Принцип работы прибора

Содержание

Список используемых терминов и сокращений. 4

1. Техническое описание. 5

1.1. Назначение устройства. 5

1.2. Технические данные. 5

1.3. Принцип работы прибора. 5

1.3.1. МК.. 6

1.3.2. СИФУ.. 7

1.3.3. Измерительная схема. 8

1.3.4. Силовая схема. 9

1.3.5. Источник питания. 9

1.3.6. Описание программы МК.. 10

1.4. Конструкция прибора. 11

2. Инструкция по эксплуатации. 12

2.1. Содержание лабораторной работы, выполняемой на УЛС.. 12

2.2. Подготовка УЛС к работе. 14

3. Ход выполнения лабораторной работы.. 16

3.1. Работа стенда в режиме управляемого выпрямителя. 16

3.2. Работа стенда в режиме управляемого выпрямителя при регулировании напряжения на якоре ДПТ. 17

3.3. Работа стенда в режиме замкнутой системы тиристорного электропривода 19

4. Требования к содержанию отчета. 21

5. Контрольные вопросы.. 22

Литература. 23

Приложение А. Схема электрическая структурная. 24

Приложение Б. Схема электрическая функциональная. 25

Приложение В. Схема электрическая принципиальная. 26

Приложение Г. Блок-схема программы микроконтроллера. 27

Список используемых терминов и сокращений

АЦП – аналого-цифровой преобразователь

Г – генератор

ДПТ – двигатель постоянного тока

МК – микроконтроллер

НП – нормирующий преобразователь

СИФУ – система импульсно-фазового управления

ТГ – тахогенератор

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь

ШИМ – широтно-импульсная модуляция (широтно-импульсный модулятор)

Техническое описание

Назначение устройства

Учебно-лабораторный стенд (УЛС), используемый в качестве лабораторной установки в рамках курса «Электрические элементы систем автоматического управления», предназначен для исследования статических характеристик подсистем и замкнутой системы автоматического регулирования, тиристорного электропривода.

Технические данные

Таблица 1. Параметры УЛС и их значения

Принцип работы прибора

УЛС состоит из следующих основных частей (смотрите структурную схему, Приложение А): микроконтроллера (МК), силовой схемы, измерительной схемы и источника питания (ИП).

Объектом исследования является двигатель постоянного тока (ДПТ), частота вращения которого, определяется сигналом, поступающим с тиристорного усилителя (ТУ). Тиристорный усилитель, управляемый с дискретного порта МК, посредством реализованной в МК системы импульсно-фазового управления (СИФУ) формирует напряжение на якоре ДПТ. Тахогенератор (ТГ) используется для измерения частоты вращения исследуемого двигателя. Нагрузкой (Г) является двигатель идентичный исследуемому, функционирующий в режиме генератора. Величина нагрузки регулируется с помощью ЦАП и вспомогательного усилителя (У), путем изменения положения транзисторного ключа (ТК), замыкающего цепь якоря двигателя нагрузки. Устройство синхронизации (УС) необходимо для синхронизации сигналов управления тиристорным усилителем с питающим напряжением. Связь МК с ЭВМ осуществляется по интерфейсу RS-232, по протоколу связи ModBus. Кроме того, сигналы, поступающие от датчиков тока (ДТ) и ТГ, посредством нормирующих преобразователей (НП) и АЦП поступают в МК.

МК

Микроконтроллер SDK-1.1 выполняет основные функции привода. К этим функциям относятся: 1) система импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорным усилителем; 2) аналого-цифровое преобразование сигналов несущих информацию о состоянии двигателя и цифро-аналоговое преобразования сигнала управления нагрузкой, 3) прием управляющих команд от верхнего уровня АСУ и передача данных о состоянии привода посредством асинхронного последовательного интерфейса.

СИФУ

СИФУ предназначена для преобразования постоянного управляющего напряжения в последовательность управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров соответствующей фазы (рисунок 1). Переменное напряжение частотой 50 Гц подается на блок формирования синхронизирующих импульсов – БФСИ, на выходе БФСИ формируется импульсное напряжение U_СИ частотой 100 Гц (соответствующее моментам перехода через 0 напряжения питания), которое запускает генератор пилообразных напряжений. Сигнал управления U_СИФУ сопоставляется по уровню с изменяющимся во времени опорным напряжением, в качестве которого используется пилообразное напряжение U_ГПН. В момент их равенства создается управляющий сигнал U_УТ для открытия тиристоров. Синхроимпульсы формирует аналоговый компаратор, на один вход которого поступает переменное напряжение 50 Гц, а на второй напряжение соответствующее 0 В. Генератор пилообразного напряжения и блок сравнения реализованы программно в микроконтроллере. Временные диаграммы для каждого из блоков СИФУ, а также для напряжения питания U_ПИТ и напряжения на нагрузке U_Н представлены на рисунке 2.

Рисунок 1. Структурная схема СИФУ

Рисунок 2. Временные диаграммы СИФУ