В.Н. Ротанов, Гарбузов И.И.
Учебно-методическое пособие по дисциплине
«Электрический привод»
для студентов обучающихся по направлению подготовки 13.03.02 (140400) «Электроэнергетика и электротехника»
Москва – 2016
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА НИКОЛАЯ II (МИИТ)
____
Кафедра «Электропоезда и локомотивы»
В.Н. Ротанов, Гарбузов И.И.
Учебно-методическое пособие по дисциплине
«Электрический привод»
для студентов обучающихся по направлению подготовки 13.03.02 (140400) «Электроэнергетика и электротехника»
Рекомендовано редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний для студентов по направлению подготовки 13.03.02 (140400) «Электроэнергетика и электротехника»
Москва – 2016
УДК 621.313.2
В - 67
В.Н. Ротанов, Гарбузов И.И.
Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для студентов и слушателей направления 13.03.02 (140400) «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электрический транспорт» и содержит методические рекомендации к выполнению лабораторных работ по исследованию элементов силовой электроники электрического привода постоянного тока.
Ó МИИТ, 2016
СОДЕРЖАНИЕ
| Лабораторная работа №1.Исследование статических механических характеристик электропривода с двигателями постоянного тока независимого возбуждения.................................................................................... | |
| Лабораторная работа №2.Исследование широтно-импульсного преобразователя……………….…………………………………………..……….………... |
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
Цели работы:
1. Изучить статические механические и электромеханические характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (естественные и искусственные);
2. Освоить методику расчета статических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением по паспортным данным (естественных и искусственных);
3. Получить практические навыки по экспериментальному исследованию статических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением на универсальном лабораторном стенде «основы электропривода и преобразовательной техники».
Порядок выполнения работы:
1. Изучить краткие теоретические сведения о статических режимах работы и характеристиках двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ);
2. Рассчитать и построить статические механические и электромеханические характеристики исследуемого двигателя по паспортным данным (см. таблицу 1):
– естественную;
– искусственные при пониженном напряжении на якоре двигателя (для заданных значений напряжения);
– искусственные при ослабленном потоке (для заданных значений потока);
– искусственные (реостатные) при введении в цепь якоря добавочного сопротивления (для заданных значений сопротивлений);
3. Провести экспериментальные исследования статических механических и электромеханических характеристик исследуемого двигателя на универсальном лабораторном стенде:
– естественную;
– искусственные при пониженном напряжении на якоре двигателя (для заданных значений напряжения);
– искусственные при ослабленном потоке (для заданных значений потока);
– искусственные (реостатные) при введении в цепь якоря добавочного сопротивления (для заданных значений сопротивлений);
4. Провести обработку результатов исследований и построить экспериментальные статические механические и электромеханические характеристики;
5. Сравнить характеристики исследуемого двигателя, рассчитанные по паспортным данным и снятые экспериментально и сделать выводы;
6. Оформить отчет по лабораторной работе.
Описание универсального лабораторного стенда
Для исследования статических характеристик ДПТ НВ универсальный стенд оснащен двухдвигательным электромашинным агрегатом, в который входят:
– исследуемый двигатель – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ);
– нагрузочный двигатель – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АД КЗ).
Для измерения скорости вращения электромашинного агрегата используется импульсный датчик положения, имеющий 90 отверстий.
Для питания обмоток якоря и возбуждения ДПТ НВ в состав стенда входит трехфазный широтно-импульсный преобразователь (ШИП). Два его плеча используются для получения реверсивного ШИП питающего якорь ДПТ. Оставшееся плечо используется в качестве нереверсивного ШИП питающего обмотку возбуждения ДПТ.
Реверсивный ШИП может работать в симметричном (поочередное диагональное включение) или несимметричном (диагональное включение одной пары транзисторов) режимах.
Для питания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в стенде используется инвертор, представляющий собой трехфазный мост на IGBT-транзисторах, собранных в одном силовом модуле.
Для регистрации измеряемых величин в процессе выполнения экспериментальных исследований в состав стенда входит цифровой измерительный блок, который позволяет проводить измерения постоянного (или переменного) тока и напряжения (действующее или среднее значение).
По измеренным величинам могут быть вычислены:
– частота напряжения/тока;
– фазовый сдвиг между током и напряжением;
– активная, реактивная, полная мощности.
Блок измерения позволяет осуществить индикацию измеренных величин и передачу данных на компьютер через интерфейс RS 485.
Релейно-контакторная схема, входящая в состав лабораторного стенда, позволяет осуществлять требуемые коммутации и дистанционное подключение электромашинного агрегата к источникам питания, реализуя требуемые схемы включения.
Для исследования искусственных (реостатных) статических характеристик ДПТ НВ в состав стенда включены 3 переменных резистора (R 1, R 2, R 3).
Паспортные данные двигателей электромашинного агрегата приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Паспортные данные двигателей электромашинного агрегата
| ДПТ НВ | АД КЗ | ||
| Тип | ПЛ-062 | Тип | АИР56А2 |
| Номинальная мощность, Вт | Номинальная мощность, Вт | ||
| Номинальное напряжение, В | Номинальное скольжение, % | ||
| Номинальный ток, А | 0,76 | cos(φ) | 0,66 |
| Частота вращения, об/мин | Номинальный КПД, % | ||
| Номинальный КПД, % | 57,5 | (Мmax/Мном) | 2,2 |
| (Мп/Мном) | |||
| (Мmin/Мном) | 0,2 | ||
| (I п/ I ном) |
