DC-Servo mit industrieller Gleichstrommaschine

E2.6.2.1 DC-Servo mit industrieller Gleichstrommaschine

DC-Servos haben ein großes Anwendungsspektrum, die hoch dynamische Regelung war lange nur mit diesen möglich. Sie wurden in vielen Anwendungen durch permanent erregte Synchronmaschinen ersetzt. Der erhöhte Wartungsaufwand und die geringere Effizienz der Gleichstrommaschinen ist die Ursache. Eine moderne winkelorientierte Drehzahlregelung setzt eine inkrementale Drehwinkelerfassung voraus.

Lernziele

• Optimieren von Regelkreisen
• 2 und 4 Quadranten Regelung
• statische Drehzahlregelung
• dynamische Drehzahlregelung
• hoch dynamische Drehzahlregelung
• Positionsregelung

• Sprungantwort

Der Lernende analysiert an dem Gleichstromantrieb den Aufbau und Funktion eines DC-Servo-Antriebes. Mit Messungen und Berechnungen wird versucht, den Antrieb für seine Anwendungen zu optimieren.

• Ermitteln der Regeldifferenz
•  Analyse der Belastungen bei Sprung der Führungsgröße
• Anfahren der Stabilitätsgrenzen

Highlights:

• Die Messungen werden mit dem Converter Controller CASSY durchgeführt.
• Alle Messkanäle sind potenzialfrei und können somit frei verwendet werden.
• Alle Messungen können mit oder ohne Computer durchgeführt werden. 
• Zum Schutz gegen Überhitzung ist die Ständerwicklungen der Gleichstrommaschinen mit Temperaturfühlern ausgerüstet.
• Die Gleichstromnebenschlussmaschine verfügt über ein didaktisches Klemmbrett mit Aufdruck des Wicklungsschemas.

Das  Converter Controller CASSY  ist in allen Funktionen direkt über das Display, das Drehrad und die auf dem Gerät befindlichen Tasten schnell bedienbar. Alle Einstellungen und Messergebnisse lassen sich auf dem Gerät speichern und später wieder schnell aufrufen oder einfach herunterladen.

Zusätzlich ist das  Converter Controller CASSY vollständig in Echtzeit über RJ45-Ethernet, W-LAN und USB-C Schnittstellen steuerbar.

Diese Schnittstellen können von folgender Software genutzt werden:

• CASSY Lab 2 für Antriebe und Energiesysteme,
• MATLAB® und LabVIEW ™
• Lab Docs Editor Advanced

Für die lokale Medienanbindung von mindestens    vier Endgeräten gleichzeitig stehen folgende integrierte Server im   Converter Controller CASSY zur Verfügung.

Näheres entnehmen Sie den Produktdaten   7735290 oder 7735291 Converter Controller CASSY.

Die Ausstattung eignet sich gleichermaßen für Schüler- und Studentenversuche im Labor mit Niederspannung (Gleichstrom, Wechselstrom und Drehstrom) und -bei fahrbarem Versuchsstand - für die Lehrerdemonstration im Klassenzimmer  oder Hörsaal. Die Durchführung der Versuche erfolgt nach Handbuch.

Als Zielgruppe werden Auszubildende der gewerblichen Wirtschaft und Studenten der Fachrichtung Elektromaschinenbau angesprochen. Der Kurs bietet Versuche auf mittlerem Niveau für die Berufsschule und erlaubt gleichzeitig die notwendigen Einsichten in das Maschinenverhalten für eine wissenschaftliche Interpretation in der Bachelorausbildung. Durch die Medienanbindung sind die Versuche für die Demonstration in der Klasse oder einem Hörsaal geeignet.

In folgenden Ausstattungen gibt es noch erweiterte Versuche der Antriebstechnik:

• E2.5.2.2 Vierquadrantenbetrieb einer Gleichstrommaschine mit einer IGBT H-Brückenschaltung
• E2.5.4.5 Betriebsverhalten von drehzahlvariablen Gleichstrommaschinen unter Last

Themen

• Kopplung von Motor und Kommutierungsgeber
• Stationäres Verhalten
• Messung des Motorstromes
• Variation der Modulationsfrequenz
• Dynamisches Verhalten
• Struktur der Regelung
• Untersuchung der Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit des maximalen Grenzstromes
• Positionsregelung mit und ohne unterlagerten Strom- und Drehzahlreglern
• Untersuchung der Positionierzeit und des Überschwingens in Abhängigkeit von Drehzahl- und Stromgrenze sowie Rampenzeit