Описание лабораторной установки. Лабораторная работа №3

Лабораторная работа №3

Исследование релейной автоматической системы регулированиянапряжения генератора постоянного тока.

 

Цель работы.

Экспериментальное исследование релейнойавтоматической системы регулирования напряжения генератора постоянного тока.

 

Теоретическое введение

Большинство релейных САР можно представить, как показано на рис.3.1. Здесь НЧ – непрерывная часть, а РЭ – релейный элемент. Релейный элемент осуществляет квантование непрерывного сигнала X по уровню, преобразуя его в дискретный сигнал Y.

Рис.3.1. Функциональная схема релейной САР

Релейный элемент – это звено релейного действия, статическая характеристика которого может иметь вид одной из характеристик, приведенных на рис.3.2. Релейным элементом в системе может быть просто реле (электрическое, пневматическое и т.п.), транзисторный релейный усилитель (триггер Шмидта) и т.д.

Рис.3.2. Статические характеристики релейных характеристики

Релейный элемент функционально может быть любым звеном управляющего устройства САР (чувствительным, усилительным, исполнительным) или входить в состав объекта управления.

Описание лабораторной установки

На рис.3.3 представлена схема лабораторного стенда релейной автоматической системы регулирования напряжения генератора постоянного тока с двухпозиционным транзисторным релейным усилителем типа триггера Шмидта, который работает по принципу отклонения регулируемой величины – напряжения. Напряжение генератора измеряется делителем напряжения (R3 и R4) и сравнивается с напряжением эталонного элемента – стабилитрона VD1. Разность сравниваемых напряжений поступает на вход релейного усилителя, представляющего собой несимметричный триггер с эмиттерной связью, который периодически подключает обмотку возбуждения L генератора к напряжению питания. Повышение напряжения генератора вызывает срабатывание реле и отключение обмотки возбуждения от напряжения питания. Благодаря этому происходит уменьшение тока возбуждения и напряжения генератора с постоянной времени обмотки возбуждения, которая при этом замыкается через диод. При снижении напряжения на делителе ниже порогового значения эталонного элемента – стабилитрона, релейный элемент вновь подключает L на напряжение питания; ток возбуждения и напряжение генератора увеличивается. Далее процесс повторяется.

 

Рис.3.3. Принципиальная схема лабораторного стенда релейной САР напряжения генератора

 

В установившемся режиме ток возбуждения генератора колеблется относительно некоторого среднего значения, определяющего среднее значение напряжения генератора. Благодаря инерционности цепей генератора колебание его напряжения относительно среднего значения невелико, но оно должно быть достаточным для обеспечения работы реле. Регулятор осуществляет интегральный учет всех возмущающих факторов. Изменение возмущений (ток нагрузки, частота вращения генератора и т.д.) приводит к отклонению напряжения от установившегося значения автоколебаний и длительному положению реле в одном из крайних положений. После чего появляется новый установившийся режим автоколебаний с другой частотой и скважностью, соответствующий режиму генератора. Уставку регулирования напряжения можно изменять с помощью переменных резистора R3.