готовые лабы иваненко (ЭМУ)

Посмотреть архив целиком


Лабораторная работа

Исследование электромашинного усилителя поперечного поля

Цель работы: изучить устройство и снять статические характеристики усилителя мощности - электромашинного усилителя поперечного поля.

Краткие теоретические сведения

В диапазоне мощностей от 100Вт до 100 КВт наиболее часто в автоматических системах используется схема (рис 1)- электромашинный усилитель - исполнительный двигатель постоянного тока (ЭМУ-ИД). ЭМУ приводится во вращение кинематически связанным с ним приводным двигателем ПД, в качестве которого используется либо асинхронный трехфазный двигатель, либо двигатель постоянного тока. Обмотки управления ЭМУ питаются от полупроводникового или электронного усилителя.

Схемы ЭМУ допускают значительные в 2-4 раза кратковременные перегрузки по моменту исполнительного двигателя и увеличение скорости (форсировка по скорости) до 150% от номинальной скорости исполнительного двигателя. При питании приводного двигателя от сети переменного тока для сети создаётся симметричная нагрузка, и нет искажений формы кривой питающего напряжения в отличие от электроприводов с тиристорными или транзисторными усилителями мощности. При резком кратковременном увеличении момента нагрузки на валу ИД, пиковая мощность, потребляемая приводом из сети, меньше мощности, соответствующей увеличенному моменту, что происходит за счет кинетической энергии, запасенной вращающимися массами роторов приводного двигателя и генератора. Это позволяет успешно применять привод ЭМУ-ИД, подверженный пиковым нагрузкам, при питании от сети ограниченной мощности.

При уменьшении скорости ИД имеет место рекуперация энергии - отдача электрической энергии от якоря ИД в сеть.

Переход из режима двигателя в режим генератора обеспечивается естественными характеристиками электрических машин и происходит без резких изменений крутящего момента двигателя, что имеет большое значение для плавности и точности работы автоматической системы. Электромашинные приводы имеют высокий срок службы (около 10000 час) и обеспечивают надежную работу в широком диапазоне температур от -40 С до + 40 С.

К основным недостаткам привода по схеме ЭМУ-ИД следует отнести:

  • наличие сложного агрегата электрических машин (3-5 машин);

  • установленная мощность агрегата более чем в 2 раза превосходит мощность исполнительного двигателя;

  • значительные веса и габариты силовой части;



  • относительно невысокий КПД (0.5-0.6);

  • наличие коллекторов, требующих ухода;

  • значительные акустические шумы за счёт вращающихся частей

Электромашинные усилители выпускаются как в виде единого агрегата со встроенным (на одном валу с генератором) приводным двигателем, так и в раздельном исполнении. В последнем случае приводной двигатель монтируется на одной раме с генератором, а их валы соединяются муфтой.

ЭМУ до 10квт выпускаются и в раздельном, и в совмещенном исполнении, а в диапазоне 10квт-100квт - в раздельном исполнении

Принцип действия ЭМУ

ЭМУ поперечного поля представляет собой специальный генератор постоянного тока с большим коэффициентом усиления по мощности Кр>104-103

Якорь ЭМУ выполнен так же, как якорь обычной электрической машины. Отличие заключается в том, что здесь имеется две пары щеток на коллекторе - в продольной цепи и в поперечной, причем внешняя цепь поперечных щеток замкнута накоротко. Магнитопровод статора выполнен из шихтованной электротехнической стали. Статор имеет (рис.2): 1) обмотку управления, сосредоточенную в больших пазах; 2) обмотку дополнительных полюсов, сосредоточенную в средних пазах; 3) компенсационную обмотку, распределенную в больших, средних и малых пазах.

