Электрические машины с МПСУ
Артикул: НТЦ-06.23
Цена: предоставляется по запросу
Код стенда с 2012г.: | НТЦ-06.23 |
Код стенда до 2012г.: | НТЦ-23.000 |
Количество выполняемых работ: | 12 |
Источник питания: | 3~380/220В 50Гц |
Потребляемая мощность: | 1 кВт |
Рекомендуемое дополнительное оборудование: | компьютер |
Стенд предназначен для проведения лабораторных занятий по курсу "Электрические машины".
Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:
- Исследование силового двухобмоточного трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания.
- Опытное определение групп соединения трехфазного двухобмоточного трансформатора.
- Исследование параллельной работы трёхфазных двухобмоточных трансформаторов
- Исследование трёхфазного асинхронного двигателя методом непосредственной нагрузки.
- Исследование трёхфазного асинхронного двигателя с фазным ротором методом холостого хода и короткого замыкания.
- Исследование способов пуска трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
- Исследование трёхфазного синхронного генератора.
- Исследование трёхфазного синхронного генератора, включенного на параллельную работу с сетью.
- Исследование трёхфазного синхронного двигателя.
- Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.
- Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения.
- Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
Конструктивно стенд состоит из двух частей:
- корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель, силовой модуль и столешница интегрированного рабочего стола;
- машинного агрегата, в состав которого входит один электродвигатель постоянного тока серии 2ПН90LУХЛ4(РНОМ=0,55кВт, nНОМ=1500об/мин, nМАКС=4500об/мин, UПИТ=220В), один асинхронный электродвигатель с фазным ротором серии ДМТF 0,11-6У1-IP44 (РНОМ=1,4кВт, nНОМ=880об/мин, UСТАТОРА Y/∆=380/220В, IСТАТОРА Y/∆=5,3/9,2А, UРОТОРА=118В, IРОТОРА=9А), один асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР71В6У3(РНОМ =0,55 кВт, nНОМ =1000 об/мин, UПИТ Y/∆=380/220В, IСТАТОРА Y/∆ =1,8/3,1А), а так же оптический датчик скорости с определением направления вращения.
В корпусе стенда размещены:
- Частотный преобразователь предназначенный для формирования трехфазной сети переменного тока регулируемой частоты и напряжения питания асинхронного электродвигателя, трехфазных трансформаторов. Преобразователь построен на базе микроконтроллера MB90F562 (Fujitsu) и силового интеллектуального модуля PS11033 (Mitsubishi).
Контроллер служит для обсчетов входных (задания напряжения и частоты) и выходных (ток, напряжение) сигналов, 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. - Широтно-импульсный преобразователь, предназначенный для питания цепи якоря и обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока, а так же питание цепи ротора трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором в режиме синхронного двигателя и генератора.
Широтно-импульсный преобразователь реализован на силовой элементной базе Частотного преобразователя. Два его плеча используются для получения реверсивного симметричного ШИП, а оставшееся плечо используется в качестве нереверсивного ШИП для ротора трехфазного асинхронного двигателя. Питание обмотки возбуждения реализовано на отдельном MOSFET транзисторе фирмы International Rectifier.
Система управления построена на микроконтроллере AT Mega163 (Atmel) и реализует обсчеты входных (задания напряжения, частоты и тока динамического торможения) и выходных (токи якоря, возбуждения, ротора) сигналов, организации обмена данных с ПК (RS-485), вывода измеряемых величин на лицевую панель стенда.
Широтно-импульсный преобразователь цепи якоря электродвигателя постоянного тока дополнен режимом работы замкнутой системы (регулирование по току или по скорости), а так же генераторным режимом работы. - Модуль измерений построен на базе цифровых измерительных приборов. Кроме непосредственного измерения тока и напряжения каждый из каналов может рассчитывать:
- действующее значение переменного тока и напряжения;
- угол сдвига между током и напряжением, а также вычислять cos(φ);
- активную мощность.
