 |
Описание лабораторного стенда
|
|
|
|
Стенд предназначен для испытания ТР при работе нагрузки в длительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах. Функциональная и принципиальная схемы стенда приведены на рис.6. Схема состоит из трех цепей:
- силовой (U = 40 В, 50 Гц), в состав которой входит испытуемое ТР, нагрузка Rн, индикатор напряжения PV и индикатор тока РА;
- управления(U=20 В), основными компонентами которой являются два ключа, собранные на транзисторах VT 1 и VT 2;
- вспомогательной (на рис. 6 ее компоненты не изображены), содержащей источник питания вышеназванных цепей, тумблер включения напряжения и электронный секундомер, снабженный трехпозиционным переключателем («работа», «0», «пауза»).
Для включения схемы управления переключатель SA 5 переводится в положение «Вкл.». Сопротивление R 2 регулирует время протекания тока в цепи нагрузки tн, а сопротивление R 1- время паузы, реле К 4 коммутирует силовую цепь, схема управления работает следующим образом.
В случае разомкнутого переключателя SA 5реле К 4 все время обесточено, силовая цепь замкнута. При включении переключателя SA 5 срабатывают реле К 4 и К 1. Реле К4 размыкает свой контакт в силовой цепи. Контакт реле К 1 переключает конденсатор С1 с заряда на разряд через сопротивление R 1 и переход база-эмиттер транзистора VT 1. Постоянная времени цепи разряда Т 1= С1 (R1+ Rσ-1).
При переключении конденсатора С 1на разряд транзистор VT 1открывается, при этом срабатывает реле К.
Когда напряжение на конденсаторе С 1падает до напряжения, меньшего напряжения отпирания транзистора VT 1, он закрывается и реле К 2 обесточивается. Время удержания реле К 2 регулируется величиной сопротивления R 1 и емкостей С 1 (С 1 ′) иопределяется выражениями:
|
|
|
U(t)=UC 1 . e-t/T1; tотп.1=Т 1 . ln (Uотп 1 /UС 1 ).
При срабатывании реле К 2 конденсатор С 2переключается на заряд, а при обесточивании реле К 2он переключается на разряд. В последнем случае открывается транзистор VT 2и срабатывает реле К 3, размыкая своими контактами цепи питания реле К 4и К 1. Силовая цепь замыкается.
а)
б)
Рис. 3.6. Функциональная (а) и принципиальная электрическая (б) схемы стенда
Время удержания реле К3, а следовательно, время tотп.2 определяется соотношением tотп. 2 =Т 2 . ln (Uотп 2 /UС 2 ) и регулируется величиной сопротивления R 2 и емкостей С 2 (С 2 ′).
Таким образом, времязадающая ячейка транзистора VT 1определяет время паузы t п, а времязадающая ячейка транзистора VT 2- время работы под нагрузкой.
Для расширения диапазона времени t н, t п используются емкости С 1 ′, С 2 ′, подключаемые переключателями SA 3и SA параллельно основным С 1 и С 2.
Вывод: В ходе проделанной работы ознакомились с принципом действия автоматических воздушных выключателей, тепловых реле (ТР) и плавких предохранителей (ПП), изучили их конструкции, основные характеристики, исследованы режимы работы устройств защиты контактных коммутационных устройств на примере ТР.
Лабораторная работа № 4
Изучение и исследование конечных выключателей
Цель работы
Изучение принципа действия и экспериментальное определение выходных характеристик конечных выключателей (КВ).
Общие положения
Конечные (концевые, путевые) выключатели применяются для контроля (в основном ограничения) перемещения подвижных органов различных механизмов. В общем случае КВ, являющийся датчиком, состоит из чувствительного элемента (ЧЭ) и усилителя- преобразователя (УП), (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Функциональная схема конечного выключателя
ЧЭ преобразует механическое перемещение в изменение какого-либо параметра электрической цепи (сопротивление, индуктивность, емкость, напряжение, ток). ЧЭ элемент содержит подвижный элемент (копир, экран, лепесток, магнит и др.), который, входя в зону действия ЧЭ, изменяет один из его внутренних параметров (нажимает на контакты и изменяет их состояние; перекрывает световой поток, изменяя тем самым ток в цепи фотодиода; изменяет индуктивное сопротивление катушек ЧЭ; создает сильное магнитное поле вблизи контактов геркона и т.д.). В зависимости от принципа действия ЧЭ различают КВ:
|
|
|
а) механические;
б) индуктивные;
в) фотоэлектрические;
г) на герконах.
УП усиливает и преобразует входную величину в изменение тока или напряжения.
Как правило, выходная характеристика КВ является релейной представляет собой зависимость выходного напряжения (тока) от перемещения подвижного элемента «х»:
.