Электрическая схема ЭМУ приведена на рис.3. На обмотку управления подается управляющее напряжение Uу от усилителя (полупроводникового или электронного), вызывающее поток управления Фу. Якорь генератора вращается с постоянной скоростью приводным трехфазным асинхронным двигателем ПД, поэтому при пересечении обмотками якоря потока Фу на поперечных щетках наводится ЭДС Uп. В замкнутом контуре поперечных щеток из-за малого сопротивления обмотки якоря протекает значительный по величине ток поперечной цепи Iп который вызывает поперечный поток Фа Последний в свою очередь наводит рабочую ЭДС на продольных щетках, которая является выходным напряжением Uвых.

К выходным клемам ЭМУ подключена нагрузка Rн поэтому в замкнутом контуре, образованном нагрузкой и продольной цепью ЭМУ течет рабочий ток Iя, который в магнитной системе ЭМУ создает поток реакции якоря Фя направленный против потока управления, существенно превосходящий последний по величине, что приводит к размагничиванию машины. Для ликвидации вредного влияния потока Фя, последовательно в продольную цепь включена компенсационная обмотка, которая создает поток Фк, направленный на встречу потоку Фя

Для регулировки степени компенсации компенсационная обмопса выполнена с большим числом витков, чем обмотка якоря, и шунтируется потенциометром Rш



Рис 3

Обмотка дополнительных полюсов служит для улучшения коммутации тока

нагрузки.

Холостой ход ЭМУ

Если магнитные связи обмотки управления с другими обмотками ЭМУ отсутствуют, то при холостом ходе справедливы следующие уравнения:


  1. Для контура обмотки управления:

(1)

  1. Для контура поперечной цепи:

(2)

  1. Для контура продольной цепи:

(3)



Лабораторная установка.

Для проведения исследования и снятия характеристик ЭМУ используется

лабораторная установка, которая включает в себя:

1) Электромашинный усилитель поперечного поля ЭМУ-ЗА с генератором:

Рном = 0.2КВт» Uном=115В, I вых = 1,75А

2) Приводной двигатель:

Рном = 0,47КВт

U = 220/380 В, I = 1,45/0,85 A, f = 50 Гц, N = 2850 об/мин.

3) Коммутационная панель.

4) Источник управляющего напряжения Uу=27 В типа ТЕС-9.

5) Выпрямитель ВСА-5К:

напряжение сети 127/220в

выпрямительное напряжение 0-65в

выпрямительный ток 0-12А

На коммутационной панели расположены следующие приборы: А1 и VI - для измерения тока и напряжения управления; А2 и V2 - для измерения тока и напряжения поперечной цепи; A3 и V3 - для измерения тока и напряжения нагрузки. Назначение включателей: ВК1 - подача напряжения управления; ВК2 - включение питания для приводного двигателя ЭМУ; ВКЗ - изменение полярности напряжения управления; ВК4 - коммутация приборов в поперечной цеди ЭМУ; ВК5 - ВК8 - коммутация нагрузки.

Результаты измерений:

1) Характеристики на холостом ходу:

характеристика на холостом ходу

Uу [в]

Uп [в]

Iп [мА]

Iу [мА]

Uвых [в]

-5

-4

-180

-24

-45

-10

-8

-300

-45

-83

-15

-12

-400

-64

-105

-20

-16

-460

-88

-113

-25

-20

-520

-112

-120

-30

-24

-580

-136

-128

Меняем полярность




5

3

100

24

18

10

7

280

40

60

15

11

400

64

84

20

16

460

88

98

25

20

520

112

105

30

23

580

128

113


Характеристика Uу от Uп

Характеристика Iп от Iу:


Характеристика Uп от Iу:



Характеристика Uвых от Iу:






Снимаем нагрузочную характеристику ЭМУ:


нагрузка

Iн [А]

Uвых [в]

R2

0,30

105,00

Л1

0,60

97,50

Л2

0,90

90,00

Л3

1,20

82,50



1


Случайные файлы

Файл
23604.rtf
VDV-1130.DOC
69780.rtf
80252.doc
99072.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.