Конструктивно стенд состоит из двух частей:
- корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель и столешница интегрированного рабочего стола;
- двух машинных агрегатов, в состав каждого из которых входит один асинхронный электродвигатель с фазным ротором, один асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, а так же оптический датчик скорости.
Стенд комплектуется электромашинным агрегатом на основе электродвигателя малой (90 Вт) мощности.
В корпусе стенда размещены:
- Частотный преобразователь, предназначенный для формирования трехфазной сети переменного тока регулируемой частоты и напряжения питания гонных асинхронных электродвигателей с коротко-замкнутым ротором. Преобразователь построен на базе микроконтроллера MB90F562 (Fujitsu) и силового интеллектуального модуля PS11035 (Mitsubishi).
Контроллер служит для обсчетов входных (задания напряжения и частоты) и выходных (мощность, напряжение) сигналов, организации обмена данных с ПК, вывода измеряемых величин на лицевую панель стенда. - 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).
- Широтно-импульсный преобразователь, предназначенный для питания цепей роторов трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором в режиме генератора.
Широтно-импульсный преобразователь реализован на силовой элементной базе частотного преобразователя. Два его плеча используются в качестве нереверсивных ШИП для роторов трехфазного асинхронного двигателя.
Система управления построена на микроконтроллере AT Mega163 (Atmel) и реализует обсчеты входных (задания тока) и выходных (ток роторов, частота вращения машинных агрегатов) сигналов, организацию обмена данных с ПК, вывод измеряемых величин на лицевую панель стенда. - Модуль измерений построен на базе цифрового измерительного комплекса встроенного в стенд и подключаемого к персональному компьютеру через шину USB. Проведение лабораторных работ возможно как в ручном режиме, так и в режиме диалога с персональным компьютером.
- Релейно-контакторное управление, которое позволяет:
- подключать генераторы на параллельную работу с сетью 3~50 Гц 220/127 В;
- подключать нагрузку, выбирать ее тип (активная, активно-индуктивная, активно-емкостная) и ее величину.
- 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:
- силовые пускатели релейной подсистемы;
- нагрузочные резисторы, конденсаторы и индуктивности в трехфазной цепи (три ступени).
На лицевой панели стенда изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых лабораторных 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:
- задающие потенциометры для управления нереверсивными широтно-импульсными преобразователями питания роторов асинхронных электродвигателей с фазным ротором в режиме синхронных машин;
- задающие потенциометры частотных преобразователей, позволяющие плавно менять задание выходной частоты (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:
- программа тестирования студентов для допуска к лабораторным работам. В процессе тестирования проверяются как теоретические знания, так и знание содержания выполняемой лабораторной работы. В результате тестирования студент получает оценку знаний;
- комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.