Методические указания к лабораторным работам по дисциплине "элементы и устройства автоматических систем" (стр. 7 из 7)
Для исследования влияния величины фазосдвигающего конденсатора СВ на механические характеристики двигателя в стенде предусмотрен магазин емкостей с номиналами: 0.5; 1.0; 1.75; 2.5; 4.0 мкФ. Питание ОУ двигателя осуществляется от автотрансформатора ЛАТР 1 и устанавливается по вольтметру В. ОУ может быть так же запитана от усилителя (У). Для определения динамических параметров АД на стенде используется тахогенератор ТГ с коэффициентом передачи kТГ=0.05 В·с/рад (kТГ берется с учетом передаточного числа между валом АД и валом ТГ).
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с расположением органов управления на стенде. Перед включением тумблера "СЕТЬ" органы управления стенда должны находиться в следующих положениях:
· движок ЛАТР 1 в положении "0";
· движок ЛАТР 2 в положении "0";
· питание автотрансформатора ЛАТР 2 отключено;
· обмотка двигателя подключена к выходным клеммам ЛАТР 1.
2. Включить осциллограф С1-83 в сеть и соединить его входы с соответствующими нажимными клеммами на стенде. Органы управления осциллографа должны быть в следующих положениях:
· переключатель режима работы каналов в положении "XY";
· переключатель синхронизации также в положении "XY";
· переключатель "V/дел" обоих каналов в положении 5.0;
· изображение расположено в центре экрана осциллографа.
3. Включить тумблер "СЕТЬ" на панели управления стенда и по вольтметру установить номинальное напряжение питания ОУ UУН=127 В.
4. Запустить в работу УМК в соответствии с рекомендациями, находящимися на столе. На световом табло УМК появится измеряемое значение скорости вращения двигателя, а на экране осциллографа фигура Лиссажу в виде эллипса произвольного размера.
5. Определить оптимальное значение емкости СВ, при котором сдвиг по фазе между токами в ОУ и ОВ составит 90°. Это произойдет, когда изображение фигуры Лиссажу будет близко к окружности.
6.
Поиск оптимального значения емкости СВ целесообразно начинать с наименьшего номинала, вписывая каждый раз изображение эллипса на экране осциллографа в шесть клеток по вертикали и горизонтали, используя при этом как усиление осциллографа, так и изменения значения сигнала, снимаемого со стенда. При каждом значении емкости СВ на экране осциллографа должна появляться фигура Лиссажу в виде эллипса, расположенного симметрично относительно центра экрана. Определяя последовательно значения фазового сдвига ψ, получить оптимальное значение емкости СВ. Значение величины фазового сдвига определяется по кривой Лиссажу на экране осциллографа в соответствии с рис. 5.4 по формуле 
.7. При найденном оптимальном значении емкости СВОПТ в режиме холостого хода определить напряжение трогания UУТР и снять регулировочную характеристику nД=f(UУ).
8. При СВ=СВОПТ снять семейство механических характеристик nД=f(МД) при шести значениях напряжения на ОУ UУ=127; 110; 90; 70; 50 и 30 В, для чего подать питание в обмотки электромагнитного тормоза. Указание! По окончании эксперимента, во избежание перегрева обмоток, питание электромагнитного тормоза необходимо отключить!
9. Определить влияние значения емкости СВ на механические характеристики двигателя. С этой целью снять при UУ=UУН=const семейство из пяти механических характеристик, соответствующих всему набору из магазина емкостей СВ=0.5; 1.0; 1.75; 2.5; 4.0 мкФ.
10. Подсоединить осциллограф к выходным клеммам тахогенератора и, меняя скачком напряжение на ОУ двигателя, зарисовать переходный процесс ωД=ωД(t) и по нему определить ТЭМ как длительность переходного процесса, деленную на три. Напряжение на ОУ подавать от усилителя.
Дополнение к работе №5
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХФАЗНОГО
АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
В связи с произведенной модернизацией лабораторного макета, который теперь используется и в курсе "Электромеханические системы", меняются целевые установки, т.е. порядок проведения работы и задачи обработки результатов проведения эксперимента. Это связано с тем, что результаты исследования асинхронного двигателя являются основой для расчета и реализации различных вариантов построения системы регулирования скорости АД. Теперь в лабораторной установке питание ОУ двигателя осуществляется от усилителя-преобразователя постоянного тока в переменный. Из состава устройств установки исключен УМК, а величина скорости вращения вала nД в об/мин высвечивается на цифровом табло лицевой панели макета. Однако для точного измерения значения скорости АД ωД, выраженного в рад/сек, необходимо использовать тахогенератор, подключив к его клеммам внешний измерительный прибор (
).До пункта 6 работа выполняется в соответствии с методическими указаниями. Далее выполнение работы и обработка результатов должны проводиться в соответствии с новыми задачами.