Основным требованием предъявляемые к КВ, является как можно большее значение коэффициента возврата Кв →1 (рис. 4.2):
а) б)
Рис. 4.2. Графики изменения коэффициента возврата конечных выключателей:
а – с релейной характеристикой, б – с аналоговой
Абсолютная величина разницы перемещения срабатывания и размыкания КВ называется дифференциальным ходом. В некоторых типах КВ изменение выходной величины происходит не мгновенно, а нарастает по определенному закону (рис. 4.2, б), что объясняется физическими свойствами ЧЭ. Тогда в УП дополнительно ставят пороговый элемент, срабатывающий при достижении выходным напряжением (током) определенной величины. Часто на выходе УП включают контактный коммутационный аппарат (реле, контактор).
Вывод: В ходе проделанной работы изучен принцип действия и экспериментально определены выходные характеристики конечных выключателей (КВ).
Лабораторная работа № 5
Изучение реле времени
Цель работы
Изучение реле времени, ознакомление с принципами автоматического управления пуском и торможением двигателя постоянного тока в функции времени.
2. Описание лабораторного стенда
Исследование автоматического управления пуском и торможением двигателя постоянного тока (ДТП) в функции времени и скорости проводится на лабораторном макете, принципиальная электрическая схема которого приведена на рис. 5.1.
|
|
|
Макет работает следующим образом: в исходном положении тумблеры К 1 и К 2 разомкнуты, первая и вторая ступень пускового реостата зашунтированы контактами реле 1 Р 1 и 1 Р 2, конденсаторы С 1и С 2 реле времени заряжены, транзисторы Т1, Т2 - закрыты.
При замыкании тумблера К 2, подается напряжение на обмотку возбуждения двигателя. Нажатием кнопки «Пуск» подается питание на обмотку реле Р, реле Р включается и своим контактом 4 Р подключает якорную цепь двигателя к сети - 110 В. Контакты реле 2Р, 3Р подключают конденсаторы С 1, С 2. к цепям разряда. Транзисторы Т1, Т2 открываются, срабатывают реле Р1 и Р2, которые своими размыкающими контактами включают в якорную цепь двигателя пусковой реостат (R 1, R 2). Блокировочный замыкающий контакт 1Р закорачивает пусковую кнопку, которая после этого может быть отпущена. Следовательно, с момента срабатывания реле Р начинается разгон двигателя в соответствии с первой искусственной механической характеристикой (характеристика «1» на рис. 5.2).
Через некоторое время, определяемое временем разряда конденсатора С 1, срабатывает первое реле времени. Транзистор Т1 закрывается, реле Р1 обесточивается, контакт 1Р1 замыкается и закорачивает первую ступень пускового реостата R 1.Начинается разгон двигателя согласно второй искусственной механической характеристике (кривая 2 на рис. 5.2). Через некоторое время, определяемое постоянной времени цепи разряда конденсатора С 2, срабатывает второе реле времени (закрывается транзистор Т2 и обесточивается реле Р2), замыкается контакт 1Р2, который закорачивает вторую ступень пускового сопротивления R 2. Двигатель начинает работать по естественной механической характеристике, кривая 3рис. 5.2.
Для динамического торможения включается тумблер К 1 и нажимается кнопка «Стоп». При нажатии кнопки «Стоп» реле Р обесточивается и своим контактом 4Р отключает якорную цепь от сети; контакты реле Р, 2Р и ЗР подключают конденсаторы С 1, С 2 к источнику постоянного напряжения.
При включении тумблера К1 подается питание на обмотки реле РЗ и Р4, контакты этих реле (1РЗ, 1Р4) закорачивают якорную цепь двигателя, шунтируя сопротивления R З и R 4
|
|
|
При уменьшении частоты вращения двигателя отключается реле РЗ, и якорная цепь двигателя замыкается на сопротивление R 3.
При последующем уменьшении частоты вращения двигателя отключается реле Р4, в результате чего якорь двигателя замыкается на сопротивление R = R 3 + R 4. Механические характеристики двигателя постоянного тока, работающего в режиме динамического торможения, приведены на рис. 5.2.
Рис. 5.2. Механические характеристики ДПТ
Изменение частоты вращения двигателя контролируется по вольтметру V (рис. 5.1), подключенному к сигнальной обмотке тахогенератора (ТГ).
При снятии пусковой диаграммы, диаграммы торможения, графиков изменения тока якоря и частоты вращения двигателя используется электронный осциллограф С1-68.
Вывод: В ходе проделанной работы изучили реле времени, ознакомлены с принципами автоматического управления пуском и торможением двигателя постоянного тока в функции времени.
Лабораторная работа № 6
|
|
|
