ZE3413 Stand for Laboratory Work on the Course "Electrical Machines" Διδακτικός Εξοπλισμός Εξοπλισμός εργαστηρίου Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Συνδυάζουμε τη λειτουργία των δύο πάγκων εργασίας
Περιγραφή
Ο εργαστηριακός πάγκος έχει σχεδιαστεί για εργαστηριακές εργασίες για τη μελέτη ηλεκτρικών μηχανών σε πανεπιστήμια και εξειδικευμένα σχολεία.
Η κατασκευή του πάγκου αποτελείται από θήκη με εγκατεστημένο τον εξής εξοπλισμό: ηλεκτρικό εξοπλισμό, ηλεκτρονικές πλακέτες κυκλωμάτων, μπροστινό πίνακα και ενσωματωμένη επιφάνεια εργασίας.
Μέσα στη θήκη τοποθετείται ο ακόλουθος εξοπλισμός:
ανορθωτής σανίδα?
Μονάδα αντιστάσεων φορτίου.
τριφασικός μετασχηματιστής εργαστηρίου.
διερευνήθηκε ο τριφασικός μετασχηματιστής.
Τα ηλεκτρικά σχήματα των αντικειμένων που διερευνήθηκαν εμφανίζονται στον μπροστινό πίνακα. Όλα τα σχήματα που εμφανίζονται χωρίζονται σε ομάδες σύμφωνα με το θέμα της εργαστηριακής εργασίας που διεξάγεται. Στον μπροστινό πίνακα είναι εγκατεστημένα: υποδοχές μεταγωγής, μετρητές αναλογικού πίνακα, εξοπλισμός εναλλαγής και ελεγκτές, που επιτρέπουν την αλλαγή των επιλογών των στοιχείων κατά τη διεξαγωγή εργαστηριακών εργασιών.
Οι ελεγκτές είναι:
Τριφασικός διακόπτης εργαστηριακού αυτομετασχηματιστή (LAT), ο οποίος επιτρέπει την αλλαγή τάσης εντός 0..20V με βήμα 2V και 130..250V με βήμα 30V.
μονοφασικοί διακόπτες εργαστηριακών αυτομετασχηματιστών (LAT), οι οποίοι επιτρέπουν την αλλαγή τάσης εντός 50..110 V με βήμα 10 V.
Αντιστάσεις φορτίου διακόπτες μονάδας, που επιτρέπουν τη σύνδεση αντιστάσεων διαφορετικής αντίστασης.
Στον πίνακα του πάγκου τοποθετούνται οι ακόλουθες ηλεκτρικές μηχανές:
ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας με ρότορα κλωβού σκίουρου - 1 τεμ.
ξεχωριστά διεγερμένοι κινητήρες συνεχούς ρεύματος - 2 τεμ.
Ταχογεννήτρια με διέγερση μόνιμων μαγνητών.
ανεπαφες selsyn.
Για την πραγματοποίηση εργαστηριακών εργασιών είναι απαραίτητο να συναρμολογηθεί το σχήμα του αντικειμένου που ερευνάται με τη βοήθεια ενοποιημένων βραχυκυκλωτικών, που επιτρέπουν τη συναρμολόγηση σχημάτων χωρίς απώλεια της διαύγειας τους.
Ο πάγκος έχει σχεδιαστεί για τη διεξαγωγή εργαστηρίων σε «Ηλεκτρικές μηχανές».
Δομικά ο πάγκος αποτελείται από δύο μέρη:
περίβλημα, στο οποίο είναι εγκατεστημένα μέρος ηλεκτρικού εξοπλισμού, ηλεκτρονικοί πίνακες, μπροστινός πίνακας, μονάδα ισχύος και επιτραπέζια ενσωματωμένη επιφάνεια εργασίας.
συγκρότημα μηχανής, το οποίο περιλαμβάνει κινητήρα συνεχούς ρεύματος, ασύγχρονο κινητήρα με περιτυλιγμένο ρότορα, έναν ασύγχρονο κινητήρα με ρότορα κλωβού σκίουρου, καθώς και έναν οπτικό αισθητήρα ταχύτητας με τον ορισμό της κατεύθυνσης περιστροφής. Ο πάγκος μπορεί να συμπληρωθεί με μονάδα ηλεκτρικών μηχανημάτων με βάση ηλεκτρικούς κινητήρες μικρής (90 W) ή μεγάλης (0,55 kW) ισχύος.
