Совмещаем функцию двух верстаков
Описание
Стенд лабораторный предназначен для проведения лабораторных работ по изучению электрических машин в вузах и специализированных школах.
Конструкция стенда состоит из корпуса, в котором установлено следующее оборудование: электрооборудование, электронные платы, лицевая панель и встроенная настольная столешница.
Внутри корпуса размещается следующее оборудование:
плата выпрямителя;
модуль нагрузочных резисторов;
трехфазный лабораторный трансформатор;
исследован трехфазный трансформатор.
Электрические схемы исследуемых объектов показаны на лицевой панели. Все представленные схемы разделены на группы в соответствии с темой проводимой лабораторной работы. На лицевой панели установлены: коммутационные розетки, аналоговые панельные счетчики, коммутационная аппаратура и контроллеры, позволяющие изменять параметры элементов во время проведения лабораторных работ.
Контроллеры:
трехфазный лабораторный автотрансформаторный переключатель (ЛАТ), позволяющий изменять напряжение в пределах 0..20В с шагом 2В и 130..250В с шагом 30В;
однофазные лабораторные автотрансформаторы (ЛАТ), позволяющие изменять напряжение в пределах 50..110В с шагом 10В;
Модульные переключатели нагрузочных резисторов, позволяющие подключать резисторы различного сопротивления.
На панели стенда установлены следующие электрические машины:
электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором – 1 шт.;
двигатели постоянного тока с раздельным возбуждением – 2 шт.;
тахогенератор с возбуждением от постоянных магнитов;
бесконтактные сельсины.
Для выполнения лабораторной работы необходимо собрать схему исследуемого объекта с помощью унифицированных перемычек, позволяющих собирать схемы без потери их наглядности.
Стенд предназначен для проведения лабораторных работ по специальности «Электрические машины».
Конструктивно скамейка состоит из двух частей:
корпус, в котором установлена часть электрооборудования, электронные платы, передняя панель, силовой модуль и столешница встроенного рабочего стола;
сборка машины, в состав которой 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 агрегатом на базе электродвигателей малой (90 Вт) или большой (0,55 кВт) мощности.
Корпус скамейки содержит:
Преобразователь частоты для формирования переменной частоты трехфазной сети переменного тока и напряжения питания асинхронного двигателя и трехфазных трансформаторов. Преобразователь выполнен на базе микроконтроллера MB90F562 (Fujitsu) и интеллектуального силового 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 лицевой панели стенда. В состав силового модуля входят цепи питания трехфазного мостового выпрямителя, трехфазного мостового инвертора на IGBT-транзисторах, а также драйверы и схемы 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 цепи якоря и питания обмотки возбуждения двигателя постоянного тока, а также питания роторной цепи 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 реверсивного симметричного PWC, а третье плечо используется в качестве необратимого PWC для ротора трехфазного асинхронного двигателя. Питание обмотки реализовано на одном транзисторе International Rectifier MOSFET. Система управления выполнена на базе микроконтроллера AT Mega163 (Atmel) и осуществляет расчет входных (задает напряжение, частоту и ток для динамического торможения) и выходных (токи якоря, возбуждения, ротора) сигналов, обеспечивает обмен данными с ПК ( RS-485), отображение измеренных значений на лицевой панели стенда. ШИМ-преобразователь цепи якоря двигателя постоянного тока дополнен режимом закрытой системы (управление током или скоростью), а также режимом генератора.
Измерительный блок основан на цифровых измерительных приборах. Помимо измерений постоянного тока и напряжения, каждый канал может рассчитывать:
действующее значение переменного тока и напряжения;
сдвиг угла между током и напряжением, а также расчет cos(φ);
активная мощность.
Релейно-контакторное управление, позволяющее пользователю:
переключить схему асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (звезда/треугольник);
изменить номинал нагрузочного резистора в трехфазной цепи;
подключить 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 включены для работы внутри сети (режим восстановления) с целью снижения энергопотребления из сети.
Три двухобмоточных трансформатора;
Силовые контакторы релейной подсистемы.
Схемы подключения исследуемых объектов изображены на лицевой панели. Все схемы разделены на группы в соответствии с темой лабораторной работы. На панели расположены коммутационные розетки, индикаторы цифровых устройств, распределительное устройство и органы управления, позволяющие пользователю изменять параметры элементов в ходе лабораторной работы.
Органы управления на передней панели стенда:
задающий потенциометр для управления обратным широтно-импульсным преобразователем опорного сигнала замкнутой системы;
задающие потенциометры широтно-импульсных преобразователей питания обмоток возбуждения двигателя постоянного тока и фазного ротора асинхронного двигателя в режиме синхронной машины;
потенциометры задания преобразователя частоты, позволяющие плавно изменять выходную частоту (0 ÷ 163 Гц) и настройки выходного напряжения (0 ÷ 220 В);
управление релейной подсистемой.
Для выполнения лабораторной работы необходимо собрать схему исследуемого объекта, используя стандартизированные перемычки, которые позволяют пользователю собрать схему без потери наглядности.
К лабораторному стенду дополняется программное обеспечение и комплект методической и технической документации, предназначенные для преподавателей.
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.
2. Экспериментальное определение групп соединения трехфазного двухобмоточного трансформатора.
Исследование векторных диаграмм напряжения для различных схем подключения и экспериментальное определение группы подключения трехфазного трансформатора.
3. Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Исследование конструкции и характеристика трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором методами холостого хода, короткого замыкания и немедленной нагрузки.
4. Исследование способов запуска трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Исследование пусковой способности трехфазных асинхронных двигателей, сборка схем и определение статических и динамических характеристик пуска двигателей.
5. Исследование генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.
Исследование принципа работы и характеристика генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.
6. Исследование генератора постоянного тока с раздельным возбуждением.
Исследование принципа работы и характеристика генератора постоянного тока с раздельным возбуждением.
7. Исследование двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.
Исследование принципа действия и характеристика двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.
8.Исследование однофазного трансформатора.
Объект исследования: однофазный трансформатор. В ходе лабораторных работ изучаются состояния холостого хода, короткого замыкания, нагрузки и измеряются внешние характеристики трансформатора.
9.Исследование трехфазного трансформатора.
Объект исследования: трехфазный трансформатор. Во время лабораторных работ режим холостого хода, короткого замыкания, режима нагрузки
