 Ом |
| G1 (201.2) | Трехфазный источник питания | ~ 400 В / 16А |
| G2 (318.1) | Регулируемый автотрансформатор | ~ 0…240 В / 2 А |
| G3 (106) | Асинхронный двигатель | 50 Вт / ~ 230 В / 1500 мин-1 |
| G4 (104) | Преобразователь угловых перемещений | 6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот |
| G5 (206.1) | Источник питания двигателя постоянного тока | — 0…250 В / 3 А (якорь) / — 200 В / 1 А (возбуждение) |
| M1 (101.1) | Машина постоянного тока | 90 Вт / 220 В / 0.76 А (якорь) / 2х110 В / 0.25 А (возбуждение) |
| P1 (506.2) | Указатель частоты вращения | -2000…0…2000 мин-1 |
| P2 (508.2) | Мультиметры | ~ 0…1000 В / ~ 0…10 А / |
Описание электрических схем соединений.
Источник G1 – источник синусоидального напряжения промышленной частоты.
Тиристорный преобразователь – регулятор А3, включенный как реверсивный тиристорный преобразователь, питает регулируемым напряжением обмотки машины (двигателя) постоянного тока M1, работающей с независимым возбуждением.
Линейные реакторы А5, А6 ограничивают уравнительный ток реверсивного преобразователя А3.
Трехфазная трансформаторная группа А2 преобразует напряжение источника G1 в пониженное напряжение, подаваемое на тиристорный преобразователь – регулятор А3.
Источник G5 используется для питания обмотки возбуждения двигателя М1 в случае включения последнего по схеме с независимым возбуждением.
Преобразователь угловых перемещений G4 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения P1 электромашинного агрегата.
Двигатель переменного тока G3, работающий в режиме тормоза и обеспечивающий нагрузку на валу исследуемого двигателя, питается постоянным током от регулируемого автотрансформатора G2 через выпрямитель А1.
С помощью мультиметров Р2 контролируются напряжение и ток якорной обмотки, а также ток возбуждения двигателя М1.
Электрическая схема соединений.
Указания по проведению эксперимента.
Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
Соедините гнезда защитного заземления устройств, используемых в эксперименте, с гнездом “РЕ” трехфазного источника питания G1.
Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
Номинальное вторичное фазное напряжение трехфазной трансформаторной группы А2 установите равным 220 В.
Регулировочные рукоятки автотрансформатора G2 и тиристорного преобразователя – регулятора А3 поверните против часовой стрелки до упора.
1.1 Определение статической механической характеристики двигателя.
Включите выключатель “СЕТЬ” указателя частоты вращения Р1 и активируйте мультиметры Р2, задействованные в эксперименте.
Включите источник G1. О наличии напряжения фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
Включите выключатель “СЕТЬ” и нажмите кнопку “ВКЛ.” источника G5.
Включите выключатель “СЕТЬ” тиристорного преобразователя – регулятора А3.
Вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя – регулятора А3, установите его угол управления 100 град.
Нажмите кнопку “Реверсивный 3Ф преобразователь” на лицевой панели преобразователя А3 и удерживайте ее до тех пор, пока не загорится расположенный рядом с ней светодиод.
Вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя – регулятора А3, разгоните двигатель М1 до частоты вращения n равной 1500 обр/мин.
Включите выключатель “СЕТЬ” автотрансформатора G2.
Вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора G2, изменяйте ток якоря I (ток не должен превышать значение 1,0 А) двигателя М1 и заносите показания соответствующего амперметра (ток I), вольтметра (напряжение U якоря двигателя М1) и указателя Р1 (частота вращения n) в таблицу 4.1.
Таблица 4.1
| I, A | |||||||
| U, В | |||||||
| n, обр/мин |
По завершению эксперимента сначала у автотрансформатора G2, а затем у тиристорного преобразователя – регулятора А3 поверните регулировочные рукоятки против часовой стрелки до упора. Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб. Отключите выключатели “СЕТЬ” всех используемых в эксперименте блоков.
Используя данные таблицы 4.1, для каждого значения частоты вращения n вычислите по формуле:
- угловую скорость ω двигателя М1
, [рад/сек]
- электромагнитный момент М двигателя М1
, [Н∙м]
и занесите в таблицу 4.2 полученные значения.
Таблица 4.2
| ω , рад/сек | |||||||
| M, Н∙м |
Используя данные таблицы 4.2, постройте искомую статическую механическую характеристику ω = f ( M ) двигателя постоянного тока.
1.2 Регулирование скорости и направления вращения двигателя изменением напряжения якоря.
Включите выключатель “СЕТЬ” указателя частоты вращения Р1 и активируйте мультиметры Р2, задействованные в эксперименте.
Включите источник G1. О наличии напряжения фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.
Включите выключатель “СЕТЬ” тиристорного преобразователя – регулятора А3.
Включите выключатель “СЕТЬ” и нажмите кнопку “ВКЛ.” источника G5.
Вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя – регулятора А3, установите его угол управления 100 град.
Нажмите кнопку “3Ф преобразователь” на лицевой панели преобразователя А3 и удерживайте ее до тех пор, пока не загорится расположенный рядом с ней светодиод.
Вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя – регулятора А3, разгоните двигатель М1 до частоты вращения n равной 1500 обр/мин.
Включите выключатель “СЕТЬ” автотрансформатора G2.
Вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора G2, установите ток якоря двигателя М1 равным 0,3 А и поддерживайте его в ходе эксперимента.
Вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя – регулятора А3, изменяйте угол управления преобразователя А3 в диапазоне 40 … 160 град. и заносите показания вольтметра Р2 и указателя Р1 в таблицу 4.3.
Таблица 4.3
| U я , В | |||||||
| n, обр/мин |
По завершению эксперимента отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб. Отключите выключатели “СЕТЬ” всех используемых в эксперименте блоков.
Используя данные таблицы 4.3, для каждого значения частоты вращения n вычислите по формуле угловую скорость ω двигателя М1
, [рад/сек]
и занесите в таблицу 4.4 полученные значения.
Таблица 4.4
| U я , В | |||||||
| ω, рад/сек |
Используя данные таблицы 4.4, постройте характеристику ω = f ( U я ) двигателя постоянного тока.
Вопросы для самопроверки.
- Нарисуйте схему реверсивного привода системы ТП – Д. Объясните его работу?
- Возможна ли одновременная работа двух комплектов вентилей реверсивного привода системы ТП – Д?
- Что такое инверторный режим работы выпрямителя?
Учебное издание
Электрический привод
Часть I
Учебно-методическое пособие
Авторы-составители:
Александр Борисович Черемисин,
Александр Сергеевич Шелестов,
Вадим Вячеславович Путролайнен
Редактор И. И. Куроптева
Подписано в печать 01.11.10. Формат 60 х 84 1/16.
Бумага газетная. Уч.-изд. л. 3. Тираж 50 экз. Изд. № 1
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Петрозаводский государственный университет
Отпечатано в типографии Издательства ПетрГУ
185910, Петрозаводск, пр. Ленина, 33