НТЦ-06.23.1 “Электрические машины с МПСУ”

• корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель и столешница интегрированного рабочего стола;
• электромашинного агрегата №1, в состав которого входит один электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения, один асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, один асинхронный электродвигатель с фазным ротором, импульсный датчик скорости с определением направления вращения;
• электромашинного агрегата №2, в состав которого входит индукционный регулятор с червячным редуктором. Вращение вала осуществляется посредством ручки через редуктор. Угол поворота вала регулятора отображается на шкале в пределах от -180° до + 180°.

Стенд комплектуется электромашинными агрегатами на основе электродвигателей малой мощности (90 Вт).

В корпусе стенда размещены:

• Частотный преобразователь, предназначенный для формирования трехфазной сети переменного тока регулируемой частоты и напряжения. Преобразователь построен на базе микроконтроллера MB90F562 (Fujitsu) и силового интеллектуального модуля PS11033 (Mitsubishi). Контроллер служит для обсчетов входных (задания напряжения и частоты) и выходных сигналов (ток, напряжение), 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 транзисторах IGBT, 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.
• Три широтно-импульсных преобразователя, предназначенных для питания цепи якоря и обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока, а также питания цепи ротора асинхронного двигателя с фазным ротором в режиме синхронного двигателя и генератора. Два широтно-импульсных преобразователя 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 ротора трехфазного асинхронного двигателя. Питание обмотки возбуждения реализовано на отдельном MOSFET транзисторе фирмы International Rectifier.

  Система управления построена на микроконтроллере ATMega (Atmel). Она реализует обсчеты входных (задания напряжения, частоты и тока динамического торможения) и выходных сигналов (тока якоря, возбуждения, ротора), организацию обмена данных с ПК (RS-485), вывод 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 также генераторным режимом работы.

• Модуль измерений, построенный на базе цифровых измерительных приборов. Кроме непосредственного измерения тока и напряжения каждый из каналов может рассчитывать:
  • действующее значение переменного тока и напряжения;
  • угол сдвига фаз между током и напряжением;
  • активную мощность.
  Измеренные значения могут индицироваться на передней панели стенда или передаваться на компьютер.
• Релейно-контакторное управление, которое позволяет:
  • Переключать схему соединения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
  • 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 или частотному преобразователю.
• Резисторы в цепи обмотки возбуждения (две ступени).
• Нагрузочные резисторы в трехфазной цепи (четыре ступени).
• Сбросовые резисторы энергии при перенапряжении на интеллектуальных модулях.
• Лампы накаливания для синхронизации трехфазного генератора с сетью.
• Двухобмоточные трансформаторы.

Частотный и широтно-импульсный преобразователи включены на совместную работу внутренней сети (режим рекуперации) для уменьшения потребляемой мощности из сети.

На лицевой панели стенда изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы, изображенные на панели, разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых работ. На панели стенда установлены коммутационные гнёзда, индикаторы цифровых приборов, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторных работ.

Органы управления на лицевой панели стенда:

• задающий потенциометр для управления реверсивным широтно-импульсным преобразователем;
• задающие потенциометры широтно-импульсных преобразователей для питания обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока и ротора электродвигателя с фазным ротором;
• задающие потенциометры частотного преобразователя, позволяющие плавно менять выходную частоту (0 ÷ 163 Гц), выходное напряжение (0 ÷ 220 В);
• органы управления релейной подсистемой.

Для проведения лабораторной работы необходимо собрать схему объекта исследования с помощью унифицированных перемычек, которые позволяют представить схему в наглядном виде.

Проведение лабораторных работ возможно как в ручном режиме, так и в режиме диалога с персональным компьютером.

К стенду прилагается:

• комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава;
• программное обеспечение, позволяющее:
  • изучить теоретический материал;
  • провести первичную проверку и закрепление полученных знаний с помощью теста, заложенного в программе;
  • выполнить эксперимент в режиме диалога с ПК согласно подробной инструкции, регистрируя свои наблюдения и измерения в соответствующих полях и таблицах программы. На основании полученных данных программой предусмотрено выполнение последующих расчетов и построение графиков (в зависимости от содержания лабораторной работы);
  • сформировать итоговый отчет по лабораторной работе, сохраняемый в формате .doc.