Энергосберегающие технологии. Электроснабжение с МПСО
Артикул: НТЦ-10.49
Цена: предоставляется по запросу
Код стенда с 2012г.: | НТЦ-10.49 |
Код стенда до 2012г.: | НТЦ-49.000 |
Количество выполняемых работ: | 11 |
Источник питания: | 3~380/220В 50Гц |
Потребляемая мощность: | 1 кВт |
Рекомендуемое дополнительное оборудование: | компьютер |
Стенд позволяет проводить лабораторные работы по изучению способов энергосбережения в электроснабжении предприятия.
Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:
- Исследование энергетических характеристик АД и обоснование эффективности использования частотного преобразователя.
- Исследование энергетических характеристик трансформатора и обоснование эффективности перераспределения нагрузок.
- Обоснование целесообразности компенсации реактивной мощности при передаче электроэнергии.
- Исследование эффективности компенсации реактивной мощности на первичной и вторичной стороне питающего трансформатора.
- Исследование эффективности компенсации реактивной мощности с помощью батарей конденсаторов.
- Исследование эффективности компенсации реактивной мощности с помощью СД.
- Обоснование целесообразности управления компенсирующими устройствами.
- Исследование влияния полупроводниковых преобразователей на качество питающего напряжения и коэффициент мощности.
- Исследование влияния качества питающего напряжения на характеристики потребителей.
- Обоснование целесообразности регулирования коэффициента мощности осветительных установок.
- Исследование энергетической эффективности различных источников электроосвещения.
Конструктивно стенд состоит из трех частей:
- корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель, два силовых модуля 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;
- асинхронного электродвигателя 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).
Стенд осуществляет подачу, контроль и распределение первичных энергоресурсов на различные виды нагрузки предприятия. Электроэнергетическая система воспроизводит в лабораторных условиях понижение входного электропитания от ЛЭП через ТП во внутрипроизводственную сеть. Блок нагрузок состоит из электромашинного агрегата (ДПТ-АД) с частотным инвертором и широтно-импульсным преобразователем, регулируемой активно-индуктивной нагрузки, блока осветительных устройств и тиристорного выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой. Компенсация реактивной мощности в системе осуществляется синхронной машиной и магазином конденсаторов. Стенд укомплектован измерительно-вычислительным комплексом на базе ПК. Воспроизводимая лабораторным комплексом энергосистема предприятия управляется и контролируется с помощью ПК с программно-методическим обеспечением.
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 данными 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. - 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 ( питание якоря ДПТ ), а оставшееся плечо используется в качестве нереверсивного ШИП для ротора трехфазного асинхронного двигателя. Питание обмотки возбуждения ДПТ 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, организацию обмена данными с ПК (RS-485), вывод 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. - Силовые пускатели релейной подсистемы.
- Сбросовые резисторы энергии при перенапряжении на интеллектуальных модулях.
В силовых модулях установлены:
- нагрузочные резисторы;
- компенсирующие емкости;
- нагрузочные индуктивности;
- силовые пускатели релейной подсистемы.
К лабораторному стенду прилагается программное и методическое обеспечение:
- программа тестирования студента для допуска к лабораторным работам. В процессе тестирования проверяются как теоретические знания, так и знание содержания выполняемой лабораторной работы. В результате тестирования студент получает оценку знаний;
- программное обеспечение измерительного комплекса;
- комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.
Программное обеспечение МПСО позволяет:
- выводить в одних координатных осях до 21 измерительного канала, с индивидуальной настройкой параметров масштаба по вертикали для каждого из каналов и общей для всех каналов настройкой параметров масштаба по горизонтали;
- строить фигуры Лиссажу для двух любых измерительных каналов;
- производить анализ спектра любого из используемых измерительных каналов;
- производить измерение частоты сигнала на любом используемом канале;
- вычислять активную, реактивную составляющие мощности, полную мощность, коэффициент мощности;
- сохранять массив данных из буфера для последующего анализа;
- производить экспорт осциллограмм в графические форматы.
Программное обеспечение стенда позволяет:
- управлять всеми встроенными системами стенда непосредственно с ПК;
- контролировать работу стенда с отображением всех параметров на экране ПК;
- 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;
- 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 |
1 |
Габаритные размеры стенда: |
|
Ширина, мм | 1310 |
Высота, мм |
1460 |
Глубина, мм |
600 |
Габаритные размеры силовых модулей: |
|
Длина, мм |
550 |
Ширина, мм |
140 |
Высота, мм |
550 |
Габаритные размеры машинного агрегата: |
|
Длина, мм |
400 |
Ширина, мм |
150 |
Высота, мм |
180 |
Технические характеристики МПСО: |
|
Количество гальванически развязанных АЦП |
3 шт. |
Количество каналов в одном АЦП |
7 шт. |
Частота дискретизации АЦП |
1 МГц |
Количество каналов ЦАП |
1 шт. |
Амплитуда сигнала ЦАП, до |
±5 В |
Частота дискретизации ЦАП | 1 МГц |
Диапазон измеряемых напряжений | |
От | ±0,1 В |
До | ±750 В |
Диапазон измеряемых токов | |
От | ±500 мкА |
До | ±10А |
Точность измерений, до |
0,5% |
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 |
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) |
Технические характеристики ПК: |
|
Операционная система |
Microsoft Windows XP 7 |
Коммуникационные порты |
USB2.0, RS-232 |
Процессор |
x86 2000МГц |
Оперативная память |
2048 Мб |
Жесткий диск |
не менее 200Мб |
Видеоподсистема |
1366x768 16Бит |
Устройства ввода информации |
Клавиатура, мышь |
Устройства чтения сменных носителей |
CD/DVD-Rom |