1. Жұмыстың мақсаты
1.1. Уақыт, жылдамдық (ЭҚК), ток функциясында тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышын автоматты басқарып жүргізу және тежеу сұлбасының жұмысын оқу.
1.2. Сипаттамаларды іс жүзінде түсіру әдістемесін меңгеру.
1.3. Есте сақталған электр жетектерінің координаталары мен көрсеткіштерінің уақыттан тәуелділігіне сараптама беру және оқу.
2. Қысқаша теориялық мәлімет
Тұрақты ток қозғалтқыштарында, кейде арнайы орындалған қоздыру орамасы зәкір орамасымен тізбектей жалғанған тізбектей қоздырылатын қозғалтқыштары пайдаланылады (2.1 сурет).
2.1-сурет. Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық сипаттамасы және сұлбасы.
Тізбектей қоздырылатынқозғалтқыш үшін, сондай-ақ тұрақты токтың басқада қозғалтқыштары кернеу көзінен (U=const) зәкірді қоректендірген кезде ω=(U-IR)/kФ (2.4) және ω=U/kФ-MR/〖(kФ)〗^2 (2.5) теңдеулерінің дұрыс екені ақиқат, бірақта егер тәуелсіз қоздырылатын қозғалтқыштар үшін магниттік ағын жүктелу тогына тәуелді емес, ал тізбектей қоздырылатын қозғалтқыштар үшін ағын жүктелу тогының функциясы болып табылады.
Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштарында ЭҚК өзгерту, қоздыру орамына реттелінетін кедергіні қосу арқылы іске асырылады.
Сұлбадағы барлық элементтер – зәкір орамасы, қоздыру орамасы, жүргізу реостаты тізбектей қосылады. Жүргізу реостатының кедергісін, бастапқы қажетті жүргізу моментіне байланысты таңдайды. Басқа жағынан, бастапқы жүргізу тогының шамасы зәкірдегі коммутациялау жағдайына байланысты шектеледі.
Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштары негізінде, электрлік тартқыштарда және көтеріп-түсіретін құрылғыларда қолданылады. Сондықтан, олардың жүктемелік (механикалық және электрлік) қасиеттеріне жоғары талаптар қойылады. Мысалы, көтергіш қозғалтқыштарда қысқа мерзімді ток өсуі: жәй жылдамдықта 3,6Iн дейін, ал номинал жылдамдықта 3Iн дейін рұқсат етіледі. Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштары үшін жүргізу тогының еселік шамасы k_i= I_пуск/I_н жүргізу режимін есептеу жолымен бекітіледі.
Қазіргі таңда, тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштарын қанықпаған магниттік жүйеде құрастырмайды, сондықтан механикалық сипаттамаларды нақты есептеу үшін М = f(Iя) тәуелділігі белгілі болуы керек.
Тізбектей қоздырылатын қозғалтқыштың айналу жылдамдығы үш түрлі тәсілмен реттелінеді:
а) зәкір тізбегіне кедергі енгізу, айналу жылдамдықты азайтып жұмсақ сипаттама алады;
б) зәкірді тұйықтау (қозғалтқышпен кедергіні тізбектей қосқан кезде) айналу жылдамдықты төмендетіп қатаң сипаттама алады;
в) қоздыру орамды тұйықтау, айналу жылдамдықты жоғарылатады.
Тізбектей қоздырылатын қозғалтқыштар үшін, электрлік тежеудің екі түрі қолданылады:
а) қарама қарсы қосу;
б) динамикалық (өзін-өзі қоздыру немесе тәуелсіз қоздыру).
3. Электрлік жалғану сұлбасының түсіндірмесі
G1 көзі – өндірістік жиіліктегі синусоидалды кернеу көзі.
G2 тұрақты ток қозғалтқышының қорек көзі — тәуелсіз, параллель немесе тізбектей қоздырылып жұмыс істейтін М1 тұрақты ток (қозғалтқыш) машинасы орамдарын реттелінетін кернеумен қоректендіру үшін пайдаланылады. Осы жердегі бірінші жағдайда М1 қозғалтқышының қоздыру орамдарының жартысын тізбектей, ал үшінші жағдайда – параллель жалғанады.
G5 бұрыштық ығысуларды түрлендіргіш, электрмашиналық агрегаттың айналу жиілігін көрсеткіш Р1 кірмесіне келетін импульстарды генерациялайды.
G4 айнымалы ток қозғалтқышы тежеу режімінде жұмыс істеп және зерттелетін қозғалтқыштың білігіне жүктемені қамтамасыз етеді. А1 түзеткіш арқылы G3 реттелінетін автотрансформатордан тұрақты токпен қоректенеді.
