Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторная работа № 33.1
«Изучение конструкции, принципа действия, основных системи исследованиекомплектного электропривода ЭПУ1-2П»
Цель работы: изучение конструкции и принципа действия электропривода, расположения основных элементов и узлов, принципов их построения и функционирования. Исследование статических и динамических характеристик в различных режимах работы электропривода.
Программа работы
при пуске и торможении двигателя, при набросе и сбросе нагрузки. Оценить качество регулирования.
Пояснения к работе
В настоящей лабораторной работе изучается и исследуется реверсивный электропривод ЭПУ 1-2-3427П04, предназначенный для привода подачи металлорежущих станков.
Основные технические данные электропривода:
напряжение питающей сети - трехфазное, 380 В, 50 Гц;
исполнение привода - трансформаторное;
выпрямленное напряжение - 230 В;
выпрямленный ток - 25 А;
диапазон регулирования скорости - до 10000;
исполнение - реверсивное.
Электропривод конструктивно представляет собой комплектное устройство в открытом исполнении, предназначенное для встраивания в шкафы. Он состоит из блока управления (преобразователя, реализованного на силовых оптронных тиристорных модулях, с системой управления и регулирования), силового трансформатора, электродвигателя с встроенным тахогенератором, задатчика скорости, аппаратуры управления и защиты. Конструктивно блок управления состоит из силового блока и поворотного блока с двумя печатными платами - платой управления и платой регулирования. Блочная конструкция и разъемные соединения печатных плат обеспечивают возможность и удобство ремонта, обслуживания и наладки привода.
Функциональная схема электропривода приведена на рис. 1. Силовая схема электропривода состоит из двух полностью управляемых трехфазных мостовых выпрямителей, включенных встречно-параллельно и работающих по принципу раздельного управления. Система регулирования электропривода выполнена одноконтурной с ПИ-регулятором скорости (PC) и обратной связью по току IЯ на входе управляющего органа (УО).Тиристорныйпреобразователь якоря (ТПЯ) управляется трехканальной СИФУ, содержащей формирователи импульсов (ФИ1-ФИЗ). Подача управляющего сигнала, а также его смещение (анач) и ограничение (аmin, amax)осуществляются с помощью переменных резисторов УО R26, R40, R39 соответственно. Импульсы управления с комплекта вентилей "В" на комплект вентилей "Н" ТПЯ (и наоборот) переключаются блоком логического устройства (ЛУ), которое работает в функции сигнала задания направления тока и выходного сигнала датчика проводимости вентилей (ДП). Сигнал задания направления тока на вход ЛУ поступает с выхода нелинейного звена НЗ. Звенья НЗ и ФПЕ (функциональный преобразователь ЭДС) с резистором R47 образуют устройство линеаризации характеристик электропривода в режиме прерывистого тока. При этом коэффициент передачи НЗ обратно пропорционален коэффициенту передачи ТПЯ, а коэффициент передачи ФПЕ имеет зависимость вида у = arcsinE (Е - относительная ЭДС двигателя) и компенсирует внутреннюю отрицательную обратную связь по ЭДС двигателя. С помощью устройства линеаризации поддерживается примерно одинаковый коэффициент усиления преобразователя.
Для согласования реверсивного сигнала НЗ с нереверсивной регулировочной характеристикой УО служит переключатель характеристик (ПХ), управляемый ЛУ (ключи "В" и "Н").
Рис.1 Функциональная схема электропривода ЭПУ – 2П
Навходе PC суммируются сигнал задания скорости U3 с задатчика скорости через RС-фильтр (R4, RJO, С38) и сигнал обратной связи с тахогенератора через резисторы RI, R6, R12. Реле КЗ снимает задающее напряжение со входа регулятора скорости при размыкании контакта Р - "Работа".
Установка нулевой скорости осуществляется регулировкой "Установка нуля" PC с помощью переменного резистора R5. Переменный резистор R17 в цепи обратной связи PC (R15, R17, С8) облегчает подбор параметров коррекции в процессе наладки.
Токоограничение в данной системе регулирования обеспечивается за счет ограничения выходного напряжения PC резистором R22, определяющим максимальнуюуставку тока привода. Узел зависимого токоограничения (УЗТ) используется только для приводов с высокомоментными двигателями и обеспечивает снижение уставкитокоограничения в функции скорости. В лабораторном стенде используется электродвигатель серии ПБСТ с обычным электрическим возбуждением, поэтому УЗТ не используется (он отключен).
