CC BY
45
Рис. 1. Структурная схема модели для исследования асинхронной виртуальной машины
В полученных виртуальных лабораторных работах выполнено исследование переходных процессов в асинхронном двигателе, сняты рабочие и искусственные механические характеристики при различных значениях добавочного сопротивления в цепи ротора, напряжения и частоты питающей сети.
Большим плюсом разрабатываемых лабораторных работ является то, что виртуальную лабораторию можно использовать в дистанционном обучении студентов и в различных учебных заведениях, где нет возможности поработать в реальной лаборатории. Единственное, что необходимо для работы виртуальной лаборатории, это наличие персонального компьютера, который в наше время является общедоступным и имеется в каждом учебном заведении.
Гнаевский С.Н., Козлитин Л. С.
ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, УПРАВЛЯЕМЫЙ ОТ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
В основе развития электроники лежит непрерывное усложнение функций, выполняемых электронными устройствами. На определённых этапах становится невозможным решать новые задачи старыми электронными средствами. Таким образом, появляются предпосылки для дальнейшего совершенствования элементной базы. Основными факторами, вызывающими необходимость разработки электронных устройств на новой элементной базе, являются повышение надёжности, уменьшение габаритов, массы, стоимости и потребляемой мощности. Последние годы XX столетия ознаменовались чрезвычайно интенсивным развитием полупроводниковых преобразователей электрической энергии, чему способствовало два обстоятельства:
1) успехи в производстве мощных силовых транзисторов с изолированным затвором - полевых транзисторов со структурой металл - окисел - полупроводник (МОППТ);
2) разработка надёжных микропроцессорных устройств управления -встраиваемых микроконтроллеров - с хорошими вычислительными возможностями и развитой интегрированной периферией (аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями, таймерами, широтно-импульсными модуляторами, параллельными и последовательными портами ввода-вывода).
Преобразователь постоянного напряжения - это устройство, предназначенное для плавного регулирования выходного напряжения. Реверсивные преобразователи позволяют также изменять его полярность.
Рассматриваемые далее преобразователи регулируют выходное напряжение в сторону уменьшения относительно напряжения питания.
Принцип их работы основан на преобразовании постоянного напряжения в последовательность импульсов неизменной или чередующейся полярности с изменяемой относительной длительностью с помощью транзисторных ключей. Выходной величиной преобразователя считается постоянная составляющая напряжения С/о, которая для однополярных импульсов (рис. 1 а) определяется выражением:
11о=ип*Кз, (1)
а для двуполярных (рис.1 б) определяется как:
ио=ип*(2Кз-\), (2)
где Кз = Т / Т -коэффициент заполнения импульсов; Ш -напряжение питания.
Регулирование напряжения преобразователя постоянного напряжения осуществляется изменением коэффициента заполнения импульсов Кз изменением длительности импульсов ^ при постоянной частоте (широтно-импульсный преобразователь ШИП).
Широтно-импульсное управление обеспечивает неограниченный диапазон регулирования при наименьшем уровне пульсаций тока, поэтому применяется наиболее часто.
Используется симметричный и несимметричный способы управления ключами. При симметричном способе управления напряжение на нагрузке всегда двуполярное т.е. происходит двуполярная модуляция, а при несимметричном однополярное т.е. однополярная модуляция.
Исследуемый преобразователь собирается из двух блоков - блока микроконтроллера и силового блока, выполненных в виде отдельных печатных плат (рис. 2).
Силовая часть преобразователя состоит из четырёх полевых транзисторов с изолированными затворами УТ1 - УТ4, соединенных по мостовой схеме.
им
3)
им
♦к
т
Т ,
б)
Рис. 1. Форма выходного напряжения ППН: а - однополярное; б - двуполярное
Транзисторы управляются драйверами 001,002 (1112104), которые получают импульсы с блока микроконтроллера, где реализован ШИМ с различными способами управления
Всё это выполнено в качестве лабораторного стенда, в который входит блок микроконтроллера, силовой блок на полевых транзисторах, источники питания, элементы нагрузки, персональный компьютер с программатором для внутрисистемного программирования микроконтроллера. С его помощью происходит ознакомление с основными характеристиками транзисторных преобразователей постоянного напряжения, а также приобретения практических навыков в их настройке и экспериментальных исследованиях.
Рис. 2. Схема электрическая принципиальная преобразователя
Грачёв С.М., Бункин П. Я.
УНИВЕРСАЛЬНАЯ НАГРУЗОЧНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА МОЩНОСТЬЮ ДО 10 КВТ
Невозможно создать электропривода, отвечающие определенным техническим условиям, без их испытаний под нагрузкой. Для этого применяют устройства, которые используют механические, электрические, индуктивные, противо ЭДС и другие способы создания нагрузки. Например, в качестве механического нагрузочного устройства используют различные фрикционные соединения, в которых мощность нагрузки образуется за счёт создания в основном сил трения, расходуемых на нагрев.
В электрическом нагрузочном устройстве, например бочке с водой, в которую вставлены электроды, потребляемая мощность расходуется на нагрев воды. Но для этого к валу нагружаемого электродвигателя необходимо присоединять генератор, нагружение которого питает электроды.
В индуктивном нагрузочном устройстве, например тормозе Панасенкова, нагрузка создаётся за счёт механического противодействующего момента.
При использовании нагрузки, создаваемой с помощью противо ЭДС, расходуемая энергия отдаётся в сеть двигателем нагрузочного агрегата. Данный метод требует кроме генератора, соединённого с исследуемым электродвигателем, дополнительного нагрузочного устройства, состоящего из электродвигателя и генератора, включенных встречно генератору, соединенного механически с исследуемым электродвигателем. В качестве нагрузочного устройства вместо машинного агрегата можно использовать тиристорный преобразователь, работающий в инверторном режиме.
Наилучшим, с точки зрения обеспечения всех необходимых режимов работы электропривода, является последнее нагрузочное устройство. Оно обеспечивает широкий диапазон регулирования нагрузки , является наиболее экономичным и может создавать нагрузку как в двигательном, так в генераторном и тормозном режимах, в отличии от других нагрузочных устройств.
Создание работоспособного нагрузочного устройства требует выполнения определённых расчётов и настроек. В данной работе сделана попытка создания теоретической модели подобного нагрузочного устройства, которая была рассчитана и смоделирована в программе МАТЬАВ. На рис.1 изображена схема предлагаемой модели нагрузочного устройства. В ней отображены исследуемый электродвигатель (элементы схемы \\^1(р), \¥2(р), \¥3(р), \\^4(р), \\^5(р)); нагрузочное устройство, состоящее из генератора с передаточной функцией \У9(р), тиристорного преобразователя \\^12(р), регулятора тока 'УЛЗ(р), звена токовой обратной связи \¥11(р) и задатчика уровня нагрузки \¥14(р). Так как исследуемый электродвигатель и генератор сидят на одном валу, т.е. имеют одинаковую скорость
