Основы электропривода и преобразовательной техники с МПСУ
Артикул: НТЦ-07.25
Цена: предоставляется по запросу
Код стенда с 2012г.: | НТЦ-07.25 |
Код стенда до 2012г.: | НТЦ-25.000 |
Количество выполняемых работ: | 20 |
Источник питания: | 3~220/127В 50Гц |
Потребляемая мощность: | 500 Вт |
Рекомендуемое дополнительное оборудование: | осциллограф |
Лабораторный стенд предназначен для изучения автоматизированного электропривода, силовой преобразовательной техники, систем управления электроприводами и систем автоматического управления.
Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:
- Исследование статических МХ и ЭМХ ДПТ-НВ.
- Снятие естественных и искусственных статических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в трёх квадрантах.
- Исследование статических МХ и ЭМХ АД-КЗ.
- Снятие естественных и искусственных статических характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в трёх квадрантах.
- Исследование аналоговой системы ИФУ однофазного УВ.
- Исследование схемы и принципа формирования управляющих сигналов в СИФУ вертикального действия.
- Исследование однофазного УВ.
- Исследование работы однофазного управляемого выпрямителя на активную, активно-индуктивную нагрузку и на противо-ЭДС.
- Исследование трёхфазного УВ.
- Исследование работы трёхфазного управляемого выпрямителя на активную, активно-индуктивную нагрузку и на противо-ЭДС.
- Исследование трёхфазного ШИП.
- Исследование схемы и принципа работы широтно-импульсного преобразователя на IGBT-транзисторах.
- Исследование трёхфазного АИ.
- Исследование схемы и принципа работы автономного инвертора напряжения на IGBT-транзисторах.
- Экспериментальное определение момента инерции.
- Определение момента инерции спарки методом свободного выбега.
- Исследование статических МХ ДПТ-НВ в тормозных режимах работы.
- Снятие статических характеристик динамического торможения, генераторного режима и режима противовключения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
- Исследование способов торможения ДПТ-НВ.
- Исследование динамического торможения и торможения противовключением двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
- Исследование реостатного пуска ДПТ-НВ.
- Исследование реостатного пуска в функции времени, ЭДС, скорости и тока якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
- Исследование процессов пуска ДПТ-НВ.
- Исследование влияния напряжения якоря и потока возбуждения на процесс пуска двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
- Исследование процессов пуска АД-КЗ.
- Исследование влияния частоты и напряжения статора на процесс пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
- Исследование способов торможения АД-КЗ.
- Исследование динамического торможения и торможения противовключением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
- Исследование статических МХ АД-КЗ в тормозных режимах работы.
- Снятие статических характеристик динамического торможения, генераторного режима и режима противовключения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
- Исследование контура регулирования тока в системе ШИП-ДПТ.
- Расчёт регуляторов и исследование статических характеристик системы автоматического регулирования тока при различных коэффициентах обратной связи по току.
- Исследование контура регулирования скорости в системе ШИП-ДПТ.
- Расчёт регуляторов и исследование статических характеристик системы автоматического регулирования скорости при различных коэффициентах обратной связи по скорости.
- Исследование системы подчинённого регулирования в системе ШИП-ДПТ.
- Исследование статических характеристик системы подчинённого регулирования при пропорциональном и пропорционально-интегральном регуляторах скорости.
- Исследование импульсного датчика положения и частоты вращения.
- Исследование принципа формирования выходных сигналов, а так же схемы формирования аналогового сигнала скорости по импульсам датчика положения.
- Исследование системы позиционного регулирования в системе ШИП-ДПТ.
- Исследование системы позиционного регулирования.
Конструктивно оборудование состоит из двух частей:
- корпуса, в который установлено электрооборудование, электронные платы, лицевая панель и столешница интегрированного рабочего стола;
- машинного агрегата, в состав которого входит один электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения серии ПЛ062УХЛ4 (РНОМ=90 Вт, nНОМ=1500 об/мин, nМАКС=4500об/мин, UПИТ=220В), один асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР56А4У3 (РНОМ=120 Вт, nНОМ=1350 об/мин, UСТАТОРА Y/∆=380/220В, IСТАТОРА Y/∆=0,53/0,8А), оптический датчик скорости с определением направления вращения, маховик для создания инерционного момента.
В корпусе стенда размещены:
- Частотный преобразователь, предназначенный для формирования трехфазной сети переменного тока регулируемой частоты и напряжения питания асинхронного электродвигателя. Преобразователь построен на базе микроконтроллера MB90F562 (Fujitsu) и силового интеллектуального модуля PS11033 (Mitsubishi).