А4 реостаты, М1 қозғалтқышы зәкір тізбегіндегі токты шектейді. А6 айнымалы ток машинасын қоздыру реостаты, М1 қозғалтқышы қоздыру тізбегіндегі токты шектейді.
А2 ажыратқышы, М1 тұрақты ток қозғалтқышы зәкір тізбегін коммутациялайды.
А3 ажыратқышы, М1 қозғалтқышын екі сатылы жүргізуді қамтамасыз етіп А4 жүргізу реостатын тұйықтайды.
А5 ажыратқышы, М1 қозғалтқышын динамикалық тежеумен қамтамасыз ету үшін қызмет етеді.
А7 ток және кернеу сезгілер блогы, күштік электрлік тізбектен гальваникалық оқшаулайды және М1 зерттелінетін қозғалтқышының зәкір тогы мен кернеуі және қоздыру тогы жайлы сигналдарды нормалайды.
А8 терминалы А2, А3, А5 ажыратқыштарына қосылған кабельдерді жекелеген өткізгіштерге тармақтау үшін қызмет етеді.
А9 блогы санды сигналдарды күшейту үшін қызмет етеді.
А10 коннекторы — А11 компьютерімен А7 ток пен кернеу сезгі блоктары, Р1 айналу жиілік көрсеткіші және А9 санды сигналдарының кірме-шығасыл блоктары арасындағы байланыстырушы буын функциясын орындайды.
А11 компьютері – ақпарды өлшеу және басқарушы жүйе режімінде пайдаланылады.
Электрлік жалғану сұлбасы (3 нұсқа)
Электрлік жалғану сұлбасы (жалғасы)
4. Аппараттар тізімі
Белгіленуі Аталуы Тип Көрсеткіштері
А1 Түзеткіш 322 Үшфазалық көпір
3х400 В / 2 А
А2, А3, А5 Үшпоюсті ажыратқыш 301.1 400 В ~; 10 А
A4 Жүргізу реостаты 323.1 200 Ом; 0,8 А
A6 Тұрақты ток машинасын қоздыру реостаты 308.2 0…2000 Ом
А7 Ток және кернеу сезгілер блогы 402.3 3 өлшеп түрлендіргіш «ток — кернеу» 5 А/1 А/5 В;
3 өлшеп түрлендіргіш «кернеу — кернеу»
1000 В/100 В/5 В
А8 Терминал 304 8 түйіспелі 6 розетка;
68 ұяшық
А9 Санды сигналдардың кіресіл/шығасыл блогы 331 «құрғақ түйіспе» үлгідегі 8 кірме; 8 релелік шығасылдар
А10 Коннектор 330 8 аналог. дифф. кірме;
2 аналог. шығасыл;
8 санды кіресіл/шығасылдар
А11 Дербес компьютер 550 Windows, ақпар жинақтау платасы PCI 6024E
G1 Үшфазалық қорек көзі 201.2 400 В ~; 16 А
G2 Тұрақты ток қозғалтқышын
қоректендіру көзі 206.1 0…250 В
3 А (зәкір)
200 В ; 1 А (қоздыру)
G3 Реттелінетін автотрансформатор 318.1 220/0..240 В 2 А ~
G4 Тұрақты ток қозғалтқышы 102.1 50 Вт; 230 В ~;
1500 мин1
G5 Бұрыштық ығысуларды түрлендіргіш 104 6 шығасыл сигнал
M1 Тұрақты ток машинасы 101.1 90 Вт; 220 В
0,76 А (зәкір)
220 В (қоздыру)
Р1 Айналу жиілік көрсеткіші 506.3 2000…0…2000 мин1
5. Экспериментті жүргізуге арналған нұсқау
• Экспериментте пайдаланылатын құрылғылардың электрлік қоректену торабынан ажыратылып тұрғанына көз жеткізіңіз
• Экспериментте пайдаланылатын құрылғыларды G1 көзінің «РЕ» ұяшығын, » «жермен тұйықтап қорғау ұяшығына жалғаңыз.
• Электрлік жалғану сұлбасына сәйкес аппараттарды (тізбектей қоздырылатын қозғалтқышты зерттеу үшін 3 нұсқа) жалғап шығыңыз.
• G2 қорек көзінің жұмыс режімін ауыстырып қосқышын «Ручн» жағдайына, ал А2, А3, А5 ажыратқыштарын «Авт» жағдайына қойыңыз.
