ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ЭЛЕКТРОМАШИННОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники, лабораторным стендам по исследованию электроприводов.
В настоящее время в современном электроприводе растет удельный вес применения частотно-регулируемого асинхронного электропривода, поэтому задача создания лабораторных стендов для подготовки специалистов этого технического профиля является актуальной.
Известна электромашина специального исполнения - электромашинный усилитель поперечного поля (ЭМУ). Конструктивно электромашинные усилители представляют собой агрегат, содержащий приводной трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и генератор постоянного тока, сопряженных на общем валу и в общем корпусе [1]. Типовая электромашинная система автоматического управления с применением электромашинного усилителя (ЭМУ) представлена на рис.1. Здесь ЭМУ используется как генератор постоянного тока, работающий на приемник электрической энергии, когда нагрузкой ЭМУ является электрический двигатель постоянного тока, преобразующий ее в механическую энергию [2]. Эту электромашинную систему принимаем за прототип.
Недостатком данной электромашинной системы автоматического управления является то, что создание момента нагрузки на валу асинхронного двигателя ЭМУ происходит за счет нагружения генератора ЭМУ двигателем постоянного тока, момент нагрузки на котором создается механическим тормозом, что приводит к существенным потерям электрической энергии.
Техническим результатом является экономия электрической энергии во время эксплуатации лабораторного стенда электромашинной системы автоматического управления. Технический результат достигается в лабораторном стенде электромашинной системы автоматического управления, включающей электромашинный усилитель ЭМУ, представляющий агрегат из асинхронного приводного двигателя и сопряженного на общем валу, в общем корпусе генератора постоянного тока, в результате того, что приводной асинхронный двигатель ЭМУ подключен к преобразователю частоты, а якорь генератора постоянного тока ЭМУ подключен к тиристорному нагрузочному устройству, работающему в режиме рекуперации электрической энергии в сеть. Использование ЭМУ упрощает монтаж электромашинного блока в конструкции стенда, поскольку нужен только один электромашинный агрегат.
На рис.2 представлен предлагаемый лабораторный стенд электромашинной системы автоматического управления. Он состоит из преобразователя частоты 1 с задатчиком скорости 2, электромашинного усилителя 3, состоящего из частотно-регулируемого асинхронного электродвигателя 4 и генератора постоянного тока 5, обмотки управления 6, питающейся от задающего напряжения постоянного тока Uу, и тиристорного нагрузочного устройства 7 с регулятором момента нагрузки на валу приводного асинхронного двигателя 8, питающегося от источника питания постоянного тока Uп. Скорость электропривода контролируется по вольтметру 9, подключенному к тахогенератору 10, который соединен с валом асинхронного двигателя 4. Момент нагрузки на валу асинхронного двигателя 4 контролируется по вольтметру 11.
Работа на лабораторном стенде выполняется следующим образом. Для определения экспериментальной механической характеристики асинхронного электропривода на разных диапазонах регулирования скорости ω, следует выполнить следующие действия. Включить тиристорное нагрузочное устройство 7. Подать управляющее напряжение Uу на обмотку управления 6 генератора постоянного тока 5. Включить преобразователь частоты 1 и с помощью задатчика скорости 2 установить заданную скорость по вольтметру 9 при минимальном моменте нагрузки, который измеряется вольтметром 11. Затем увеличивая момент нагрузки М регулятором момента нагрузки 8, снять зависимость механической характеристики ω=f(M). После завершения измерений повернуть задатчик скорости 2 и регулятор момента нагрузки 8 в минимум, затем выключить тиристорное нагрузочное устройство 7 и преобразователь частоты 1.
Ожидаемый технике - экономический эффект достигается в результате экономии электрической энергии при эксплуатации предлагаемого лабораторного стенда за счет подключения ЭМУ к тиристорному нагрузочному устройству, работающему в режиме рекуперации электрической энергии в сеть, и исключения из состава электромеханической системы автоматического управления двигателя постоянного тока с механическим тормозом.
Литература
1. Справочник по электрическим машинам: В 2т. Т.2 под общей редакцией И.П.Копылова, Б.К.Клокова. - М.: Энергоатомиздат, 1989, - 688 с: ил, стр.567
2. Топчеев Ю.И., Цыпляков А.П. Задатчик по теории автоматического регулирования. Учебное пособие для вузов. М., «Машиностроение», 1977. - 592 с: ил стр.34 Рис.1.15.