Блок зашит (БЗ) блокирует выход PC транзистором V33 и снимает управляющие импульсы при включении привода и срабатывании защит. Блокирование выхода PC транзистором V33 осуществляется в функции изменения скорости при включении контакта Р ("Работа") - при равенстве нулю сигналов задания скорости и тахогенератора выход PC шунтируется УЗЗ. Кнопка 5 осуществляет установку триггеров защиты БЗ в начальное состояние (сброс защит). Контактами реле В и Н осуществляется подключение напряжения к задатчику скорости, а контактом Р - разблокирование PC через БЗ.
При реверсировании сигнала U3 реверсируется и сигнал на входе ЛУ (с НЗ). Ток в силовой цепи начинает спадать и при достижении им нулевого значения на вход ЛУ поступит сигнал, разрешающий переключение управляющих импульсов с группы "В" на группу "Н" (и наоборот). ЛУ подает сигнал разрешения выдачи импульсов Uр на ФИ1-ФИЗ и БЗ. При этом с БЗ на управляющий орган поступает сигнал, переводящий угол управления в amax. Этот же сигнал поступает на УО и при срабатывании любой из зашит.
Для улучшения динамических характеристик электропривода на вход УО заведена отрицательная обратная связь по току, уровень которой можно менять с помощью резистора R69.
При настройке электропривода устанавливают αнач≈110÷120 эл.град, αmax≈150÷160 эл.град, αmin выбирают таким, чтобы обеспечим максимальную скорость двигателя при напряжении сети 0,9×Uн.
Резисторами R1 и R6 устанавливают такую величину тока в цепи обратной связи по скорости, чтобы при питающем сигнале ±10 В обеспечивалась скорость двигателя ±nmax.
Резистором R47 производят компенсацию внутренней обратной связи по ЭДС двигателя, в частности обеспечивают прямоугольную токовую диаграмму в переходных процессах во всем диапазоне изменения скорости вращения двигателя. Регулирование резистором R47 существенно сказывается при скоростях n> 0,5×nн.
Блок защит обеспечивает следующие виды защит:
Более подробно изучить построение и работу электропривода и его узлов можно по технической документации на электроприводы серии ЭПУ1[I].
Краткое описание лабораторного стенда
Стенд предназначен для исследования комплектных электроприводов ЭПУ1-2П, ТПЕ, УКЭ-Л-3101. Электроприводы ЭПУ1-2П и ТПЕ питаются от одного трансформатора и работают на общий агрегат "электродвигатель постоянного тока - нагрузочная машина"; УКЭ-Л-3101 питается непосредственно от сети 380 В и работает на агрегат "асинхронный двигатель - нагрузочная машина". Переключатель выбора исследуемого электропривода установлен на лицевой панели стенда. Здесь же расположены контрольно-измерительные приборы, гнезда для осциллографирования и органы управления каждым электроприводом. Общий вид лицевой панели стенда показан на рис. 2.
Рис.2 Общий вид лицевой панели стенда
Ход выполнения лабораторной работы
Снятие скоростных характеристик привода ω=f(I) при трехзначениях U3в пределах диапазона регулирования
При значении U3= 75 В
|
ω, рад/с |
444 |
444 |
442 |
442 |
444 |
|
I, А |
1 |
1,2 |
1,5 |
1,9 |
2,1 |
Рис.3 Скоростная характеристика ω=f(I) при значении U3= 75 В
При значении U3= 150 В
|
ω, рад/с |
888 |
877 |
877 |
877 |
877 |
|
I, А |
1 |
2,1 |
2,5 |
2,8 |
3,3 |
Рис.4 Скоростная характеристика ω=f(I) при значении U3= 150 В
При значении U3=226 В
|
ω, рад/с |
1333 |
1333 |
1333 |
1333 |
1333 |
|
I, А |
0,75 |
0,9 |
1,8 |
2,6 |
3,4 |
Рис.5 Скоростная характеристика ω=f(I) при значении U3= 226 В
Снять осциллограммы переходных процессов ω=f(t) и I=f(t) при пуске и торможении двигателя, при набросе и сбросе нагрузки
Рис.6 Осциллограммы переходных процессов ω=f(t) при пуске
Рис.7 Осциллограммы переходных процессовI=f(t)при набросе и сбросе нагрузки
Снять осциллограммы переходных процессов ω=f(t) и I=f(t) при пуске двигателя с обратной связью по току и без нее.
Рис.8Осциллограммы переходных процессовпри пуске двигателя с обратной связью по току
Рис.9 Осциллограммы переходных процессовпри пуске двигателя без обратной связью по току
Из осциллограмм видно, что обратная связь по току позволяет увеличить быстродействие привода, но при этом увеличивается колебательность системы, что соответствует уменьшению коэффициента демфирования.
Вывод:в ходе выполнения лабораторной работы были изучены конструкция и принцип действия электропривода, расположение основных элементов и узлов, принципы их построения и функционирования. Исследованы статических и динамических характеристик в различных режимах работы электропривода.