2. Порядок выполнения работы.

2.1. Записать паспортные данные двигателя в таблицу:

Тип	Мощность P	Напря- жение U	Ток I	Соеди- нение обмо- ток стато- ра	КПД 	Частота вращения ротора n2	Заводской номер
	кВт	В	А		%	об/мин

2.2. Собрать схему согласно рис. 3.

А

В

С

W

V

U₁

U₂ U₃ U₄

A

C

n₁ n₂

U₁ U₂

A

A

n₁ n₂

x

+

z

y

Y

B

C

_

Рис. 3

2.3. Объяснить назначение отдельных элементов схемы.

2.4. Представить собранную схему на проверку преподавателю.

2.5. Обмотки двигателя включить «звездой». Для заторможения ротора вставить в отверстие диска тормоза штырь. Двигатель включить в сеть только на время, необходимое для замеров. Измерить пусковой ток I_ПY , пусковой момент двигателя М_ПY.

Полученные данные свести в таблицу:

Измерено		Вычислено
IПY	МПY	I П	МП	I П/IH	M П/MH
А	Нм	А	Нм

Пусковой ток и пусковой момент при соединении обмоток “треугольником” определить расчетом.

2.6 Запустить двигатель. При этом обмотки двигателя должны быть включены «звездой». После достижения частоты вращения двигателя своего максимального значения переключить ручку соединения обмоток со «звезды» на «треугольник», не останавливаясь на обозначении «0». Произвести измерения напряжения U, тока I, частоты вращения ротора n₂, мощности P₁ /по ваттметру/ на холостом ходу двигателя.

Включить электромагнитный тормоз. Реостатом увеличивать тормозной момент по 5 Нм, каждый раз производя все измерения.

Примечание. Ваттметр подключен через измерительный трансформатор с коэффициентом трансформации К=10. Поэтому при записи значения измерений мощности результаты должны быть записаны в Ваттах и с учетом значения коэффициента трансформации.

Регулирование скорости в системе «Управляемый выпрямитель – двигатель постоянного тока независимого возбуждения» (ув-дпт нв)

Цель работы: изучить схемы управляемых выпрямителей, схему электропривода с подчиненным регулированием координат, снять механические характеристики электропривода.

1. Управляемые выпрямители

Управляемые тиристорные выпрямители используют для якорного управления двигателем независимого возбуждения. При включении в цепь переменного тока тиристор может быть открыт в положительный полупериод питающего напряжения при подаче импульса напряжения на управляющий электрод. После исчезновения управляющего напряжения тиристор остается в проводящем состоянии до тех пор, пока анодное напряжение станет равно нулю.

По принципу действия схемы делят на две группы: однополупериодные (схемы с нулевым проводом), в которых используют только одну полуволну напряжения сети, и двухполупериодные (мостовые схемы), где используют обе полуволны переменного напряжения сети.

Рис. 1.

На рис.1 показана работа простейшей однополупериодной схемы. К сети подключены нагрузка R и тиристор Т, который открывается в момент  при подаче на управляющий электрод УЭ короткого импульса с крутым фронтом. В интервал к нагрузке подводится напряжение

.

Так как нагрузка резистивная, то кривая тока повторяет кривую напряжения. В момент времени ток уменьшается до нуля и тиристор закрывается. В отрицательный полупериод тиристор заперт напряжением сети.

Рис. 2. Схемы двухфазного однополупериодного (а) и однофазного мостового (б) управляемых выпрямителей с активно-индуктивной нагрузкой и кривые

(в-е), поясняющие их работу

Процесс сложнее, если нагрузка активно-индуктивная. На рис. 2 показаны процессы для двухфазного однополупериодного и однофазного мостового управляемых выпрямителей. Отпирание тиристоров осуществляют в положительный полупериод напряжения вторичной обмотки трансформатора илипутем подачи на управляющие электроды отпирающих импульсов в момент времени для тиристоров и в момент временидля тиристора. За счет индуктивности нагрузки ток нарастает не скачком, а плавно. Когда напряжение питающей фазы проходит через нуль, ток не прекращается, а продолжает идти еще некоторое время под действием э.д.с. самоиндукции, создаваемой индуктивностьюL. Тиристор закрывается в момент , когда ток, протекающий через него, достигнет нуля. На участке от  до ток в цепи не идет.

Кривая выпрямительного напряжения при активно-индуктивной нагрузке имеет положительные и отрицательные участки, и среднее значение напряжения на нагрузке

. [1]

При уменьшении  угол  увеличивается и интервал проводимости одного тиристора может перекрыть момент отпирания другого тиристора. Наступает режим непрерывного тока, при котором .

Ток в нагрузке будет состоять из постоянной и переменной составляющих. Постоянная составляющая будет определять вращающий момент двигателя, а переменная составляющая тока будет вызывать дополнительный нагрев и потери в нагрузке. Для обеспечения режима непрерывного тока и уменьшения переменной составляющей последовательно с якорем включают дроссель L, который увеличит постоянную времени , ухудшит динамические свойства привода.

Рис. 3. Зависимость выходного напряжения управляемого выпря­мителя, выполненного по схеме рис. 1, от угла отпирания

На рис. 3 показана зависимость выходного напряжения управляемого выпрямителя от угла отпирания. Режим непрерывного тока сохраняется при изменении  в пределах , где граничный уголявляется функцией.

При угол, т.е. при большой индуктивности нагрузки регулирование напряжения эффективно при изменении в пределах .

Для равномерной нагрузки фаз и уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения используют трехфазные управляемые выпрямители (рис. 4).

Рис. 4. Схема трехфазного однополупериодного (с нулевым проводом) управляемого вы­прямителя (а) и кривые (б – е ), поясняющие его работу

Предположим, что вентили неуправляемые, то есть пропускают ток в течение всего положительного полупериода напряжения своей фазы. Тогда тиристор под действием напряжениябыл бы открыт в интервале. Но на участкетиристорзаперт напряжением, большим напряженияи приложенным в запирающем тиристорнаправлении через открытый тиристор. Также тиристорокажется запертым и на участкеза счет напряжения, приложенного плюсом к катоду тиристорачерез открытый тиристор. Интервал проводимости тиристорана рис. 4a заштрихован. Таким образом, управлять моментом отпирания тиристора можно с , и с этого значения отсчитывают угол подачи на УЭ управляющих импульсов. Следовательно рис. 4б соответствует и максимальное напряжение на нагрузке

[2]

Изменяя , можно управлять средним значением напряжения на нагрузке, которое будет равно

[3]

На рис. 4 в, г показаны кривые напряжения и тока при .

Характеристика управления при активно-индуктивной нагрузке и показана на рис. 5.

Рис. 5. Зависимость выходного напряжения трехфазного управляемого выпрямителя с нулевым проводом от угла отпирания

На участке она совпадает с характеристикой, построенной на рис. 3 при.

Рассмотрим работу управляемого выпрямителя при . При. Применяет знак. Отрицательное напряжениезапирает тиристоры и выходная характеристика идет по оси абсцисс.

Если нагрузка имеет собственный источник э.д.с. с полярностью, обозначенной «выпр.», то на участке среднее значение тока нагрузки

,

а на участке ток.

Если э.д.с. имеет полярность, обозначенную «инв.», может наступить инверторный режим работы выпрямителя и на участке ток, то есть токi протекает под действием э.д.с. нагрузки, преодолевая напряжение U_ср выпрямителя. Вентили открыты, ток в них идет в проводящем направлении, энергия через трансформатор передается от нагрузки в сеть. Такой же ток идет и в схемах рис. 4, если нагрузка имеет источник э.д.с. «инверторной» полярности.