Для поиска темы - пользуйтесь СИСТЕМОЙ ПОИСКА


Стоимость дипломной работы


Home Для студента... Лабораторная работа №6. «Исследование схемы бесконтактного управления 3-фазным асинхронным двигателем»

Лабораторная работа №6. «Исследование схемы бесконтактного управления 3-фазным асинхронным двигателем»
загрузка...
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Лабораторная работа №6. «Исследование схемы бесконтактного управления 3-фазным асинхронным двигателем»


Цель работы - изучить особенности бесконтактных схем управления электроприво
дами переменного тока

1.    Основные сведения
В схемах управления судовыми электроприводами широко применяются бескон-
тактные элементы – тиристорные коммутаторы и магнитные усилители.
Отсутствие в них подвижных контактов повышает надёжность работы судового электрооборудования и уменьшает затраты времени на уход за ними и обслуживание.
Такие положительные свойства объясняются особенностями устройства тиристо-
ров и магнитных усилителей.
Тиристоры выдерживают сотни тысяч включений, безынерционны, не образуют ду
ги при выключении. При выходе из строя их заменяют.
Магнитные усилители имеют большие коэффициенты усиления ( до миллиона еди-
ниц ),  допускают суммирование большого числа входных сигналов, что делает их удобны
ми для введения разного рода обратных связей в системах автоматики.

2.    Описание принципиальной схемы управления
Схема состоит из 2-х частей:
1.    пусковой, на 2-х тиристорных коммутаторах Е1 и Е2;
2.    регулировочной, на 3-х магнитных усилителях типа ВУМ4-А21.

2.1. Схема тиристорного коммутатора
Тиристорный коммутатор ( рис. 2 ) предназначен для бесконтактного включения и
отключения электрических цепей переменного тока.
Тиристорный коммутатор подобен механическому контакту – во включённом состоянии он пропускает ток, в отключённом – не пропускает.
Тиристорный коммутатор состоит из 2-х встречно-параллельно включённых тири
сторов VS1 т VS2, диодов VD1-VD4 и токоограничивающего резистора R, предназначен
ного для получения необходимого значения тока управления тиристорами.
В качестве выключателя тока управления S используют контакты аппаратов управ
ления -  реле и контакторов.
В данной лабораторной работе выключателем S  служит выключатель ( тумблер ) типа ТВ1-2.
Схема тиристорного коммутатора работает так.
В исходном состоянии контакт S  разомкнут, токи управления тиристорами VS1 и VS2 не протекают, поэтому тиристоры закрыты и не пропускают через себя анодный ток.
Такое состояние коммутатора равносильно разрыву цепи между точками 1 и 2.
При замыкании контакта S оба тиристора в разные полупериоды переменного тока поочерёдно открываются и пропускают через себя ток. Это равносильно соединению проводником точек 1 и 2.
Например, при мгновенной полярности напряжения «плюс» в точке 1, «минус» в точке 2 возникает цепь тока управления тиристора VS1:
«плюс» - VD1 – S – R – VD2 – управляющий электрод – катод VS1- «минус».
Тиристор открывается, превращается в полупроводниковый диод и пропускает через себя анодный ток по цепи: «плюс» - VS1 - «минус».
Обратная полуволна напряжения автоматически запирает тиристор VS1 и вызывает протекание тока управления второго тиристора VS2:
«плюс» - VD3 – R – S1 – VD4 – управляющий электрод – катод VS2 - «минус».
Тиристор открывается, превращается в полупроводниковый диод и пропускает через себя анодный ток по цепи: «плюс» - VS2 - «минус».
Отсюда следует, что включённый тиристорный коммутатор равнозначен замкнуто-
му контакту – он пропускает ток в обоих направлениях.
Далее работа схемы повторяется.

