Cuprins

Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.

Extras din document

Cuprins
Introducere 2
Capitolul 1 Masina de curent continuu 4
1.1. Motorul de current continuu 4
1.2. Modularea impulsurilor in durata 21
Capitolul 2 Moduri de comunicare proces - calculator 25
2.1. Comunicarea paralela 25
2.2. Comunicarea seriala 30
Capitolul 3 Conversia semnalelor 40
3.1. Conversia magistrala paralela/magistrala I2C 40
3.2. Convetorul analog - numeric 47
3.3. Convetorul numeric - analog 52
Capitolul 4 Proiectarea unor blocuri functionale 55
4.1. Schema bloc a standului 55
4.2. Modulul PWM 56
4.3. Modulul de achizitie 57
Capitolul 5 Scheme electronice 71
5.1. Sursa de alimentare 71
5.2. Regulatorul PWM 73
5.3. Placa de achizitie 74
5.4. Placa de relee 79
5.5. Module de adaptare 80
Capitolul 6 Manual de utilizare al standului 83
Anexa1 Cablajul placii de achizitie
Anexa2 Caracteristici ale circuitelor utilizate
Anexa3 Elemente ale aplicatiei software
Bibliografie
Stand experimental pentru actionari electrice Cuprins
1

Alte date

?Capitolul 1 Masina de curent continuu

1.1 Motorul de curent continuu

Masina de curent continuu este o masina electrica rotativa, reversibila, care realizeaza conversia energiei electrice in energie mecanica – la functionarea in regim de motor electric – sau a energiei electrice in energie mecanica – la functionarea in regim de generator. Conversia energiei se realizeaza in regim electrocinetic stationar (de curent continuu, cu ; constant; constant).

Masinile de curent continuu sunt cele mai vechi masini electrice rotative, construindu-se si in prezent pentru puteri nominale de la zeci de wati pana la mii de kilowati, intr-o gama larga de turatii de tensiuni.

Utilizarea acestuia in regim de motor se recomanda in sistemele de actionare electrica in care regimul dinamic (porniri, opriri, franari, inversari de sens, modificari ale vitezei de rotatie) sunt frecvente. Astfel, motoarele de curent continuu se folosesc in tractiunea electrica, metalurgie, instalatii de foraj cu actionare electrica, in actionarile reglabile ale masinilor unelte etc.

Ca generatoare, masinile de curent continuu se folosesc la alimentarea infasurarilor de excitatie ale generatoarelor sincrone din centralele electrice si din cadrul grupurilor electrogene, la sudarea cu arc electric de curent continuu (generatoare de sudura), generatoare auto (dinamuri) etc.

Campul magnetic inductor este in cele mai multe cazuri produs de curentul electric de conductie care strabate infasurarea de excitatie (inductoare) plasata pe stator (unele masini speciale, de putere redusa au campul magnetic determinat de magneti permanenti).

Tensiunile electromotoare induse in infasurarea rotorica (conform legii inductiei electromagnetice) sunt redresate prin intermediul colectorului (solidar cu arborele rotorului) si al periilor colectoare (solidare cu statorul) care „calca” pe colector. Ansamblul perii-colector permite transformarea energiei din exterior in rotor sau invers, in cazul functionarii in regim de generator.

Ca orice alta masina electrica rotativa, masina de curent continuu este alcatuita din cele doua subansambluri fundamentale: statorul si rotorul.

Statorul, partea fixa a masinii, are rolul de inductor si cuprinde: carcasa, circuitul magnetic statoric, circuitul electric statoric, scuturile, dispozitivul portperii si portperiile

Rotorul, are rolul de inductor si se compune din: arborele masinii, circuitul magnetic rotoric, infasurarea rotorica, colectorul si ventilatorul masinii.

