Элементы автоматики и системы
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СЛЕДЯЩЕГО ПРИВОДА
жүктеу/скачать 0,59 Mb.
|
ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И СИСТЕМЫ лаб
Лабораторная работа № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СЛЕДЯЩЕГО ПРИВОДАЦель работы: изучение принципа действия электрической следящей системы и экспериментальное определение статической ошибки. Общие положения Следящие системы – это устройства автоматического управления, предназначенные для воспроизведения величины, изменяющейся по произвольному закону. Следящие системы можно разделить на две основные группы: а) самосинхронизирующиеся следящие системы; б) следящие системы с искусственной внешней синхронизацией при помощи обратных связей. К самосинхронизирующимся следящим системам, в которых с определенной степенью точности осуществляется синхронное и синфазное перемещение двух или нескольких не связанных между собой механических валов, относятся следящие приводы. Следящим приводом называется устройство, при помощи которого объект регулирования с определенной точностью воспроизводит движение, задаваемое следящим органом. Следящий привод, включающий элементы автоматического управления, позволяет воспроизводить требуемые перемещения в широких пределах по произвольному закону от устройства (датчика), задающего этот закон, что обуславливает его широкое применение. Следящий привод может использоваться для автоматического контроля за изменением различных физических величин, для автоматического управления поворотом массивных платформ на заданный угол, например, в экскаваторах, в системе автоматического вождения автомобиля, при автоматизации процессов управления землеройно-планировочными машинами. В данной работе рассматривается синхронно следящий привод, который состоит из сельсина-датчика (задающий орган, сельсина-трансформатора (датчика угла поворота объекта), фазочувствительного электронного усилителя и исполнительного двигателя, перемещающего какой-либо объект. Структурная схема следящего привода приведена на рис.5.1.
Рис. 5.1. Структурная схема следящего привода: ЗО – задающий орган; У – усилитель; ИО – исполнительный орган; О – объект регулирования; Д – датчик; ЭС – элемент сравнения Элементы следящего привода соединены между собой так, что изменение в положении датчика воздействует через элемент сравнения и усилитель на исполнительный двигатель, который отрабатывает заданную величину перемещения. Процесс работы следящего привода сводится к автоматическому устранению возникающего рассогласования. Синхронноследящие приводы с электронными усилителями обладают следующими достоинствами: быстрое протекание переходных процессов благодаря сравнительно малой инерционности системы управления; отсутствие вращающихся и трущихся частей в усилителе. К недостаткам системы можно отнести: ограниченную мощность исполнительного двигателя; сравнительно большую ошибку в слежении при установившемся режиме; чувствительность работы системы к колебаниям напряжения сети. Особенности работы системы синхронно следящего привода выявляются при анализе ее статических и динамических характеристик. Под статическими характеристиками следящего привода понимают зависимость момента, тока и других параметров в схеме от величины угла рассогласования в установившемся режиме, когда отработка угла исполнительным двигателем происходит с неизменной скоростью. Однако только статические характеристики неполно характеризуют работу следящего привода. Необходимо, кроме статических характеристик, знать также и динамические свойства системы, определяющие устойчивость, величину угла рассогласования в переходном режиме, время переходного режима и т.п. Эти свойства системы анализируются на основании уравнений переходного режима. В данной работе изучаются только статические характеристики. Важной характеристикой следящего привода является статическая ошибка, которая в данном случае представляет собой разность между углом поворота ротора сельсина-датчика (задающий орган) и углом поворота объекта (вала исполнительного двигателя). Статическая ошибка измеряется после прохождения всех переходных процессов, после полной остановки двигателя. Статическая ошибка зависит от состояния вращающихся частей: трения, момента сопротивления повороту двигателя, от колебаний напряжения сети и от инерционности вращаемого объекта. Вопросы допуска к лабораторной работе Что следует понимать под следящей системой и следящим приводом? Область применения следящего привода. Элементы следящего привода. Достоинства и недостатки синхронно-следящего привода с электронным усилителем. Характеристики, применяемые при анализе работы синхронно следящего привода. Описание лабораторного стенда Синхронно следящий привод малой мощности с электронным усилителем смонтирован на лабораторном стенде. Электрическая схема стенда представлена на рис. 5.2. В его схему входят: сельсин-датчик СД со шкалой, сельсин-приемник (сельсин-трансформатор) СТ, электронный фазочувствительный усилитесь, исполнительный двигатель М. Исполнительным двигателем является двухфазный асинхронный двигатель, который обычно применяется для маломощных следящих приводов. На валу исполнительного двигателя находится стрелка, которая в данном случае является объектом регулирования. Стрелка перемещается по круговой шкале. Принцип работы следящего привода заключается в следующем. При повороте ротора сельсина-датчика СД в однофазной обмотке сельсина-трансформатора СТ наводится ЭДС (напряжение ошибки) и поступает на вход усилителя. На выходе усилителя одна статорная (управляющая) обмотка ω1 исполнительного двигателя. Другая статорная обмотка ω2. включена в переменное напряжение сети через конденсатор, который создает между токами в статорных обмотках сдвиг фаз примерно в 90°. Исполнительный двигатель М приходит во вращение и перемещает управляемый объект и ротор сельсина-трансформатора CТ. Вращение двигателя происходит до тех пор, пока не произойдет согласование углов поворота входного и выходного валов, при котором напряжение ошибки равно нулю. Для реверсирования исполнительного двигателя в системе необходимо изменить направление рассогласования, что осуществляют изменением направления вращения ротора сельсина-датчика. При этом изменяется фаза напряжения ошибки на 1800 и исполнительный двигатель реверсируется. Рис. 5.2. Принципиальная схема следящего привода 4. Задание на выполнение работы 1. Сделать отсчет статической ошибки по круговой шкале измерений. 2. Построить график кривой статических ошибок n = ƒ(α). 3. Произвести расчет среднего значения статической ошибки. Порядок выполнения работы Собрать схему следящего привода (см. рис.5.2). Проверить работоспособность следящего привода. Для этого, поворачивая ротор сельсина-датчика по часовой стрелке и против, убедиться, что стрелка, связанная с исполнительным двигателем, поворачивается в ту же сторону. Установить ротор сельсина-датчика на нуль по его шкале и убедиться, что стрелка на валу двигателя останавливается в пределах 1. Если этого нет, то расстопорить стрелку и установить в соответствующее положение. 4. Последовательно вращая ротор сельсина-датчика против часовой стрелки и останавливая через 30°, определить установившиеся значения положения стрелки, связанной с двигателем. 5. Выполнить п.4 с поворотом в противоположную сторону. Результаты измерений занести в табл. 5.1, где α – угол поворота задатчика, град; n1 и n2 – угол поворота стрелки исполнительного механизма, град, соответственно по и против часовой стрелки. Определить статические ошибки Δ n1 и Δ n2 по формулам: жүктеу/скачать 0,59 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|