Allgemeinen Teil

Labor
RegelkreisI
Allgemeinen Teil
Titel der Übung: Regelkreis
Übungsnummer: 4.2
Übungsplatz: 4
Datum der Übung: 4.3.2006
Klasse: 4BHELI
Schriftführer: Schuster
Übungsteilnehmer: Kettinger Patrick
Schuster Bernhard
Zellner Christopher
Zimmermann Stefan
Inhaltsverzeichnis
Allgemeiner Teil
Inhaltsverzeichnis
1. Streckenglied identifizieren
2. Strecke identifizieren
3. Erstellung eines Messwertumformers
Datenblatt von PWM und OPV
Messprotokoll
Inventarliste
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1. Streckenglied identifizieren
Für das Streckenglied war eine Serienschaltung einer Spule und eines Shuntwiderstandes
vorgesehen. Wir mussten zuerst den Widerstand der Spule messen.
Messschaltung:
Widerstand der Spule: 10,7 Ohm bei 1200 Windungen
Nun konnten wir die Schaltung für das Streckenglied aufbauen.
Messschaltung:
Als wir die Schaltung aufgebaut hatten, sollten wir die Einschaltzeit tein vom Osziloskop
ablesen.
tein = 2,5 x 0,63 = 2,5 ms – 3 ms
Die Übertragungsfunktion dieser Strecke lautet
G(s) = (1/R)/(1+L*s/R)
und somit stellten wir fest, dass es ein PT1-Glied war.
Bemerkung: Da der Shuntwiderstand zu klein war und ein Rauschverhalten festgestellt
wurde, wurde der Shuntwiderstand ausgetauscht.
Erkenntnis: Da wir die Schaltung ohne Schalter aufgebaut hatten, sprang die Spannung rauf
und runter. Daher wurde von uns ein Schalter hinzugefügt.
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Messschaltung mit Schalter:
Erkenntnis: Am Osziloskop wurde zunächst ein Einschwingvorgang festgestellt. Daher
wurde das Osziloskop so eingestellt, dass die richtige Sprungantwort angezeigt wurde. Da der
Schalter prellt, musste mehrmals ein- bzw. ausgeschalten werden.
Bild am Osziloskop:
2. Strecke identifizieren
Nun sollten wir eine Schaltung für die Strecke, die wir in der Vorbesprechung erhalten hatten,
aufbauen und prüfen, ob man mit dieser Strecke Strom regeln kann.
Messschaltung:
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Bemerkung: Anstatt eines Shuntwiderstand wurde ein Strombildner verwendet. Außerdem
wurde der Transistor auf einem Steckbrett aufgebaut.
Strombildner: Ein Stromwandler ist ein Gerät zum Messen großer Ströme. Für
niederfrequente Wechselströme benutzt man im Regelfall einen Transformator mit nur
wenigen Primär- und vielen Sekundärwicklungen, der mit der Last in Reihe liegt. An der
Sekundärwindung kann bei Leerlauf eine hohe Spannung anliegen, weshalb er nie ohne
Lastwiderstand an der Sekundärwicklung betrieben werden darf.
PWM (Pulsweitenmodulator): Die Pulsweitenmodulation (PWM) ist eine Modulationsart
bei der eine technische Größe (z. B. elektrischer Strom) zwischen zwei Werten wechselt.
Dabei wird das Tastverhältnis bei konstanter Frequenz moduliert. Ein PWM Signal wird
allgemein über einen Tiefpass demoduliert. Die resultierende demodulierte technische Größe,
entspricht dem Integral und damit der Fläche unter der modulierten Größe.
Erkenntnis: Der Strom kann von 1V-9V geregelt werden.
Auf dem Osziloskop konnte nun das Schaltverhalten aufgezeichnet werden:
Schaltverhalten bei 1Ampere:
Als nächstes sollte ein Messwertumformer gemacht werden, um bei 1A 9 Volt zu erreichen.
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3. Erstellung eines Messwertumformers
Der Messwertumformer ist dazu da, um von einer Spannung von 500mV auf eine Spannung
von 9V umzuwandeln.
Messschaltung:
Bemerkung: Die Beschaltung des OPV wurde am Datenblatt abgelesen.
Außerdem ist uns ein Fehler unterlaufen. Wir haben den Messwertumformer so
dimensioniert, dass bei 2A von 0-10V regelt und nicht wie gefordert mit 1A.
Der Messwertumformer sollte wie folgt in die Schaltung eingefügt werden:
Bemerkung: Da wir zu wenig Zeit hatten, die weiteren Elemente des Regelkreise aufzubauen
mussten wir nach dem Aufbau des Messwertumformers mit dieser Übung
aufhören. Weiters sind die Datenblätter des PWM und des OPV´s beigefügt.
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