2.2. Магнитные усилители

.1. Устройство магнитных усилителей
В данной лабораторной работе используются 3 магнитных усилителя типа ВУМ4-
А21 ( рис.3 ).
Усилители предназначены для ограничения пускового тока и регулирования скорости электродвигателя.
Каждый усилитель имеет тороидальный сердечник ( в виде бублика ), на котором
размещены обмотки:
1.    управления ОУ;
2.    рабочие с выводами А-Х и В-Y;
3.    смещения ОСм;
4.    обратной связи по напряжению ООС.
Обмотки управления и смещения ( рис. 1 ) питаются постоянным током от сети
переменного тока через однополупериодный выпрямитель на диоде VD и резисторы RP1 ( обмотки управления ) и RP2 ( обмотки смещения ).
Обмотка обратной связи ( рис. 3 ) питается постоянным током от выпрямительного мостика UZ на диодах VD3-VD6, на вход которого подаётся переменное напряжение с нерегулируемого  резистора R2. Резистор R3 предназначен для изменения тока в этой обмотке.
Резистор R2  и дроссель L образуют делитель напряжения, включенный параллель
но фазной обмотке статора U1-V1 асинхронного двигателя.
Эта обмотка является нагрузкой для магнитного усилителя. Она включена последо
вательно с рабочими обмотками А-Х и В-Y , выполняющими роль пускорегулировочных индуктивных сопротивлений.
Сами рабочие обмотки А-Х и В-Y включены через диоды VD1 и VD2 по схеме внутренней положительной обратной связи. Такое включение увеличивает коэффициент
усиления по  току и позволяет уменьшить размеры усилителя.

.2. Назначение обмоток магнитного усилителя
Обмотка управления предназначена для регулирования скорости двигателя, чем
больше ток в ней, тем скорость выше.
Обмотка смещения предназначена для согласования характеристик усилителя и параметров двигателя. Она позволяет правильно выбрать точку покоя на средине графика статической характеристики усилителя, после чего ток в ней не меняют.
Обмотка обратной связи обеспечивает отрицательную обратную связь по напряже-
нию на обмотке статора U1-V1 и делает пуск двигателя плавным, без толчков и ударов на
валу.
Рабочие обмотки А-Х и В-Y выполняют роль пусковых и пускорегулировочных индуктивных сопротивлений, они уменьшают пусковой ток и позволяют регулировать скорость двигателя.

.3. Магнитные потоки обмоток
Магнитные потоки обмоток действуют по-разному – намагничивают или размагни
чивают сердечник усилителя.
Для того, чтобы определить по схеме действие обмотки, условное начало обмотки ( вывод ) обозначают жирной точкой и далее применяют такое правило:
если ток в обмотке протекает через обмотку от вывода с точкой к выводу без точки, обмотка намагничивает сердечник усилителя, если в обратном направлении – размагничи
вает его.
Основной обмоткой магнитных усилителей является обмотка управления ОУ.
Применяя правило, приведенное выше, можно убедиться ( рис.3 ), что обмотка управле-
ния намагничивает сердечник.
Рабочие обмотки, включенные через диоды VD1 и VD2( рис. 3 ) также намагничи
вают сердечник, увеличивая коэффициент магнитного усилителя по току.
Обмотка обратной связи ООС ( рис. 3 ) размагничивает сердечник усилителя. При перемещении ползунка резистора R3 влево ток в ней увеличивается, а коэффициент усиле
ния усилителя уменьшается, пуск получается более плавным.

.4. Принцип регулирования скорости двигателя
Он состоит в том, что с увеличением тока в обмотке управления ОУ индуктивное
сопротивление рабочих обмоток А-Х и В-Y уменьшается, что равнозначно их выведению из цепи фазной обмотки статора U1-V1.
При максимальном токе управления индуктивное сопротивление рабочих обмоток близко к нулю. Это означает, что на фазной обмотке U1-V1 напряжение составит 220 В, а
не часть его.

.5. Принцип действия обмотки обратной связи по напряжению
Перед включением двигателя в сеть ток в обмотках управления должен быть мини
мальным,  поэтому индуктивное сопротивление рабочих обмоток максимальное.
При включении  двигателя в сеть большая часть напряжения фазного напряжения 127 В приложена к рабочим обмоткам и лишь небольшая часть – к фазной обмотке U1-V1.
Поэтому напряжение на резисторе R2  невелико, значит, ток в обмотке ООС мал, и её размагничивающее действие на сердечник усилителя также невелико.
По мере разгона ротора пусковой ток и напряжение на рабочих обмотках уменьша-
ются, а на фазной обмотке двигателя U1-V1 – увеличивается. Поэтому увеличивается раз-
магничивающее действие обмотки обратной связи. Значит, индуктивное сопротивление рабочих обмоток по мере пуска убывает медленнее, чем в отсутствие обмотки обратной связи.
В результате двигатель разгоняется более плавно.

