Гарантийный сервис!
Установка и монтаж!
Обучение! 

НТЦ-07.25 Основы электропривода и преобразовательной техники с МПСУ

Количество выполняемых работ: 20
Сеть: 3~50Гц 220В 3P+N (трехфазная четырехпроводная с рабочим нулевым проводником с линейным напряжением 220 и частотой 50Гц)
Потребляемая мощность: 500 Вт
Программное обеспечение: SPT

Описание

Лабораторный стенд предназначен для изучения автоматизированного электропривода, силовой преобразовательной техники, систем управления электроприводами и систем автоматического управления.
Конструктивно оборудование состоит из двух частей:
  • корпуса, в который установлено электрооборудование, электронные платы, лицевая панель 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.
В корпусе стенда размещены:
1. 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 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, а также реализовать динамическое торможение двигателя с регулируемым током.
2. Два широтно-импульсных преобразователя, предназначенные для питания цепи якоря, обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока или активно —  индуктивной нагрузки.
Широтно-импульсные преобразователи реализованы на элементной базе Частотного преобразователя. Два его плеча используются для получения реверсивного ШИП, а оставшееся плечо используется в качестве нереверсивного ШИП для питания обмотки возбуждения ДПТ.
Реверсивный ШИП может работать в симметричном (поочередное диагональное включение) или несимметричном (диагональное включение одной пары транзисторов) режиме.
3. Трехфазный управляемый выпрямитель, предназначенный для исследования работы на активную, индуктивную и двигательную нагрузку. Выпрямитель построен на базе микроконтроллера ATMega163 (Atmel) и силовых тиристоров Т122-25. управляемый выпрямитель имеет два режима работы: трехфазный с управлением от микроконтроллера и однофазный с аналоговой системой импульсно-фазового регулирования.
4. Модуль измерений, построенный на базе цифровых измерительных приборов и предназначенный для измерения и отображения тока в обмотке возбуждения двигателя постоянного тока, а так же измерения напряжения и тока между широтно-импульсными преобразователями и частотным преобразователем.
5. Релейно-контакторное управление, которое позволяет выполнять:
  • реостатный пуск электродвигателя постоянного тока в три ступени в функции: тока, ЭДС, скорости или времени;
  • динамическое торможение электродвигателя постоянного тока в функции: тока, ЭДС, скорости или времени;
  • торможение электродвигателя постоянного тока противовключением;
  • динамическое торможение асинхронного электродвигателя и торможение противовключением.
микропроцессорное управление блоком релейно-контакторного управления позволяет:
  • измерять ток, напряжение и скорость ДПТ и запоминать их с интервалом 0,1 секунды в течение 10 секунд (всего 100 значений) после начала пуска/торможения. Это позволяет строить графики пуска/торможения без использования ПК;
  • выдавать аналоговые сигналы пропорциональные току и скорости ДПТ; исследовать систему сервопривода на базе двигателя постоянного тока. Измерение скорости происходит по сигналам импульсного датчика положения (360 импульсов на оборот).
6. Аналоговые регуляторы предназначены для исследования замкнутых систем:
  • Одноконтурная стабилизации тока электродвигателя постоянного тока;
  • Одноконтурная стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока с регулятором скорости;
  • Двухконтурная стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока с регуляторами скорости и тока.
При этом Аналоговые регуляторы имеют регулируемые пропорциональные и пропорционально-интегральные обратные связи по скорости и по току.
7. Резисторы в цепь якоря (три ступени);
8. Резистор динамического торможения электродвигателя постоянного тока;
9. Силовые пускатели релейной подсистемы
10. Сбросовые резисторы энергии при перенапряжении на интеллектуальных модулях.
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. Так же на лицевую панель выведены контрольные точки входных, промежуточных и выходных сигналов силовой преобразовательной техники.
Контрольные точки:
  • сигнал задания реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
  • управляющие сигналы с микроконтроллера на драйверы интеллектуального модуля всех ключей реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
  • напряжение и ток на выходе реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
  • напряжение и ток на выходе частотного преобразователя;
  • управляющие сигналы с микроконтроллера на драйверы интеллектуального модуля частотного преобразователя;
  • сигналы импульсно-фазового регулирования тиристорного выпрямителя;
  • управляющие сигналы с микроконтроллера на тиристоры;
  • напряжение и ток на выходе тиристорного выпрямителя;
  • сигналы в замкнутой системе подчиненного регулирования.
Органы управления на лицевой панели стенда:
  • задающий потенциометр для управления реверсивным широтно-импульсным преобразователем, тубмлер режима работы преобразователя (независимый/симметричный);
  • задающий потенциометр широтно-импульсного преобразователя для питания обмотоки возбуждения электродвигателя постоянного тока (0 ÷ 500 мА);
  • задающие потенциометры частотного преобразователя, позволяющие плавно менять задание выходной частоты (0 ÷ 89 Гц), выходное напряжение
  • (0 ÷ 220 В), ток динамического торможения асинхронного электродвигателя с фазным ротором (0 ÷ 5 А), ;
  • задающие потенциометры сигнала задания замкнутой системы, регулировки коэффициентов обратной связи по току и по скорости;
  • задающий потенциометр угла открытия тиристорго регулятора, тумблер режима работы регулятора (трезфазный цифровой/ однофазный аналоговый);
  • органы управления секундомером и тремя ступенями пуска;
  • 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 позволяет:
  • 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:
    • в полностью автоматизированном режиме (базовый уровень);
    • создавать собственные алгоритмы выполнения работ на основе блок-схем;
    • создавать собственную методику выполнения лабораторной работы и расчетную часть исследовательской направленности;
  • 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.

Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:

1. Исследование статических МХ и ЭМХ ДПТ-НВ.
    • Снятие естественных и искусственных статических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в трёх квадрантах.
2. Исследование статических МХ и ЭМХ АД-КЗ.
    • Снятие естественных и искусственных статических характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в трёх квадрантах.
3. Исследование аналоговой системы ИФУ однофазного УВ.
    • Исследование схемы и принципа формирования управляющих сигналов в СИФУ вертикального действия.
4. Исследование однофазного УВ.
    • Исследование работы однофазного управляемого выпрямителя на активную, активно-индуктивную нагрузку и на противо-ЭДС.
5. Исследование трёхфазного УВ.
    • Исследование работы трёхфазного управляемого выпрямителя на активную, активно-индуктивную нагрузку и на противо-ЭДС.
6. Исследование трёхфазного ШИП.
    • Исследование схемы и принципа работы широтно-импульсного преобразователя на IGBT-транзисторах.
7. Исследование трёхфазного АИ.
    • Исследование схемы и принципа работы автономного инвертора напряжения на IGBT-транзисторах.
8. Экспериментальное определение момента инерции.
    • Определение момента инерции спарки методом свободного выбега.
9. Исследование статических МХ ДПТ-НВ в тормозных режимах работы.
    • Снятие статических характеристик динамического торможения, генераторного режима и режима противовключения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
10. Исследование способов торможения ДПТ-НВ.
    • Исследование динамического торможения и торможения противовключением двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
11. Исследование реостатного пуска ДПТ-НВ.
    • Исследование реостатного пуска в функции времени, ЭДС, скорости и тока якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
12. Исследование процессов пуска ДПТ-НВ.
    • Исследование влияния напряжения якоря и потока возбуждения на процесс пуска двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
13. Исследование процессов пуска АД-КЗ.
    • Исследование влияния частоты и напряжения статора на процесс пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
14. Исследование способов торможения АД-КЗ.
    • Исследование динамического торможения и торможения противовключением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
15. Исследование статических МХ АД-КЗ в тормозных режимах работы.
    • Снятие статических характеристик динамического торможения, генераторного режима и режима противовключения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
16. Исследование контура регулирования тока в системе ШИП-ДПТ.
    • Расчёт регуляторов и исследование статических характеристик системы автоматического регулирования тока при различных коэффициентах обратной связи по току.
17. Исследование контура регулирования скорости в системе ШИП-ДПТ.
    • Расчёт регуляторов и исследование статических характеристик системы автоматического регулирования скорости при различных коэффициентах обратной связи по скорости.
18. Исследование системы подчинённого регулирования в системе ШИП-ДПТ.
    • Исследование статических характеристик системы подчинённого регулирования при пропорциональном и пропорционально-интегральном регуляторах скорости.
19. Исследование импульсного датчика положения и частоты вращения.
    • Исследование принципа формирования выходных сигналов, а так же схемы формирования аналогового сигнала скорости по импульсам датчика положения.
20. Исследование системы позиционного регулирования в системе ШИП-ДПТ.
    • Исследование системы позиционного регулирования.

Технические характеристики стенда:

Питание 3 ~ 220/127 В, 50Гц
Потребляемая мощность, кВт не более 0.5
Габаритные размеры стенда:
Ширина, мм 1310
Высота, мм 1460
Глубина, мм 600
Габаритные размеры машинного агрегата:
Длина, мм 400
Ширина, мм 150
Высота, мм 180
Вес оборудования, кг., не более 85

Технические характеристики системы измерений:

Количество отображаемых параметров на стенде 13 шт.
вольтметров 2 шт.
амперметров 4 шт.
частотомеров 1 шт.
измерителей скорости 1 шт.
скважность преобразователей 2 шт.
угол управления тиристорным регулятором 1 шт.
многофункциональное меню управления релейно-контакторной группой 1 шт.
Диапазон измеряемых напряжений от ±0,1 В до ±750 В
Диапазон измеряемых токов от ±500 мкА до ±10А
Диапазон измеряемых скоростей от ±1 рад/с до ±314 рад/с
Диапазон измеряемых частот от 0 Гц до 89 Гц
Диапазон измеряемых временных интервалов от 0,1 с до 9,9 с
Диапазон регулирования скважности широтно-импульсных преобразователей от 1 до 99 %
Точность измерений, до 1%

Технические характеристики широтно-импульсного преобразователя:

Номинальный ток ±8 А
Напряжение звена постоянного тока 300 В
Частота преобразователя 8 кГц
Перегрузка по току ±16 А

Технические характеристики частотного преобразователя:

Мощность двигателя: 400 Вт
Номинальный ток: 3 А
Рабочий диапазон выходных напряжений: 3~ 220 В
Метод управления: синусоидальная ШИМ
(управление U/f, независимое)
Диапазон управления по частоте: от 0 до 89 Гц
Разрешающая способность по частоте: 1 Гц
Запас по перегрузке: 150% от номин. выходного тока в течение 1 минуты (интегральная зависимость)

Комплектность оборудования «Основы электропривода и преобразовательной техники с МПСУ» модификации НТЦ-07.25:

  • лабораторный стенд НТЦ-07.25 «Основы электропривода и преобразовательной техники с МПСУ»;
  • один машинный агрегат;
  • программное обеспечение;
  • паспорт;
  • комплект перемычек;
  • кабель AM-BM USB 2.0.

Необходимое дополнительное оборудование

Трехфазный трансформатор ТСЗМ1 1,6
Персональный компьютер или ноутбук
Осциллограф