• Тұрақты ток машинасының А6 қоздыру реостатының реттеу тұтқасын, мысалы 200 Ом жағдайына қойыңыз.
• А4 кедергі реостатын, мысалы 100 Ом-ға тең етіп қойыңыз.
• G3 реттелінетін автотрансформатордың реттеу тұтқасын, сағат тіліне қарсы жаққа аяғына дейін бұраңыз.
• А11 дербес компьютерін жұмыс жағдайына келтіріп, «ЭҚК көзі – тұрақты ток қозғалтқышы» бағдарламасын жүргізіңіз.
• Ашылатын тізімнен және бағдарламаны енгізу бетінен М1 қозғалтқышын жүргізу және тежеу режімін таңдап, оларға сәйкес виртуалды реле ұстамасын таңдаңыз, мысалы бар ұсынылған көрсеткішті қалдырыңыз.
• Ашылатын тізімнен, жиналған сұлбаға сәйкес М1 қозғалтқышын қоздыру түрін таңдаңыз.
• G1 қорек көзін қосыңыз. Оның шығысында фаза кернеуі бар екендігін көрсететін жарық диодтары жанып белгі беруі керек.
• Тұрақты ток қозғалтқышының G2 қорек көзін қосып және реттегіш тұтқасын бұрай отырып, «Зәкір» шығысындағы кернеуді қойыңыз, мысалы 200 В-қа тең.
• G3 автотрансформаторының «Сеть»ажыратқышын қосыңыз.
• G3 автотрансформаторының реттегіш тұтқасын сағат тілі бойынша, мысалы 0,5 айналымға бұраңыз.
• Экспериментте пайдаланылатын барлық құрылғылардың «Сеть» ажыратқыштарын қосыңыз.
• G2 қорек көзінің «Вкл» батырмасын басыңыз.
• Виртуалды «Запустить» батырмасын басып электр жетектерін басқару пультін жүргізіңіз.
• Виртуалды «Пуск» батырмасын басып, М1 қозғалтқышын жүргізіңіз.
• Виртуалды «Стоп» батырмасын басып, М1 қозғалтқышын тоқтатыңыз.
• Монитор экранында электр жетек координаталары мен көрсеткіштерінің өзгеруін және нақты уақыттағы электр қозғалтқышының механикалық сипаттамасын қадағалаңыз.
• «Остановить» виртуалды батырмасын басып және электр жетек координаталары мен көрсеткіштерінің уақыттан тәуелділігін сараптаңыз.
• Эксперименттердің аяқталуына орай, оларда пайдаланылған барлық блоктарды өшіріңіз.
6. «ЭҚК көзі – тұрақты ток қозғалтқышы» бағдарламасын қолдануға ұсыныс.
• Электр жетектерінің А2, А3 және А5 ажыратқыштарының жағдайын виртуалды басқару пультінде бейнеленген оның сұлбасында әртүрлі уақыт моментінде бақылаңыз. Ажыратқыштардың жасыл түсі, олардың ажырап тұрғанын, ал қызыл – қосылып тұрған жағдайын білдіреді.
• Графиктердегі координата нүктелерін анықтау үшін, экранда ағымды координаталарды бейнелеп көрсететін тышқанды пайдаланыңыз.
• Масштабқа келтіруді, графиктен тышқанның солжақ пернесін жібермей басу арқылы солдан оңға және жоғарыдан төмен манипуляторды ығыстыра жылжытумен іске асырады. Бастапқы масштабқа әкелу, манипуляторды кері ығыстыру арқылы іске асады – оңнан солға және төменнен жоғары.
• Координата осьтеріне қатынасты графиктерді сәйкес нысанға жылжыту, тышқанның оң жақ пернесін басып және ұстап тұрып оны қажетті жаққа біруақытта жылжытуға болады.
• Сәйкес виртуалды батырманы немесе «Пробел» пернесін басып, механикалық сипаттаманы тұрғызу аумағын тазалап алыңыз.
7. Бақылау сұрақтары
1. Тізбектей қоздырылатын ТТҚ номиналдан 25 %-тен аз жүктемеде неге қосылуға рұқсат етілмейді?
2. Тізбектей қоздырылатын қозғалтқыштарда айналу жиілікті реттейтін қандай әдістер бар?
3. Тізбектей қоздырылатын ТТҚ-тары негізінде қандай механизмдердің жетегі үшін пайдаланылады?
4. Тізбектей қоздырылатын ТТҚ-тарын қосқан кезде неге қарапайым сұлба бойынша генераторлық тежеу режімі мүмкін емес?