Методические указания по подготовке к выполнению и выполнению лабораторной работы Описание лабораторного стенда (стр. 17 из 20)

Таким образом, доказано, что вектора

, и равны по величине и сдвинуты по фазе друг относительно друга на фазовый угол .

Для определения принадлежности тройки симметричных векторов

, и определенной последовательности (прямой или обратной) сравним два треугольника и . По построению, в этих треугольниках по две одинаковые стороны - и (по построению) и, кроме того, равны углы, заключенные между этими сторонами. Из построения диаграммы следует очевидное равенство . В треугольнике величина угла вычисляется по формуле . Равенство углов в рассматриваемых треугольниках свидетельствует об их равенстве и, следовательно, о принадлежности вектора к тройке векторов прямой последовательности.

Схемно-технический способ формирования электрического сигнала, пропорционального величине напряжения прямой последовательности представлен на рисунке 3.28. Для его реализации на каждое из линейных напряжений генератора следует включить две резистивные цепочки. Первая из них выполнена на двух резисторах

с равными сопротивлениями. С помощью этой цепочки формируются электрические потенциалы, которые соответствуют точкам векторной диаграммы. Вторая цепочка состоит из резистора и конденсатора . Если параметры активной и реактивной составляющих сопротивления этой цепочки выбирать с соблюдением равенства , то электрические потенциалы точек схемы будут соответствовать потенциалам одноименных почек векторной диаграммы.

При равенстве напряжений тройки векторов прямой последовательности можно, как это показано на рисунке 3.28, воспользоваться одним из напряжений прямой последовательности для формирования входного сигнала измерительного органа. Использование других напряжений прямой последовательности целесообразно или для резервирования преобразователя напряжения, или для снижения величины пульсаций входного сигнала измерительного органа.

Отметим, что сведение регулируемого напряжения генератора переменного тока к пропорциональной величине напряжения постоянного тока позволяет построить схему измерительного органа регулятора напряжения, инвариантную к типу генератора. Это обстоятельство способствует унификации структуры регулятора напряжения, что очень важно для создания надежных устройств управления.

Независимо от типа регулятора напряжения входное напряжение измерительного органа (регулируемое напряжение) всегда существует в виде

. Если для обозначения текущего значения входного напряжения измерительного органа регулятора использовать единый символ , то для всех режимов работы регулируемого генератора должно выполняться соотношение

. Любые отклонения напряжения за указанные допусковые границы анализируются устройствами защиты, задачей регулятора напряжения является удерживание регулируемого напряжения в заданных границах при предписанных условиями эксплуатации режимах работы генератора.

Непосредственной задачей измерительного органа является преобразование входного напряжения

к виду электрического сигнала, удобному для использования в смежном структурном звене регулятора напряжения. Если вход смежного структурного звена представить сопротивлением , то выходной сигнал измерительного органа должен формироваться или в виде определенного диапазона изменения тока в нагрузке , или в виде определенного диапазона изменения напряжения на нагрузочном сопротивлении .

Применительно к настоящей лабораторной работе, задачей измерительного органа является преобразование входного напряжения

в определенный закон изменения тока в обмотке управления магнитного усилителя с самонасыщением.

На рисунке 3.29 представлены наиболее экономичные варианты функциональной схемы измерительного органа. В варианте «а» обмотка управления магнитного усилителя подключена непосредственно на регулируемое напряжение

, а ток в обмотке управления может изменяться в границах ( ). Если граничные значения тока управления , не соответствуют нормальному режиму работы магнитного усилителя, то их можно изменить, включив обмотку управления по схеме «b». Действительно, варьируя величиной ЭДС эталонного источника (меняя соотношение между величинами напряжений и ) можно получить любой вариант расположения выходной характеристики измерительного органа относительно уровня регулируемого напряжения.

Рисунок 3.29. Функциональная схема измерительного органа

Создание эталонного источника питания не вызывает затруднений, если объектом регулирования является генератор переменного тока или вентильный генератор. Для этого можно использовать дополнительную обмотку в каждом из трансформаторов, с помощью которых формируется величина регулируемого напряжения. Если объектом регулирования является коллекторный генератор постоянного тока, то источник эталонной ЭДС будет иметь более сложную структуру.

Универсальность схеме измерительного органа придает использование в ней нелинейных элементов для процедуры формирования величины эталонного напряжения.

Возможные схемные варианты измерительного органа регулятора напряжения представлены на рисунке 3.30.

Рисунок 3.30. Технические схемы измерительных органов

Рассмотрим особенности выбора элементов измерительного органа применительно к схеме (рисунок 3.30,

), использованной в лабораторной работе.

В рамках статического режима работы функциональные свойства измерительного органа определяются тремя параметрами:

- величиной напряжения настройки регулятора, которое может быть любым, но единственным из диапазона

;