Измеренные значения могут индицироваться на передней панели или передаваться на компьютер.
- Релейно-контакторное управление, которое позволяет выполнять:
- Переключать схему соединения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (звезда/треугольник);
- Вводить индуктивности в цепь статора асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, в цепь параллельного (второго) трехфазного трансформатора;
- Изменять величину нагрузочных сопротивлений в трехфазной цепи;
- Подключать асинхронные электродвигатели к сети ~3 50Гц 380/220 В или частотному преобразователю;
- Резисторы в цепь обмотки возбуждения (две ступени);
- Нагрузочные резисторы в трехфазной цепи (три ступени);
- Сбросовые резисторы энергии при перенапряжении на интеллектуальных модулях;
- Лампы накаливания для синхронизации трехфазного генератора с сетью.
Частотный преобразователь и широтно-импульсный преобразователь включены на совместную работу внутренней сети (режим рекуперации) для уменьшения потребляемой мощности из сети.
В силовом модуле установлены:
- Шесть двухобмоточных трансформаторов;
- Силовые пускатели релейной подсистемы
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.
Органы управления на лицевой панели стенда:
- задающий потенциометр для управления реверсивным широтно-импульсным преобразователем, сигналом задания замкнутой системы;
- задающие потенциометры широтно-импульсных преобразователей питания обмоток возбуждения электродвигателя постоянного тока и ротора асинхронного электродвигателя с фазным ротором в режиме синхронной машины;
- задающие потенциометры частотного преобразователя, позволяющие плавно менять задание выходной частоты (0 ÷ 163 Гц), выходное напряжение
(0 ÷ 220 В); - 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 |
~3 380/220 В, 50Гц |
Потребляемая мощность, кВт не более |
2 |
Габаритные размеры стенда: |
|
Ширина, мм |
1310 |
Высота, мм |
1460 |
Глубина, мм |
600 |
Габаритные размеры машинного агрегата: |
|
Длина, мм |
1200 |
Ширина, мм |
300 |
Высота, мм |
400 |
Вес оборудования, кг., не более |
185 |
Технические характеристики системы измерений: |
|
Количество отображаемых параметров на стенде |
16 шт. (13 индикаторов) |
вольтметров |
4 шт. |
амперметров |
7 шт. |
фазометров |
1 шт. |
измерителей скорости |
1 шт. |
ваттметров |
2 шт. |
измеритель частоты |
1 шт. |
Диапазон измеряемых напряжений |
от ±1 В до ±750 В |
Диапазон измеряемых токов |
от ±1 мА до ±10А |
Диапазон измеряемых скоростей |
от ±1 рад/с до ±314 рад/с |
Диапазон измеряемых частот |
от 0 Гц до 163 Гц |
Точность измерений, до |
1% |
Технические характеристики широтно-импульсного преобразователя: |
|
Номинальный ток |
±20 А |
Напряжение звена постоянного тока |
300 В |
Частота преобразователя |
8 кГц |
Перегрузка по току |
±40 А |
Технические характеристики частотного преобразователя: |
|
Мощность двигателя: |
1,5 кВт |
Номинальный ток: |
7 А |
Рабочий диапазон выходных напряжений: |
3~ 220 В |
Метод управления: |
синусоидальная ШИМ |
Диапазон управления по частоте: |
от 0 до 150 Гц |
Разрешающая способность по частоте: |
1 Гц |
Запас по перегрузке: |
150% от номин. выходного тока в течение 1 минуты (интегральная зависимость) |
Рекомендованные характеристики ПК |
|
Операционная система: |
Microsoft Windows 7 |
Коммуникационные порты: |
USB 2.0 |
Процессор: |
x86 2000МГц |
Оперативная память: |
2048 Мб |
Свободное место на жестом диске: |
не менее 200Мб |
Видеоподсистема: |
1366x768 16Бит |
Устройства ввода информации: |
Клавиатура, мышь |
Устройства чтения сменных носителей: |
CD/DVD-Rom |