Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении icon

Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении




Скачати 65.01 Kb.
НазваУдк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении
Дата11.10.2012
Розмір65.01 Kb.
ТипДокументи

ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ ТА АВТОМАТИЗАЦІЯ



УДК 621.313.332

лабораторный комплекс ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении

Рыков Г.Ю., Гладырь А.И.,

Кременчугский государственный политехнический университет

Институт электромеханики, энергосбережения и компьютерных технологий

Гомилко В.И.

ЗАО "Научно-технический центр "Информационные системы"


Введение. Вопросы теории и практики конденсаторного возбуждения асинхронных двигателей (АД) достаточно подробно рассмотрены в отечественных и зарубежных литературных источниках [1,2,3]. Явление самовозбуждения асинхронной машины при подключении к статору конденсаторов необходимой емкости широко используется в промышленности для создания тормозного момента при необходимости организации эффективного и энергонезависимого режима торможения. В то же время, не вполне изученными остаются вопросы, касающиеся использования режима конденсаторного самовозбуждения АД для генерирования электроэнергии, в частности, для создания источников аварийного электропитания [4,5].

^ Цель работы. Целью работы является создание специализированного лабораторного оборудования для проведения экспериментальных исследований статических и динамических режимов АД при конденсаторном самовозбуждении

^ Материалы и результаты исследований.

Лабораторный комплекс для исследования АД в режиме асинхронного генератора должен обеспечивать:

– достаточный уровень остаточного намагничивания магнитной системы;

– достаточную частоту вращения АГ при определенном значении емкости конденсаторов;

– стабилизацию частоты вращения АГ при сбросах и набросах нагрузки (при подключении и отключении потребителей);




Рисунок 1- Функциональная схема лабораторного комплекса

регулирование емкостного тока при изменении характера нагрузки для поддержания в заданных пределах амплитуды генерируемого напряжения.

– возможность выбора схемы возбуждения в однофазном или трехфазном режиме;

– измерение и регистрацию таких параметров, как потребляемая генератором механическая мощность, мощность, отдаваемая потребителю, мощность потерь.

Для удовлетворения выше перечисленных требований разработан компьютеризированный лабораторный комплекс, позволяющий производить полномасштабные исследования качественных и количественных характеристик асинхронного генератора (рис. 1).

В качестве источника механической энергии используется машина постоянного тока независимого возбуждения М, оснащенная тахогенератором BV. Питание приводного двигателя осуществляется от тиристорного преобразователя UZ1. Сигнал задания на вход тиристорного преобразователя подается микроконтроллером MCS1, который обеспечивает поддержание заданной частоту вращения, значение которой может изменяться при подключении и отключении нагрузки.

Силовой канал генерирующей установки состоит из асинхронной машины G, тиристорного регулятора емкостного тока UZ2, емкостного возбудителя С, системы намагничивания стали VD. Блок выбора схемы коммутации КМ обеспечивает соединение силовых элементов, а также обеспечивает выбор схемы подключения измерительных датчиков компьютеризированного измерительного модуля SM.

Управление измерительным и силовым каналами, а также управление приводным двигателем М осуществляется системой задания и стабилизации режимов генерирования электроэнергии MCS2.

В основу микропроцессорных систем MCS1 и MCS2, обеспечивающих стабилизацию выходных параметров генерирующей установки, положена функциональная схема, (рис. 2) содержащая следующие блоки:

  • микропроцессор (МК) PIC18F458, который, в соответствии с алгоритмом управляющей программы, вырабатывает синхронизированные с питающим напряжением сигналы управления полупроводниковым преобразователем;

  • программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) EPM7128SL, предназначенная для защиты и расширения функциональных возможностей цифровых входов/выходов микроконтроллера;

  • б


    Рисунок 3 - Внешний вид платы
    управления: 1- MAX232; 2 - регистры БКИ; 3 - разъемы подключения
    программаторов; 4 - МК и ПЛИС; 5 – ФИ

    лок синхронизации (БС), позволяющий микропроцессору определять моменты перехода питающего напряжения через ноль;

  • блок индикации и клавиатуры (БКИ) для выбора требуемых режимов работы лабораторного комплекса, в частотности, для задания углов открывания тиристоров полупроводниковых преобразователей UZ1 и UZ2, а также, для отображения текущего состояния системы;

  • формирователь импульсов (ФИ), обеспечивающий надежное отпирание тиристоров и достаточную нагрузочную способность цифровых выходов микропроцессорной системы;

  • блок гальванической развязки (БГР) на оптотранзисторах TLP127;

  • часы реального времени RTC (Real Time Clock) DS1302 и флэш-память объемом 64К для регистрации событий и контролируемых параметров асинхронного генератора в процессе испытаний;

  • устройство согласования (УС) для нормализации уровней входных аналоговых сигналов;

  • интерфейс последовательной передачи данных на базе драйвера MAX232.


Б


Рисунок 2 - Функциональная схема системы управления

лагодаря совместному использованию ПЛИС и МК значительно возрастает гибкость и функциональные возможности системы управления. Так, при управлении полупроводниковыми преобразователями в разомкнутой системе, на МК возлагаются функции системы импульсно-фазового управления (СИФУ). При наличии сигналов обратных связей МК выполняет функции аналого-цифрового преобразователя и цифрового регулятора, а в качестве СИФУ используется ПЛИС, что позволяет существенно сэкономить ресурсы процессора.