Το περίβλημα του πάγκου περιέχει:
Μετατροπέας συχνότητας για παραγωγή τριφασικού δικτύου εναλλασσόμενου ρεύματος μεταβλητής συχνότητας και τροφοδοσίας τάσης ασύγχρονου κινητήρα και τριφασικών μετασχηματιστών. Ο μετατροπέας βασίζεται σε μικροελεγκτή MB90F562 (Fujitsu) και power intelligent module PS11033 (Mitsubishi). Ο ελεγκτής χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των σημάτων εισόδου (καθορισμός τάσης και συχνότητας) και εξόδου (ρεύμα, τάση), για ανταλλαγή δεδομένων με υπολογιστή (RS-485) και εμφάνιση των τιμών μέτρησης στον μπροστινό πίνακα του πάγκου. Η μονάδα ισχύος περιλαμβάνει κυκλώματα ισχύος τριφασικού ανορθωτή γέφυρας, τριφασικό μετατροπέα γέφυρας σε τρανζίστορ IGBT, καθώς και προγράμματα οδήγησης και κυκλώματα προστασίας (βραχυκύκλωμα, ανεπαρκείς οδηγοί τάσης τροφοδοσίας, ακατάλληλη είσοδος σημάτων ελέγχου). Ο μετατροπέας συχνότητας επιτρέπει στο χρήστη να εξερευνήσει τον ασύγχρονο κινητήρα και στα τέσσερα τεταρτημόρια των μηχανικών χαρακτηριστικών.
Μετατροπέας πλάτους παλμού για το κύκλωμα οπλισμού και το τροφοδοτικό του τυλίγματος διέγερσης κινητήρα συνεχούς ρεύματος, καθώς και τροφοδοσία κυκλώματος ρότορα τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα με τυλιγμένο ρότορα σε λειτουργία σύγχρονου κινητήρα και γεννήτριας. Ο μετατροπέας πλάτους παλμού υλοποιείται με βάση το στοιχείο ισχύος του μετατροπέα συχνότητας. Δύο από τους βραχίονες του χρησιμοποιούνται για τη λήψη αναστρέψιμου συμμετρικού PWC και ο τρίτος βραχίονας χρησιμοποιείται ως μη αναστρέψιμος PWC για τριφασικό ασύγχρονο ρότορα κινητήρα. Η τροφοδοσία περιέλιξης υλοποιείται σε ένα τρανζίστορ MOSFET International Rectifier. Το σύστημα ελέγχου βασίζεται σε έναν μικροελεγκτή AT Mega163 (Atmel) και εφαρμόζει τον υπολογισμό των σημάτων εισόδου (καθορίζει τάση, συχνότητα και ρεύμα για δυναμική πέδηση) και εξόδου (ρεύματα αγκύρωσης, διέγερση, ρότορα), παρέχει ανταλλαγή δεδομένων με υπολογιστή ( RS-485), η εμφάνιση των τιμών μέτρησης στον μπροστινό πίνακα του πάγκου. Ο μετατροπέας πλάτους παλμού του κυκλώματος οπλισμού κινητήρα DC συμπληρώνεται με λειτουργία κλειστού συστήματος (έλεγχος ρεύματος ή ταχύτητας), καθώς και λειτουργία γεννήτριας.
Η μονάδα μέτρησης βασίζεται σε ψηφιακές συσκευές μέτρησης. Εκτός από τις μετρήσεις συνεχούς ρεύματος και τάσης, κάθε κανάλι μπορεί να υπολογίσει:
πραγματική τιμή εναλλασσόμενου ρεύματος και τάσης.
μετατόπιση γωνίας μεταξύ ρεύματος και τάσης, καθώς και υπολογισμός cos(φ).
ενεργή ισχύς.
Έλεγχος ρελέ-επαφέα, που επιτρέπει στο χρήστη να:
αλλάξτε το κύκλωμα ασύγχρονου κινητήρα με ρότορα κλωβού σκίουρου (αστέρι / τρίγωνο).
αλλαγή της τιμής της αντίστασης φορτίου σε τριφασικό κύκλωμα.
Συνδέστε ασύγχρονους κινητήρες σε δίκτυο ή μετατροπέα συχνότητας 3 ~ 380/220 V 50 Hz.
Αντιστάσεις σε κύκλωμα περιέλιξης διέγερσης (δύο στάδια).
Αντιστάσεις φορτίου σε τριφασικό κύκλωμα (τρία στάδια).
Αντιστάσεις απόρριψης υπέρτασης σε έξυπνες μονάδες.
Ο μετατροπέας συχνότητας και ο μετατροπέας πλάτους παλμού είναι ενεργοποιημένοι για λειτουργία εσωτερικού δικτύου (λειτουργία ανάκτησης) προκειμένου να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας από το δίκτυο.
Τρεις μετασχηματιστές δύο περιελίξεων.
Επαφές ισχύος υποσυστήματος ρελέ. Τα διαγράμματα καλωδίωσης των αντικειμένων που μελετήθηκαν απεικονίζονται στον μπροστινό πίνακα. Όλα τα διαγράμματα χωρίζονται σε ομάδες σύμφωνα με το θέμα του εργαστηρίου. Ο πίνακας περιέχει πρίζες μεταγωγής, ενδείξεις ψηφιακών συσκευών, εξοπλισμό διανομής και χειριστήρια που επιτρέπουν στο χρήστη να αλλάξει τις παραμέτρους των στοιχείων κατά τη διάρκεια της εργαστηριακής εργασίας.
Χειριστήρια στον μπροστινό πίνακα του πάγκου:
Ποτενσιόμετρο σημείου ρύθμισης για τον έλεγχο του μετατροπέα αντίστροφου πλάτους παλμού, το σήμα αναφοράς του κλειστού συστήματος.
Ποτενσιόμετρα σημείου ρύθμισης μετατροπέων πλάτους παλμού τροφοδοσίας για περιελίξεις διέγερσης κινητήρα συνεχούς ρεύματος και ρότορα τυλιγμένου ασύγχρονου κινητήρα σε λειτουργία σύγχρονης μηχανής.
Ποτενσιόμετρα σημείου ρύθμισης του μετατροπέα συχνότητας, τα οποία επιτρέπουν την ομαλή αλλαγή της συχνότητας εξόδου (0 ÷ 163 Hz) και των ρυθμίσεων τάσης εξόδου (0 ÷ 220 V).
χειριστήρια υποσυστήματος ρελέ.
Για τη διεξαγωγή του εργαστηρίου είναι απαραίτητο να συναρμολογηθεί το κύκλωμα του μελετημένου αντικειμένου, χρησιμοποιώντας τυποποιημένους βραχυκυκλωτήρες, οι οποίοι επιτρέπουν στο χρήστη να συναρμολογήσει το κύκλωμα χωρίς απώλεια διαύγειας.
Το λογισμικό και μια σειρά μεθοδολογικών και τεχνικών εγγράφων που προορίζονται για το ακαδημαϊκό προσωπικό συμπληρώνονται στον πάγκο του εργαστηρίου.
Ο πάγκος παρέχει τη διεξαγωγή των ακόλουθων εργαστηρίων:
1. Μελέτη μετασχηματιστή ισχύος δύο περιελίξεων με τη χρήση μεθόδων ανοιχτού κυκλώματος και βραχυκυκλώματος.
Διερεύνηση μονοφασικού μετασχηματιστή σε διάφορους τρόπους λειτουργίας, προσδιορισμός των ισοδύναμων παραμέτρων κυκλώματος και βαθμολόγηση των εξωτερικών χαρακτηριστικών του μετασχηματιστή.
2. Πειραματικός προσδιορισμός τριφασικών ομάδων σύνδεσης μετασχηματιστών δύο περιελίξεων.
Μελέτη διανυσματικών διαγραμμάτων τάσης για διαφορετικά μοτίβα σύνδεσης και πειραματικός προσδιορισμός ομάδας σύνδεσης τριφασικού μετασχηματιστή.
3. Μελέτη τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα με ρότορα σκίουρου-κλωβού.
