- 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, один асинхронный электродвигатель с фазным ротором, один асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, а так же оптический датчик скорости с определением направления вращения.
Стенд может комплектоваться электромашинным агрегатом на основе электродвигателей малой (90 Вт) или большой (0,55 кВт) мощности.
- 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 питания 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 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 (задание 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 стенда или передаваться на компьютер.
- Релейно-контакторное управление, которое позволяет:
- 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 50 Гц 220/127 В.
- Резисторы в цепи 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.
На лицевой панели стенда изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы, изображенные на панели, разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых лабораторных работ. На панели стенда установлены коммутационные гнёзда, индикаторы цифровых приборов, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы.
- 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 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 для работы со стендом. Проведение лабораторных работ с помощью программного обеспечения «EM» подразумевает собой сбор данных в фоновом режиме, автоматическое заполнение таблицы данных и построение в режиме реального времени графиков по полученным данным во время непосредственного выполнения учащимся лабораторной работы.
- теоретический опрос по теме выполняемой работы;
- сбор, проверка и корректировка схемы проводимого эксперимента на виртуальной панели стенда;
- непосредственно выполнение лабораторной работы на стенде.