Гарантийный сервис!
Установка и монтаж!
Обучение! 

НТЦ-06.23 Электрические машины с МПСУ

Количество выполняемых работ: 12
Сеть: 3~50Гц 220В 3P+N (трехфазная четырехпроводная с рабочим нулевым проводником с линейным напряжением 220 и частотой 50Гц)
Потребляемая мощность: 1 кВт
Программное обеспечение: EM

Описание

Стенд предназначен для проведения лабораторных занятий по курсу «Электрические машины».
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:
Проведение лабораторных работ с помощью программного обеспечения «EM» подразумевает собой сбор данных в фоновом режиме, автоматическое заполнение требуемой таблицы данных и построение в режиме реального времени графиков по полученным данным во время непосредственного выполнения учащимся лабораторной работы.
Так же с помощью данного программного обеспечения существует возможность комплексного проведения лабораторной работы, при котором учащемуся предлагается прохождение следующих этапов:
  • теоретический опрос усвоенного материала по теме выполняемой работы;
  • сбор, проверка и корректировка схемы проводимого эксперимента на виртуальной панели стенда;
  • непосредственно выполнение лабораторной работы на стенде.
При неудачном завершении этапа теоретической проверки либо сборки схемы опыта учащийся к выполнению следующего этапа не допускается.
Так же для некоторых работ предусмотрен вариант автоматического проведения лабораторной работы под управлением ПК. При этом необходимо только собрать схему опыта и задать конкретные параметры эксперимента, после чего происходит полностью автоматическое снятие характеристик исследуемых машин.
Во всех вариантах проведения лабораторных работ, результаты эксперимента получаются в виде таблиц величин и графиков. Существует возможность экспорта таблиц в буфер обмена либо офисное приложение MS Excel, копирование графиков в буфер обмена. Так же для графиков предусмотрена возможность изменения масштаба отображения (в ручном либо автоматическом режиме), настраивания параметров отрисовки (цвет, толщина, тип линии), сглаживания данных, настройка осей графика и др.
Так же программа имеет возможность в ручном режиме дистанционно управлять всеми узлами стенда, что позволяет проверить их работоспособность и полностью дистанционно проводить лабораторные работы.
Во время работы стенда программное обеспечение позволяет дублировать панель стенда на экране компьютера. При этом в реальном времени отображаются все значения измеряемых величин.

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 параллельной работы трёхфазных двухобмоточных трансформаторов.
Изучение условий включения трансформаторов на параллельную нагрузку и принцип распределения нагрузки между параллельно работающими трансформаторами.
4. 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.
5. Исследование трёхфазного асинхронного двигателя с фазным ротором.
Изучение конструкции и снятие характеристик трёхфазного асинхронного двигателя с фазным ротором.
6. 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.
7. Исследование трёхфазного синхронного генератора.
Изучение конструкции, принципа работы и снятие характеристик трёхфазного синхронного генератора.
8. Исследование трёхфазного синхронного генератора, включённого на параллельную работу с сетью.
Изучение принципа работы и снятие характеристик трёхфазного синхронного генератора, включённого на параллельную работу с сетью.
9. Исследование трёхфазного синхронного двигателя.
Изучение принципа работы и снятие характеристик трёхфазного синхронного двигателя.
10. Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.
Изучение принципа работы и снятие характеристик генератора постоянного тока параллельного возбуждения.
11. Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения.
Изучение принципа работы и снятие характеристик генератора постоянного тока независимого возбуждения.
12. Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
Изучение принципа работы и снятие характеристик двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Технические характеристики стенда:

Питание 3~220/127В 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
(управление U/f, независимое)
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)

Комплектность оборудования «Электрические машины с МПСУ» модификации НТЦ-06.23:

  • лабораторный стенд НТЦ-06.23 «Электрические машины с МПСУ»;
  • один машинный агрегат;
  • комплект перемычек;
  • кабель AM-BM USB 2.0
  • диск CD-R с сопроводительной документацией;
  • программное обеспечение.

Необходимое дополнительное оборудование

Трехфазный трансформатор ТСЗМ1 1,6
Персональный компьютер или ноутбук