Μελέτη κατασκευής και χαρακτηρισμός τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα με ρότορα κλωβού σκίουρου με μεθόδους ανοιχτού κυκλώματος, βραχυκυκλώματος και άμεσης φόρτισης.
4. Μελέτη μεθόδων τριφασικών ασύγχρονων κινητήρων με εκκίνηση ρότορα σκίουρου-κλωβού.
Μελέτη δυνατότητας εκκίνησης τριφασικών ασύγχρονων κινητήρων, συναρμολόγησης κυκλώματος και βαθμολόγηση στατικών και δυναμικών χαρακτηριστικών εκκίνησης κινητήρα.
5. Μελέτη γεννήτριας DC με παράλληλη διέγερση.
Μελέτη της αρχής λειτουργίας και χαρακτηρισμός γεννήτριας DC με παράλληλη διέγερση.
6. Μελέτη γεννήτριας DC με ξεχωριστή διέγερση.
Μελέτη της αρχής λειτουργίας και χαρακτηρισμός γεννήτριας συνεχούς ρεύματος με ξεχωριστή διέγερση.
7. Μελέτη κινητήρα συνεχούς ρεύματος με παράλληλη διέγερση.
Μελέτη της αρχής λειτουργίας και χαρακτηρισμός κινητήρα συνεχούς ρεύματος με παράλληλη διέγερση.
8.Η μελέτη μονοφασικού μετασχηματιστή.
Το αντικείμενο που μελετήθηκε: μονοφασικός μετασχηματιστής. Κατά την εργαστηριακή εργασία μελετώνται οι καταστάσεις λειτουργίας ρελαντί, βραχυκυκλώματος, φορτίου και μετρώνται τα εξωτερικά χαρακτηριστικά του μετασχηματιστή.
9.Η μελέτη τριφασικού μετασχηματιστή.
Το αντικείμενο που μελετήθηκε: μετασχηματιστής τριών φάσεων. Κατά την εργαστηριακή εργασία μελετώνται οι καταστάσεις λειτουργίας ρελαντί, βραχυκυκλώματος, φορτίου και μετρώνται τα εξωτερικά χαρακτηριστικά του μετασχηματιστή.
10.Η μελέτη των τριφασικών ομάδων αρμών μετασχηματιστών.
Το αντικείμενο που μελετήθηκε: μετασχηματιστής τριών φάσεων. Κατά τη διάρκεια των εργαστηριακών εργασιών, το ραδιόφωνο τάσης πρωτεύοντος και δευτερεύοντος περιελίγματος του μετασχηματιστή μελετάται όταν τα τυλίγματα 0, 5, 6, 11 ενώνονται σε ομάδες.
11. Η μελέτη του ξεχωριστά διεγερμένου κινητήρα συνεχούς ρεύματος.
Το αντικείμενο που μελετήθηκε: ξεχωριστά διεγερμένος κινητήρας συνεχούς ρεύματος, φορτισμένος κινητήρας συνεχούς ρεύματος σε λειτουργία δυναμικής θραύσης. Κατά τη διάρκεια της εργαστηριακής εργασίας μετρώνται τα χαρακτηριστικά λειτουργίας και ελέγχου του κινητήρα.
12.Η μελέτη της χωριστά διεγερμένης γεννήτριας DC.
Το αντικείμενο που μελετήθηκε: Γεννήτρια DC που περιστρέφεται με ηλεκτροκινητήρα συνεχούς ρεύματος. Κατά τη διάρκεια της εργαστηριακής εργασίας σε αδράνεια, μετρώνται τα εξωτερικά χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά ελέγχου της γεννήτριας.
13. Η μελέτη ασύγχρονου κινητήρα με ρότορα σκίουρου-κλωβού.
Το αντικείμενο που μελετήθηκε: ασύγχρονος κινητήρας με ρότορα κλωβού σκίουρου φορτωμένος με κινητήρα συνεχούς ρεύματος σε λειτουργία δυναμικής θραύσης. Κατά τη διάρκεια των εργαστηριακών εργασιών μετρώνται η λειτουργία και τα μηχανικά χαρακτηριστικά του κινητήρα.
14.Η μελέτη των selsyns σε τρόπους λειτουργίας δείκτη και μετασχηματιστή.