.6. Цепи токов в обмотках
При мгновенной полярности напряжения ( рис. 3 ) «плюс» на выводе А2, «минус»
на выводе А1 образуются такие цепи:
1.    цепь обмотки статора U1-V1: «плюс» - обмотка U1-V1 – диод VD2 – рабочая
обмотка усилителя В- Y - «минус»;
2.    цепь делителя напряжения L – R2:  «плюс» - L – R2 - VD2 – обмотка В-Y - «ми
нус»;
3.    цепь обмотки обратной связи: «плюс» - L – VD6 – ООС – VD4 – VD2 – обмотка
В-Y - «минус».
В отрицательную полуволну напряжения изменится направление тока в обмотке
U1-V1 и делителе L – R2, вместо обмотки В-Y включится обмотка А-Х, а в обмотке ООС, включённой через мостик  UZ, направление тока не изменится.
Таким образом, в обмотке статора U1-V1 и делителе L – R2 протекает переменный ток, в рабочих обмотках А-Х и В-Y, работающих поочерёдно – однополупериодный пульсирующий ток, а в обмотке ООС – двухполупериодный пульсирующий ток.

4.    Описание принципиальной схемы

На принципиальной схеме ( рис. 1 ) изображены рассмотренные выше узлы – тири-
сторные коммутаторы Е1, Е2 и магнитные усилители.
В верхней правой части схемы показана схема управления линейным контактором, не требующая пояснений.
Ниже этой схемы приведена схема однополупериодного выпрямления переменного тока, построенная на диоде VD и П-образном сглаживающем фильтре на конденсаторах С1, С2 и резисторе R.
На вход этого выпрямителя через выключатель S2 подаётся переменное напряже
ние 220 В, а с выхода выпрямленное напряжение около 100 В снимается на параллельно включенные потенциометры RP1 и RP2.
С выхода  RP1 напряжение подаётся на обмотки управления ОУ усилителей.     С выхода  RP2 напряжение порядка 60 В подаётся на обмотки смещения ОСм уси-
лителей. Это напряжение устанавливается при настройке и при работе не регулируется.
Вольтметры рU1- pU4  измеряют напряжения:
1.    вольтметр рU1 – на обмотках управления;
2.    вольтметр рU2 – на рабочих обмотках;
3.    вольтметр рU3 – на фазной обмотке статора U1-V1;
4.    вольтметр рU4 – на обмотке смещения ОСм.
Амперметр рА1 измеряет линейный ток. Обмотка статора соединена «треугольни
ком».

5.    Порядок выполнения работы

5.1. Подготовка схемы к работе, пробный пуск
При  подготовке схемы к работе выполнить такие действия:
1.    установить выключатели S1 и S2  и положение «выключено»;
2.    установить ползунок потенциометра RP1 в положение, при котором напряже-
ние на обмотке управления ОУ равно нулю ( на схеме – в крайнее правое положение );
3.    нажать кнопку SB1 «Пуск»;
4.    включить выключатели S1 и S2;
5.    убедиться, что двигатель не вращается;
6.    выполнить пробный пуск двигателя, для чего плавно переместить ползунок
RP1 на 2-3 см;
7.    Вернуть ползунок RP1 в исходное состояние.

5.2. Выполнение работы
При выполнении работы выполнить такие действия:
1.    плавно перемещая ползунок RP1, выполнить пуск двигателя;
2.    при перемещении ползунка зафиксировать 5 его положений ( 1-е положение –
двигатель не вращается, 5-е положение – скорость двигателя максимальная );
3.    для каждого положения внести в таблицу 1 показания электроизмерительных
приборов


Более старые статьи:

 
загрузка...

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить