MR448E Стенд для лабораторных работ «Исследование асинхронного двигателя (с короткозамкнутым ротором, фазным ротором)» Электротехническое учебное оборудование Учебное оборудование
Описание
Стенд предназначен для проведения лабораторных работ по специальности «Электрические машины».
Конструктивно скамья состоит из двух частей:
корпус, в котором установлена часть электрооборудования, электронные платы, передняя панель, блок питания и столешница интегрированного рабочего стола;
машинный агрегат, в состав которого входят двигатель постоянного тока, асинхронный двигатель с фазным ротором, один асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, а также оптический датчик скорости с определением направления вращения.
Стенд может быть дополнен электромеханическим блоком на базе электродвигателей малой (90 Вт) или большой (0,55 кВт) мощности.
Корпус скамейки содержит:
Преобразователь частоты для выработки переменной частоты трехфазной сети переменного тока и напряжения питания асинхронного двигателя и трехфазных трансформаторов. Преобразователь выполнен на базе микроконтроллера MB90F562 (Fujitsu) и силового интеллектуального модуля PS11033 (Mitsubishi). Контроллер предназначен для расчета входных данных (задание напряжения и частоты) и выходных (ток, напряжение) сигналов, обмена данными с ПК (RS-485) и отображения измеренных значений на передней панели стенда. Силовой модуль включает силовые цепи трехфазного мостового выпрямителя, трехфазного мостового инвертора на IGBT-транзисторах, а также схемы драйверов и защиты (короткое замыкание, недостаточное напряжение питания драйверов, неправильный ввод управляющих сигналов). Преобразователь частоты позволяет пользователю исследовать асинхронный двигатель во всех четырех квадрантах механических характеристик.
Широтно-импульсный преобразователь для питания цепи якоря и обмотки возбуждения двигателя постоянного тока, а также питания цепи ротора трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором в режиме синхронного двигателя и генератора. Широтно-импульсный преобразователь реализован на базе силового элемента преобразователя частоты. Два его плеча используются для получения реверсивной симметричной ПВК, а третье плечо используется в качестве необратимой ПВК для ротора трехфазного асинхронного двигателя. Питание обмотки реализовано на одном MOSFET транзисторе International Rectifier. Система управления выполнена на базе микроконтроллера AT Mega163 (Atmel) и осуществляет расчет входных (задает напряжение, частоту и ток динамического торможения) и выходных (токи якоря, возбуждения, ротора) сигналов, обеспечивает обмен данными с ПК ( RS-485), отображение измеренных значений на передней панели стенда. Широтно-импульсный преобразователь цепи якоря двигателя постоянного тока дополнен режимом замкнутой системы (управление током или скоростью), а также режимом генератора.
Блок измерения основан на цифровых измерительных приборах. В дополнение к измерению постоянного тока и напряжения каждый канал может рассчитывать:
действующее значение переменного тока и напряжения;
угол сдвига между током и напряжением, а также рассчитать cos(φ);
активная мощность.
Релейно-контакторное управление, которое позволяет пользователю:
коммутировать схему асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (звезда/треугольник);
изменить номинал нагрузочного резистора в трехфазной цепи;
подключать асинхронные двигатели к сети 3~380/220 В 50 Гц или преобразователю частоты;
Резисторы в цепи обмотки возбуждения (две ступени);
Нагрузочные резисторы в трехфазной цепи (три ступени);
Резисторы сброса перенапряжения на интеллектуальных модулях.
Преобразователь частоты и широтно-импульсный преобразователь включаются для работы во внутренней сети (режим рекуперации) с целью снижения потребления электроэнергии из сети.
Три двухобмоточных трансформатора;
Силовые контакторы релейной подсистемы.
Схемы подключения исследуемых объектов изображены на лицевой панели. Все диаграммы разделены на группы в соответствии с темой лабораторной работы. Панель содержит коммутационные розетки, индикаторы цифровых устройств, распределительное устройство и элементы управления, позволяющие пользователю изменять параметры элементов во время лабораторной работы.
Органы управления на передней панели скамейки:
потенциометр заданного значения для управления реверсивным широтно-импульсным преобразователем опорного сигнала замкнутой системы;
задатчики широтно-импульсных преобразователей питания обмоток возбуждения двигателя постоянного тока и фазного ротора асинхронного двигателя в режиме синхронной машины;
задающие потенциометры преобразователя частоты, позволяющие плавно изменять настройки выходной частоты (0 ÷ 163 Гц) и выходного напряжения (0 ÷ 220 В);
релейная подсистема управления.
Для выполнения лабораторной работы необходимо собрать схему исследуемого объекта, используя унифицированные перемычки, которые позволяют пользователю собрать схему без потери наглядности.
Лабораторный стенд дополняется программным обеспечением и комплектом методической и технической документации, предназначенной для научно-педагогических работников.
Стенд обеспечивает проведение следующих лабораторных работ:
1. Исследование двухобмоточного силового трансформатора методами холостого хода и короткого замыкания.
Исследование однофазного трансформатора в различных режимах, определение параметров схемы замещения и оценка внешних характеристик трансформатора
характеристики.
2. Экспериментальное определение групп соединения трехфазного двухобмоточного трансформатора.
Исследование векторных диаграмм напряжения для различных схем соединения и экспериментальное определение группы соединения трехфазного трансформатора.
3. Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Исследование конструкции и характеристик трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором методами холостого хода, короткого замыкания и непосредственной нагрузки.
4. Изучение способов пуска трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Исследование пусковых способностей трехфазных асинхронных двигателей, схемотехника и расчет статических и динамических характеристик пуска двигателя.
5. Исследование генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.
Исследование принципа действия и характеристика генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.
6. Исследование генератора постоянного тока с раздельным возбуждением.
Исследование принципа действия и характеристика генератора постоянного тока с раздельным возбуждением.
7.Исследование двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.
Исследование принципа действия и характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.
Технические характеристики измерительной системы:
Количество отображаемых на стенде параметров 15 шт. (12 индикаторов)
Вольтметры 4 шт.
Амперметры 6 шт.
Фазометры 1 шт.
Измерители скорости 1 шт.
Ваттметры 2 шт.
Частотомеры 1 шт.
Диапазон измеряемых напряжений от ±1 В до ±750 В
Диапазон измеряемого тока от ±1 мА до ±5 А
Диапазон измеряемых скоростей от ±1 рад/с до ±314 рад/с
Диапазон измеряемой частоты от 0 Гц до 163 Гц
Точность измерения, до 1%
Технические характеристики широтно-импульсного преобразователя:
Номинальный ток ±5 А
Напряжение промежуточного контура 300 В
Частота преобразователя 8 кГц
Перегрузка по току ±7 А
Технические характеристики преобразователя частоты:
Мощность двигателя: 0,4 кВт / 1,5 кВт
Номинальный ток: 7 А
Рабочий диапазон выходного напряжения 3~ 220 В
Метод управления: синусоидальный ШИМ (управление U/f, независимое)
Диапазон регулирования частоты: от 0 до 163 Гц
Разрешение по частоте: 0,3 Гц
Запас по перегрузке: 150% от номинального выходного тока в течение 1 минуты (интегральная зависимость)
Комплектация оборудования "Электрические машины":
лабораторный стол «Электрические машины»;
одна машина в сборе;
набор перемычек;
кабель АМ-БМ USB 2.0;
CD-R с сопроводительной документацией и программным обеспечением.