Το αντικείμενο που μελετήθηκε: selsyns σε τρόπους λειτουργίας δείκτη και μετασχηματιστή. Κατά τη διάρκεια της εργαστηριακής εργασίας μελετάται η λειτουργία των selsyns σε τρόπους λειτουργίας δείκτη και μετασχηματιστή.
Τεχνικά χαρακτηριστικά πάγκου:
Τάση ~220 50Hz / 3~50Hz 220V 3P+PE+N
Κατανάλωση ισχύος, W 250 / 1 kWt
Τεχνικά χαρακτηριστικά συστήματος μέτρησης:
Αριθμός παραμέτρων που εμφανίζονται στον πάγκο 15 τεμ. (12 δείκτες)
Βολτόμετρα 4 τεμ.
Αμπερόμετρα 6 τεμ.
Φασόμετρα 1 τεμ.
Ταχύμετρα 1 τεμ.
Βαττόμετρα 2 τεμ.
Συχνόμετρα 1 τεμ.
Εύρος μέτρησης από ±1 V έως ±750 V
Εύρος μετρούμενου ρεύματος από ±1 mA έως ±5 Α
Εύρος μετρούμενης ταχύτητας από ±1 rad/s έως ±314 rad/s
Εύρος μετρούμενης συχνότητας από 0 Hz έως 163 Hz
Ακρίβεια μέτρησης, έως 1%
Τεχνικά χαρακτηριστικά μετατροπέα πλάτους παλμού:
Ονομαστικό ρεύμα ±5 А
Τάση σύνδεσης DC 300 V
Συχνότητα μετατροπέα 8 kHz
Τρέχουσα υπερφόρτωση ±7 А
Τεχνικά χαρακτηριστικά μετατροπέα συχνότητας:
Ισχύς κινητήρα: 0,4 kW / 1,5 kWt
Ονομαστικό ρεύμα: 7 А
Εύρος λειτουργίας τάσης εξόδου 3~ 220 V
Μέθοδος ελέγχου: ημιτονοειδές PWM (έλεγχος U/f, ανεξάρτητο)
Εύρος ελέγχου συχνότητας: από 0 έως 163 Hz
Ανάλυση συχνότητας: 0,3 Hz
Περιθώριο υπερφόρτωσης: 150% του ονομαστικού ρεύματος εξόδου κατά τη διάρκεια 1 λεπτού (ολοκληρωμένη εξάρτηση)
Πλήρες σετ εξοπλισμού NTC-06.01 "Electrical Machines":
Οι μετρήσεις πραγματοποιούνται με μετρητές αναλογικού πίνακα. Στο μπροστινό μέρος του πάγκου είναι εγκατεστημένοι 10 πάνελ μετρητές, μεταξύ των οποίων είναι:
Αμπερόμετρο AC (όριο μέτρησης 0,2/0,5/1 A, τάξη ακρίβειας 2,5) 1 τεμ.;
Αμπερόμετρο DC (όριο μέτρησης 1Α, τάξη ακρίβειας 2,5) 2 τεμ.;
Αμπερόμετρο DC (όριο μέτρησης 0,2A, τάξη ακρίβειας 2,5) 1 τεμ.;
Βολτόμετρο AC (όριο μέτρησης 100V, τάξη ακρίβειας 1) 1 τεμ.;
Βολτόμετρο DC (όριο μέτρησης 200V, τάξη ακρίβειας 1) 1 τεμ.;
Βατόμετρο AC (όριο μέτρησης 40/450W, τάξη ακρίβειας 2,5) 1 τεμ.;
Μετρητής στροφών (όριο μέτρησης 5000 σ.α.λ., κλάση ακρίβειας 4) 1 τεμ.
Ο πάγκος του εργαστηρίου παρέχεται με την ακόλουθη μεθοδική υποστήριξη: σετ μεθοδικής και τεχνικής τεκμηρίωσης για το διδακτικό προσωπικό.
Ο πάγκος επιτρέπει την εκτέλεση των ακόλουθων εργαστηριακών εργασιών:
πάγκος εργαστηρίου "Ηλεκτρικές μηχανές"
ένα συγκρότημα μηχανής?
καλώδιο AM-BM USB 2.0;
CD-R με συνοδευτικά έγγρ&