Контроллер служит для обсчетов входных (задания напряжения, частоты и тока динамического торможения) и выходных (ток, напряжение) сигналов преобразователя, организации обмена данных с ПК (RS-485), вывода измеряемых величин на лицевую панель стенда.
Силовой модуль включает в себя силовые цепи трехфазного мостового выпрямителя, трехфазного мостового инвертора на IGBT транзисторах, а также цепи драйверов и защиты (от токов короткого замыкания, недостаточного напряжения питания драйверов, неправильной подачи сигналов управления.)
Преобразователь частоты позволяет исследовать асинхронный электродвигатель во всех четырех квадрантах механической характеристики, а также реализовать динамическое торможение двигателя с регулируемым током. - Два широтно-импульсных преобразователя, предназначенные для питания цепи якоря, обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока или активно - индуктивной нагрузки.
Широтно-импульсные преобразователи реализованы на элементной базе Частотного преобразователя. Два его плеча используются для получения реверсивного ШИП, а оставшееся плечо используется в качестве нереверсивного ШИП для питания обмотки возбуждения ДПТ.
Реверсивный ШИП может работать в симметричном (поочередное диагональное включение) или несимметричном (диагональное включение одной пары транзисторов) режиме. - Трехфазный управляемый выпрямитель, предназначенный для исследования работы на активную, индуктивную и двигательную нагрузку. Выпрямитель построен на базе микроконтроллера ATMega163 (Atmel) и силовых тиристоров Т122-25. управляемый выпрямитель имеет два режима работы: трехфазный с управлением от микроконтроллера и однофазный с аналоговой системой импульсно-фазового регулирования.
- Модуль измерений, построенный на базе цифровых измерительных приборов и предназначенный для измерения и отображения тока в обмотке возбуждения двигателя постоянного тока, а так же измерения напряжения и тока между широтно-импульсными преобразователями и частотным преобразователем.
- Релейно-контакторное управление, которое позволяет выполнять:
- реостатный пуск электродвигателя постоянного тока в три ступени в функции: тока, ЭДС, скорости или времени;
- динамическое торможение электродвигателя постоянного тока в функции: тока, ЭДС, скорости или времени;
- торможение электродвигателя постоянного тока противовключением;
- динамическое торможение асинхронного электродвигателя и торможение противовключением.
микропроцессорное управление блоком релейно-контакторного управления позволяет: - измерять ток, напряжение и скорость ДПТ и запоминать их с интервалом 0,1 секунды в течение 10 секунд (всего 100 значений) после начала пуска/торможения. Это позволяет строить графики пуска/торможения без использования ПК;
- выдавать аналоговые сигналы пропорциональные току и скорости ДПТ; исследовать систему сервопривода на базе двигателя постоянного тока. Измерение скорости происходит по сигналам импульсного датчика положения (360 импульсов на оборот)
- Аналоговые регуляторы предназначены для исследования замкнутых систем:
- Одноконтурная стабилизации тока электродвигателя постоянного тока;
- Одноконтурная стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока с регулятором скорости;
- Двухконтурная стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока с регуляторами скорости и тока.
При этом Аналоговые регуляторы имеют регулируемые пропорциональные и пропорционально-интегральные обратные связи по скорости и по току.
- Резисторы в цепь якоря (три ступени);
- Резистор динамического торможения электродвигателя постоянного тока;
- Силовые пускатели релейной подсистемы
- Сбросовые резисторы энергии при перенапряжении на интеллектуальных модулях.
На лицевой панели изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы, изображенные на панели, разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых работ. На панели установлены коммутационные гнёзда, индикаторы цифровых приборов, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы. Так же на лицевую панель выведены контрольные точки входных, промежуточных и выходных сигналов силовой преобразовательной техники.
Контрольные точки:
- сигнал задания реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
- управляющие сигналы с микроконтроллера на драйверы интеллектуального модуля всех ключей реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
- напряжение и ток на выходе реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
- напряжение и ток на выходе частотного преобразователя;
- управляющие сигналы с микроконтроллера на драйверы интеллектуального модуля частотного преобразователя;
- сигналы импульсно-фазового регулирования тиристорного выпрямителя;
- управляющие сигналы с микроконтроллера на тиристоры;
- напряжение и ток на выходе тиристорного выпрямителя;
- сигналы в замкнутой системе подчиненного регулирования.