Dupa modul in care se alimenteaza infasurarea de excitatie masinile de curent continuu se clasifica in:

- masini de curent continuu cu excitatie separata sau independenta, la care infasurarea de excitatie se alimenteaza de la o sursa separata;

- masini de curent continuu cu autoexcitatie, la care infasurarea de excitatie se alimenteaza de la bornele indusului. Din aceasta categorie fac parte:

? masinile de curent continuu cu excitatie derivatie (infasurarea de excitatie in paralel cu infasurarea indusului);

? masini de curent continuu cu excitatie serie (infasurarea de excitatie conectata in serie cu infasurarea indusului);

? masinile de curent continuu cu excitatie mixta (cu doua infasurari de excitatie, una conectata in serie cu indusul si una conectata in paralel cu acesta).

1.1.1 Principiul de functionare al motorului de curent continuu cu excitatie separata

Consideram o masina de curent continuu cu excitatie independenta pe care dorim sa o utilizam in regim de motor la antrenarea unei masini de lucru ML. În acest scop, infasurarea de excitatie (de pe armatura statorica) avand spire de rezistente si rezistenta (eventual inserata cu un reostat de camp de rezistenta RC) se alimenteaza de la o sursa de tensiune continua cu tensiunea . Solenatia a infasurarii de excitatie parcurse de curentul , va determina un camp magnetic de inductie , constant in timp dar cu o distributie spatiala sinusoidala si un flux magnetic inductor , ale carui linii se inchid prin intrefier, circuitul magnetic rotoric, polii si circuitul magnetic statoric.

Concomitent, infasurarea rotorica avand rezistenta si un numar total de conductoare (eventual inserata cu un reostat de pornire de rezistenta ) se alimenteaza, prin contactul alunecarii perii-colector, de la o sursa de tensiune continua de valoare . Asupra conduc-toarelor rotorice parcurse de curentul si aflate in campul magnetic determinat de

infasurarea de excitatie vor actiona forte de tip Laplace, proportionale cu fluxul magnetic inductor si curentul prin indus . Asupra fiecarei spire rotorice vor actiona forte perechi, egale si de sensuri contrare, determinand astfel cupluri elementare, iar asupra celor N spire rotorice se va exercita un cuplu electromagnetic rezultant:

, (1)

care este un cuplu activ (motor) ce pune in miscare rotorul daca este indeplinita conditia:

,

unde este cuplul rezistent.

Viteza de rotatie a rotorului va creste continuu atata timp cat cuplul de accelerare:

, (2)

este diferit de zero si se va stabiliza in momentul in care:

, adica .

În acest mod, masina de curent continuu cu excitatie separata a realizat conversia energiei electrice, primite pe la bornele celor doua infasurari, in energie mecanica, antrenand masina de lucru ML.

Schema de principiu a motorului de curent continuu cu excitatie separata este prezentata in fig. 2.

Dupa cum rezulta din relatia (1), inversarea sensului de rotatie se poate realiza fie prin inversarea sensului curentului prin indus , fie prin schimbarea sensului curentului de excitatie (respectiv a fluxului ).

În infasurarea rotorica aflata in miscare de rotatie in campul magnetic inductor se va induce si o tensiune contraelectromotoare , proportionala cu viteza de rotatie si fluxul magnetic inductor:

. (3)

Prin aplicarea teoremei a II-a a lui Kirchhoff circuitului indusului se obtine modelul matematic al acestuia care stabileste legatura dintre tensiunea contraelectromotoare , curentul prin indus si tensiunea la bornele acestuia:

. (4)

Ansamblul relatiilor (1) – (4) la care se adauga modelul infasurarii de excitatie:

(5)

si ecuatia implicita: , reprezinta modelul matematic in regim stationar al motorului de curent continuu cu excitatie separata.

În procesul conversiei electromecanice a energiei, in motor au loc pierderi de putere si energie care sunt evidentiate in mod sugestiv de diagrama bilantului de puteri prezentata in figura 5.

Bilantul de puteri al motorului de curent continuu cu excitatie independenta se obtine din modelul matematic in regim stationar al acestuia. Astfel, prin inmultirea relatiei (5) cu se obtine:

(6)