Лабораторная работа №3: «исследование системы управления элеткроприводом с отрицательной обратной связью по скорости электродвигателя»
Цель работы: экспериментальное изучение регулировочных свойств, статических и динамических характеристик системы автоматического управления с отрицательной обратной связью по скорости вращения электродвигателя, изучение влияния возмущающих воздействий на качество управления, определение экспериментальным путем параметров системы регулирования.
Порядок выполнения работы
Сборку схем и включение лабораторной установки производить так же, как и в лабораторной работе №2
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 (лабораторная работа №1 п. 4).
Данные опытов занести в табл. 3.1 и 3.2.
По данным табл. 3.1 построить зависимости Ud1 = f(Uз), ω1 = f(Uз) для разомкнутой и замкнутой систем управления на одном графике.
По данным табл. 3.2 построить зависимости Ud1 = f(Ia1) ω1 = f(Ia1) – для разомкнутой и замкнутой систем управления на одном графике.
Таблица 3.1 ‑ Регулировочные характеристики замкнутой системы
№ п/п |
Измерено |
Вычислено |
Примечание |
||||
Uз, В |
Ud1, В |
n, об/мин |
ω1, 1/с |
Ia1= 10 A Iв1= 0,88 A |
|||
V7 |
V1 |
V5 |
|||||
1 |
5 |
22 |
110 |
11,5 |
Rос= Rвх= Сос= 0 Кон = Uонmax/Ud1max= 0,033 Крс = Rос/Rвх = |
||
2 |
6 |
35 |
260 |
27,2 |
|||
3 |
7 |
44 |
380 |
39,8 |
|||
4 |
8 |
52 |
485 |
50,8 |
|||
5 |
9 |
62 |
600 |
62,8 |
|||
6 |
5 |
67 |
695 |
72,8 |
Rос = Rвх = Сос = 0,5 мкФ Кон = Uонmax/Ud1max= 0,033 Крс = Rос/Rвх = |
||
7 |
6 |
78 |
820 |
85,9 |
|||
8 |
7 |
87 |
990 |
104 |
|||
9 |
8 |
96 |
1115 |
117 |
|||
10 |
9 |
107 |
1250 |
131 |
|||
Таблица 3.2 ‑ 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 |
8 |
35 |
285 |
29,8 |
Rос= Rвх= Сос= 0 Крс= Rос/Rвх = Кон= 0,033 |
||
2 |
14 |
38 |
245 |
25,7 |
|||
3 |
20 |
42 |
220 |
23,0 |
|||
4 |
24 |
45 |
210 |
22,0 |
|||
5 |
30 |
48 |
195 |
20,4 |
|||
6 |
8 |
76 |
810 |
84,8 |
Rос= Rвх= Сос= 0,5 мкФ Крс= Rос/Rвх = Кон= 0,033 |
||
7 |
14 |
78 |
810 |
84,8 |
|||
8 |
20 |
83 |
810 |
84,8 |
|||
9 |
24 |
85 |
809 |
84,7 |
|||
10 |
30 |
90 |
808 |
84,6 |
|||
Рисунок 3.1 – Зависимости скорости двигателя (1) разомкнутой и замкнутой системы с и без конденсатора в обратной связи от напряжения задания (Uз)
Рисунок 3.2 – Зависимость напряжения на выходе тиристорного преобразователя (Ud1) разомкнутой и замкнутой системы с и без конденсатора в обратной связи от напряжения задания (Uз)
Рисунок 3.3 – Зависимости скорости двигателя (1) разомкнутой и замкнутой системы с и без конденсатора в обратной связи от тока на якоре ДПТ (Ia1)
Рисунок 3.4 – 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 скорости 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.