Органы управления на лицевой панели стенда:
- задающий потенциометр для управления реверсивным широтно-импульсным преобразователем, тубмлер режима работы преобразователя (независимый/симметричный);
- задающий потенциометр широтно-импульсного преобразователя для питания обмотоки возбуждения электродвигателя постоянного тока (0 ÷ 500 мА);
- задающие потенциометры частотного преобразователя, позволяющие плавно менять задание выходной частоты (0 ÷ 89 Гц), выходное напряжение
(0 ÷ 220 В), ток динамического торможения асинхронного электродвигателя с фазным ротором (0 ÷ 5 А), ; - задающие потенциометры сигнала задания замкнутой системы, регулировки коэффициентов обратной связи по току и по скорости;
- задающий потенциометр угла открытия тиристорго регулятора, тумблер режима работы регулятора (трезфазный цифровой/ однофазный аналоговый);
- органы управления секундомером и тремя ступенями пуска;
- органы управления релейной подсистемой.
Для проведения работы необходимо собрать схему объекта исследования с помощью унифицированных перемычек, позволяющих собирать схемы без потери их наглядности.
Проведение лабораторных работ возможно как в ручном режиме, так и в режиме диалога с персональным компьютером.
К лабораторному стенду прилагается программное обеспечение и комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.
Программное обеспечение позволяет:
- повторять основные теоретические положения, исследуемые в лабораторной работе;
- проверять знания учащихся перед выполнением лабораторной работы (теоретические вопросы, правильность сборки схемы, знание аппаратной части, пошаговый контроль понимания выбора схемы проведения эксперимента и средств измерений для реализации конкретных учебных целей);
- выполнение лабораторных работ разного уровня сложности:
- в полностью автоматизированном режиме (базовый уровень);
- создавать собственные алгоритмы выполнения работ на основе блок-схем;
- создавать собственную методику выполнения лабораторной работы и расчетную часть исследовательской направленности;
- производить в реальном времени математические вычисления над измеряемыми электрическими величинами и их графическое отображение;
- сохранять полученные данные и работать с ними уже при выключенном стенде;
- экспортировать полученные данные (графики, осциллограммы, расчетные данные) в офисные программы для удобства последующего составления отчета.
Технические характеристики стенда: |
|
Питание |
3 ~ 220/127 В, 50Гц |
Потребляемая мощность, кВт не более |
0.5 |
Габаритные размеры стенда: |
|
Ширина, мм |
1310 |
Высота, мм |
1460 |
Глубина, мм |
600 |
Габаритные размеры машинного агрегата: |
|
Длина, мм |
400 |
Ширина, мм |
150 |
Высота, мм |
180 |
Вес оборудования, кг., не более |
85 |
Технические характеристики системы измерений: |
|
Количество отображаемых параметров на стенде |
13 шт. |
вольтметров |
2 шт. |
амперметров |
4 шт. |
частотомеров |
1 шт. |
измерителей скорости |
1 шт. |
скважность преобразователей |
2 шт. |
угол управления тиристорным регулятором |
1 шт. |
многофункциональное меню управления релейно-контакторной группой |
1 шт. |
Диапазон измеряемых напряжений |
от ±0,1 В до ±750 В |
Диапазон измеряемых токов |
от ±500 мкА до ±10А |
Диапазон измеряемых скоростей |
от ±1 рад/с до ±314 рад/с |
Диапазон измеряемых частот |
от 0 Гц до 89 Гц |
Диапазон измеряемых временных интервалов |
от 0,1 с до 9,9 с |
Диапазон регулирования скважности широтно-импульсных преобразователей | от 1 до 99 % |
Точность измерений, до |
1% |
Технические характеристики широтно-импульсного преобразователя: |
|
Номинальный ток |
±8 А |
Напряжение звена постоянного тока |
300 В |
Частота преобразователя |
8 кГц |
Перегрузка по току |
±16 А |
Технические характеристики частотного преобразователя: |
|
Мощность двигателя: |
400 Вт |
Номинальный ток: |
3 А |
Рабочий диапазон выходных напряжений: |
3~ 220 В |
Метод управления: |
синусоидальная ШИМ |
Диапазон управления по частоте: |
от 0 до 89 Гц |
Разрешающая способность по частоте: |
1 Гц |
Запас по перегрузке: |
150% от номин. выходного тока в течение 1 минуты (интегральная зависимость) |
Минимальные требования к ПК: |
|
Операционная система: |
Windows 7 |
Коммуникационные порты: |
USB 2.0 |
Процессор: |
Intel Core2Duo 2200 MHz |
Оперативная память: |
DDR2 2048 MB |
Жесткий диск: |
320 GB |
Видеоподсистема: |
Intel GMA 950 1280x1024 19” |
Устройства ввода информации: |
Клавиатура, мышь |
Устройства чтения сменных носителей: |
DVD-Rom |