Программирование и изменение конфигурации этих микросхем осуществляется с помощью интегрированных сред разработки MPLAB IDE v.6xx фирмы Microchip и MAX+plus II фирмы Altera. Загрузка готового проекта в ПЛИС осуществляется с помощью программатора ByteBlaster(MV), а программирование микроконтроллера – внутрисхемным отладчиком MPLAB-ICD 2 через соответствующие разъемы платы системы управления (рис.3).

Алгоритм функционирования микропроцессорных систем MCS1 и MCS2, представленный на рис.4, ориентирован на стабилизацию контролируемых параметров генерирующей установки (частоты вращения источника механической энергии М для MCS1, емкостного тока в цепи асинхронного генератора G для MCS2).

П


Рисунок 4 – Обобщенный алгоритм функционирования микропроцессорных систем

MCS1 и MCS2

рограммная реализация алгоритма осуществляется следующим образом. Для ввода аналоговых сигналов , используются разряды RA0, RA1 микроконтроллера, откуда эти сигналы передаются в тракт аналого-цифрового преобразования МК. Следует отметить, что, кроме аналогового ввода, предусмотрена возможность установки сигнала задания с помощью блока клавиатуры и индикации БКИ.

После поочередного опроса аналоговых входов, на которые подана информация о заданном и фактическом значении контролируемого параметра, с АЦП считываются результаты преобразования. Затем вычисляется ошибка регулирования в соответствии выражением: , где и - заданное и фактическое значение контролируемого параметра.

Результаты расчета управляющего воздействия (блок 7) зависят от выбора способа программной реализации алгоритмов цифрового регулятора (ЦР). В качестве одного из простейших способов синтеза ЦР был взят способ, состоящий в предварительном синтезе непрерывного регулятора и последующем переходе к цифровому регулятору, эквивалентному синтезированному аналоговому [6].

На основании рассчитанного управляющего воздействия микропроцессор формирует текущее значение угла открывания тиристоров (блок 8), которое поступает на таймер, отвечающий за отсчет угла открывания тиристоров (блок 9). Далее сигнал усиливается и подается на тиристор. Затем осуществляется возврат к началу программы и процесс повторяется.

Доступные средства отладки и программирования МК дают возможность построения различных вариантов цифровых фильтров и выбора наиболее эффективных способов стабилизации контролируемых параметров в процессе экспериментальных исследований.

Выводы. Представленный лабораторный комплекс позволяет изучать разнообразные режимы конденсаторного торможения АД, проводить широкий спектр научных исследований. Созданное оборудование может также эффективно использоваться в учебном процессе.


Литература

  1. Торопцев Н. Д. Асинхронные генераторы автономных систем. - М.: Знак, 1998.

  2. Итоги науки и техники. Сер. Нетрадиционные источники энергии, т.3, М, Винити, 1992, 100 стр.

  3. Бояр-Созонович С.П., Китаев А.В., Нетушил А.В. Самовозбуждение асинхронного генератора.-Изв.вузов. Электромеханика, 1981, № 6 , с. 612-617.

  4. Бурляев В.В., Листвин В.С., Нетушил А.В. Неопределенность возбуждения асинхронных автономных генераторов- Изв.вузов. Техническая электродинамика, 1984, № 6 , с. 73-77.

  5. Шокарев Д.А., Рыков Г.Ю., Колесник Я.Н. Регуляторы ёмкостного тока в схемах конденсаторного возбуждения асинхронных генераторов. Вісник КДПУ. Випуск № 1/2002 (12) Кременчук: КДПУ, 2002. с.422-425.

  6. Ломака М.В., Медведев И.В. Микропроцессорное управление приводами. M.: Энергоиздат, 1990. 48с.



Стаття надійшла 20.04.2006 р.

Рекомендована до друку

д.т.н., проф. Родькіним Д.Й

Вісник КДПУ. Випуск 4/2006 (39). Частина 1


Схожі:

Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 313. 333. 02 К определению параметров асинхронных двигателей при разночастотном тестовом напряжении
Т-образной схемы замещения при питании низкочастотным напряжением. Введено понятие функции чувствительности, и указан диапазон частот...
Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 313 Расширение сферы использования регулируемого
Целью работы является анализ возможности повышения управляемости ад путем улучшения характеристик регулирования скорости и момента...
Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 313 Экспериментальная установка для исследования асинхронного электропривода с транзисторным регулятором напряжения в цепи статора
Экспериментальная установка для исследования асинхронного электропривода с транзисторным регулятором напряжения в цепи статора
Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 313 Микропроцессорный комплекс энергомониторинга качества
Поэтому экономически оправдана необходимость полного исчерпания ресурсных возможностей эд, что требует разработки систем объективного...
Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 314 Компьютеризированный лабораторный комплекс гидростанции с регулируемым электроприводом насосного агрегата
Компьютеризированный лабораторный комплекс гидростанции с регулируемым электроприводом насосного агрегата
Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 313 Віртуальний лабораторний комплекс для дослідження систем
Зрозуміло, що в умовах різкого скорочення фінансування навчальних закладів, у першу чергу страждають навчальні лабораторії, устаткування...
Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 318 Особенности распределения магнитного поля асинхронного электродвигателя при неисправностях в обмотках статора
Особенности распределения магнитного поля асинхронного электродвигателя при неисправностях в обмотках статора
Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 313. 5/8 Оптимізація котушок неперехресних обмоток безпазових
В усіх випадках при розробці таких машин в першу чергу необхідно оптимізувати якірну обмотку
Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 313 исследование качества преобразования энергии в системах электропривода с общей сетью
При этом речь идет не только о различных оммических сопротивлениях, но и сопротивлениях рассеяния, а также сопротивлениях взаимной...
Удк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении iconУдк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения
Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи