Исследование работы двигателя постоянного тока. Подсистема для определения коэффициента полезного действия. График изменения КПД во времени

Исследование работы двигателя постоянного тока.

1 Представим лабораторную установку

Рисунок 1

2 Подсистема для определения коэффициента полезного действия примет вид, в схеме предусмотрен переключатель перехода из двигательного режима в генераторный и обратно, т.к. при работе машины в динамических (переходных) режимах возможна работа в любом режиме.

Рисунок 2

Рисунок 3 График изменения КПД во времени

3 Датчик эдс можно построить, пользуясь уравнением

                             (1.1)

Т.к. реализовать форсирующее звено сложно, то пользуются примерным выражением .

Рисунок 4 Осциллограмма ЭДС

4 Под действием различных помех датчик эдс вырабатывает не чистый сигнал, а сигнал с усиленными помехами, которые отрицательно действуют на работу системы. Чтобы ослабить негативное влияние помех, на выход датчика эдс устанавливают апериодический фильтр (на схеме рис. 1 не показан).

5 Ответы на контрольные вопросы

5.1 Как изменится диапазон регулирования скорости при уменьшении допустимой относительной ошибки?

При уменьшении допустимой относительной ошибки, в нашем случае за счет введения жесткой положительной обратной связи по току, диапазон регулирования скорости увеличивается.

Рисунок 5 Статические характеристики ДПТ

Из рисунка видно, что Д₂>Д₁.

5.2 Почему при создании подсистемы для определения КПД без переключателя КПД превышал 1?

В двигательном режиме , т.к. энергия сообщается от сети двигателю, а в генераторном , т.к. энергия поступает от двигателя. В обоих случаях КПД не может превышать 1, т.к. это соответствовало вечному двигателю, но при неправильном определении КПД для генераторного и двигательного режима возможен переход в область выше единицы, чтобы этого избежать, в подсистеме предусмотрен переключатель.

5.3 Записать аналитическое соотношение для расчета К_рот.

,                                (1.2)

где H – значение напряжения необходимое для уменьшения наклона статической характеристики при значении момента равного номинальному, на 1 с^-1, ,  В с;

К_зап – коэффициент запаса, обеспечивающий сдвиг рабочей точки с области границы устойчивости системы, обычно 75%;

I_n – ток, соответствующий номинальной работе двигателя, А

5.4 Какова величина рациональной постоянной времени фильтра включаемого на выходе датчика эдс?

В ходе лабораторной работы, эмпирическим путем, было выяснено, что рациональная величина постоянной времени фильтра на выходе датчика эдс, примерно равна электрической постоянной времени Т_а. При ее завышении процесс определения эдс замедляется, что в свою очередь замедляет работу системы, ее занижение снижает фильтрующие свойства.