- 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.
- Релейно-контакторное управление, которое позволяет выполнять:
- Переключать схему соединения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (звезда/треугольник);
- 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;
Частотный преобразователь и широтно-импульсный преобразователь включены на совместную работу внутренней сети (режим рекуперации) для уменьшения потребляемой мощности из сети.
- Три двухобмоточных трансформатора;
- 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;
- задающие потенциометры частотного преобразователя, позволяющие плавно менять задание выходной частоты , выходное напряжение;
- органы управления релейной подсистемой.
Для проведения работы необходимо собрать схему объекта исследования с помощью унифицированных перемычек, позволяющих собирать схемы без потери их наглядности.
К лабораторному стенду прилагается программное обеспечение и комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.
Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:
1. Исследование силового двухобмоточного трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания.
Исследование однофазного трансформатора в различных режимах работы, определение параметров схемы замещения и снятие внешней характеристики трансформатора
2. Опытное определение групп соединения трёхфазного двухобмоточного трансформатора.
Изучение векторных диаграмм напряжений при различных схемах подключения и опытное определение группы соединения трёхфазного трансформатора.
3. Исследование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Изучение конструкции и снятие характеристик трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором методом холостого хода, короткого замыкания и непосредственной нагрузки.
4. Исследование способов пуска трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Изучение пусковых свойств трёхфазных асинхронных двигателей, сборка схем и снятие статических и динамических пусковых характеристик двигателя.
5. Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.
Изучение принципа работы и снятие характеристик генератора постоянного тока параллельного возбуждения.
6. Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения.
Изучение принципа работы и снятие характеристик генератора постоянного тока независимого возбуждения.
7. Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
Изучение принципа работы и снятие характеристик двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
Технические характеристики стенда:
| Сеть |
~50Гц 220В / 3~50Гц 220В 3P+PE+N |
|
Потребляемая мощность, Вт не более
|
250 Вт / 1 кВт |
|
Габаритные размеры стенда:
|
|
Ширина, мм
|
1010 |
|
Высота, мм
|
680 |
|
Глубина, мм
|
600
|
|
Габаритные размеры машинного агрегата:
|
|
Длина, мм
|
400 |
|
Ширина, мм
|
150 |
|
Высота, мм
|
180 |
|
Вес оборудования, кг., не более
|
39 |
Технические характеристики системы измерений:
|
Количество отображаемых параметров на стенде
|
15 шт. (12 индикаторов)
|
|
вольтметров
|
4 шт.
|
|
амперметров
|
6 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 ±5А
|
|
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 |
±5 А
|
|
Напряжение звена постоянного тока
|
300 В
|
|
Частота преобразователя
|
8 кГц
|
|
Перегрузка по току
|
±10 А
|
Технические характеристики частотного преобразователя:
| Мощность двигателя: |
0,4 кВт / 1.5 кВт
|
|
Номинальный ток:
|
7 А
|
|
Рабочий диапазон выходных напряжений:
|
3~ 220 В
|
|
Метод управления:
|
синусоидальная ШИМ
(управление U/f, независимое)
|
|
Диапазон управления по частоте:
|
от 0 до 163 Гц
|
|
Разрешающая способность по частоте:
|
0,3 Гц
|
|
Запас по перегрузке:
|
150% от номин. выходного тока в течение 1 минуты (интегральная зависимость)
|
Комплектность оборудования НТЦ-06.01 "Электрические машины":
- лабораторный стенд НТЦ-06.01 "Электрические машины";
- один машинный агрегат;
- комплект перемычек;
- кабель AM-BM USB 2.0
- диск CD-R с сопроводительной документацией и программным обеспечением.