7. При найденном оптимальном значении емкости СВОПТ в режиме холостого хода определить напряжение трогания UУТР. и снять регулировочную характеристику ωД = f(UУ).
8. При СВ=СВОПТ снять семейство механических характеристик ωД = f(МС) при следующих значениях напряжения на ОУ UУ = 127; 110; 100; 90; 80; 70; 60; 50 В, для чего подать питание в обмотки электромагнитного тормоза. Для удобства и точности установки значения момента выставлять шкалу нагрузочного устройства в целые значения момента, например: 0; 20; 40; 60; 80; 100 г·см. При снятии каждой из указанных характеристик фиксировать значение тока электромагнитного тормоза IЭМ, соответствующее выставляемому моменту, получив, таким образом, семейство характеристик ωД = f(IЭМ) для указанных значений напряжения UУ = UД. Указание! По окончании эксперимента, во избежание перегрева обмоток, питание электромагнитного тормоза необходимо отключить!
9. Определить влияние значения емкости СВ на механические характеристики двигателя. С этой целью снять при UУ = UУН = const семейство из пяти механических характеристик ωД = f(МС), соответствующих всему набору из магазина емкостей СВ = 0.5; 1.0; 1.75; 2.5; 4.0 мкФ. Как и в предыдущем случае необходимо фиксировать значение IЭМ, т.е. получить зависимости ωД = f(IЭМ).
10. Подсоединить осциллограф к выходным клеммам тахогенератора и, меняя скачком напряжение на ОУ двигателя, зарисовать переходный процесс ωД = ωД(t) и по нему определить ТЭМ как длительность переходного процесса, деленную на три.
Оформление результатов работы
Результаты выполнения работы должны быть оформлены в виде отчета, в котором представляются:
1. Схема исследуемой системы.
2. Картинки фигур Лиссажу для определения величины фазового сдвига между токами ОВ и ОУ. Вычисление ψ.
3. Результаты исследования по пунктам выполнения 7-9, представленные в виде таблиц и отдельных графиков ωД = f(UУ), ωД = f(МС), ωД = f(IЭМ).
4. Характеристики ΔωС = f(МС), ΔωС = f(IЭМ) и МС = f(IЭМ) для случая СВ = СВОПТ и всех указанных в п. 8 значениях напряжения на ОУ, вычисленные и построенные в результате обработки табличных и графических результатов эксперимента.
5. Расчет основных параметров исследуемого двигателя и нагрузочного устройства, сведенных в таблицу
| UУ=UД | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 | 127 | Средние Значения |
| kАД | |||||||||
| kв | |||||||||
| k'с |
; 
; 
(для UУ = 127 В),где ω0 и UУ соответствуют механическим характеристикам снятым при указанных значениях напряжения на ОУ;
МС величина нагрузочного момента близкого к номинальному, в расчете принять для всех характеристик МС = 80 г·см;
средние значения берутся как среднее арифметическое.
6. Переходные процессы по п. 10 и расчет по ним значений ТЭМ.
7. Выводы по работе.
Арменский Е.В., Фалк Г.Б. Электрические микромашины. М.: Высш. шк., 1987.
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа № 1
Исследование характеристик и определение параметров
электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением.................... 3
Лабораторная работа № 2
Изучение элементов двухконтурной системы подчиненного
регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока........................ 9
Лабораторная работа № 3
Исследование элементов структуры системы стабилизации
положения магнитного тела............................................................................. 13
Лабораторная работа №4
Исследование механического объекта управления ("Вертолет")....................... 17
Лабораторная работа № 5
Исследование характеристик двухфазного асинхронного электродвигателя.... 25
Редактор А.В.Крейцер
Лицензия ЛР N 020617 от 24.06.98
__________________________________________________________________
Подписано в печать Формат 60х84 1/16. Бумага тип.N2.
Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,86. Уч.-изд.л. 2,0.
Тираж 125 экз. Заказ
Издательско-полиграфический центр СПбГЭТУ (ЛЭТИ)
__________________________________________________________________
197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5