SMTE448 Giá đỡ dụng cụ thí nghiệm "Nghiên cứu động cơ không đồng bộ (rôto lồng sóc; rôto quấn dây)" Thiết bị phòng thí nghiệm điện Thiết bị giảng dạy Thiết bị giáo dụcMô tả
Bàn thí nghiệm được thiết kế để thực hiện các thí nghiệm về “Máy điện”.
Về cấu trúc, bàn thí nghiệm gồm hai phần:
vỏ bàn, trong đó lắp đặt một phần thiết bị điện, bảng mạch điện tử, bảng điều khiển phía trước, mô-đun nguồn và mặt bàn tích hợp;
bộ máy, bao gồm động cơ DC, động cơ không đồng bộ rôto quấn dây, một động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc, cũng như cảm biến tốc độ quang học có chức năng xác định hướng quay.
Bàn thí nghiệm có thể được bổ sung thêm bộ máy điện dựa trên động cơ điện công suất nhỏ (90 W) hoặc lớn (0,55 kW).
Vỏ bàn thí nghiệm chứa:
Bộ chuyển đổi tần số để tạo ra mạng điện xoay chiều ba pha có tần số thay đổi và điện áp cho động cơ không đồng bộ và nguồn điện máy biến áp ba pha. Bộ chuyển đổi dựa trên vi điều khiển MB90F562 (Fujitsu) và mô-đun nguồn thông minh PS11033 (Mitsubishi). Bộ điều khiển được sử dụng để tính toán dữ liệu đầu vào (xác định điện áp và tần số) và tín hiệu đầu ra (dòng điện, điện áp), để trao đổi dữ liệu với máy tính (RS-485), và hiển thị các giá trị đo được trên bảng điều khiển phía trước. Mô-đun nguồn bao gồm các mạch nguồn của bộ chỉnh lưu cầu ba pha, bộ biến tần cầu ba pha trên transistor IGBT, cũng như các mạch điều khiển và bảo vệ (ngắn mạch, điều khiển điện áp cung cấp không đủ, tín hiệu điều khiển đầu vào không phù hợp). Bộ chuyển đổi tần số cho phép người dùng khai thác động cơ không đồng bộ trong cả bốn góc phần tư của đặc tính cơ học.
Bộ chuyển đổi độ rộng xung cho mạch phần ứng và nguồn cấp điện cho cuộn dây kích thích động cơ DC, cũng như nguồn cấp điện cho mạch rôto của động cơ không đồng bộ ba pha có rôto quấn dây ở chế độ động cơ và máy phát đồng bộ. Bộ chuyển đổi độ rộng xung được thực hiện trên cơ sở phần tử công suất của bộ chuyển đổi tần số. Hai nhánh của nó được sử dụng để tạo ra bộ chuyển đổi độ rộng xung đối xứng thuận nghịch, và nhánh thứ ba được sử dụng làm bộ chuyển đổi độ rộng xung không thuận nghịch cho rôto động cơ không đồng bộ ba pha. Nguồn điện cuộn dây được thực hiện trên một transistor MOSFET chỉnh lưu quốc tế duy nhất. Hệ thống điều khiển dựa trên vi điều khiển AT Mega163 (Atmel) và thực hiện việc tính toán các tín hiệu đầu vào (xác định điện áp, tần số và dòng điện cho phanh động) và đầu ra (dòng điện của neo, kích thích, rôto), cung cấp trao đổi dữ liệu với PC (RS-485), hiển thị các giá trị đo được trên bảng điều khiển phía trước. Bộ chuyển đổi độ rộng xung của mạch phần ứng động cơ DC được bổ sung thêm chế độ hệ thống kín (điều khiển dòng điện hoặc tốc độ), cũng như chế độ máy phát.
Bộ phận đo lường dựa trên các thiết bị đo kỹ thuật số. Ngoài các phép đo dòng điện và điện áp một chiều, mỗi kênh có thể tính toán:
giá trị hiệu dụng của dòng điện và điện áp xoay chiều;
góc lệch giữa dòng điện và điện áp, cũng như tính toán cos(φ);
công suất tác dụng.
Hệ thống điều khiển rơle-công tắc tơ cho phép người dùng:
chuyển mạch động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc (sao/tam giác);
thay đổi giá trị điện trở tải trong mạch ba pha;
kết nối động cơ không đồng bộ với mạng điện 3 ~ 380/220 V 50 Hz hoặc bộ biến tần;
Điện trở trong mạch cuộn dây kích thích (hai cấp);
Điện trở tải trong mạch ba pha (ba cấp);
Điện trở xả quá áp trên các mô-đun thông minh.
Bộ biến tần và bộ chuyển đổi độ rộng xung được bật để hoạt động trong mạng nội bộ (chế độ phục hồi) nhằm giảm mức tiêu thụ điện năng từ mạng.
Ba máy biến áp hai cuộn dây;
Công tắc tơ nguồn của hệ thống con rơle.
Sơ đồ đấu dây của các đối tượng nghiên cứu được thể hiện trên bảng điều khiển phía trước. Tất cả các sơ đồ được chia thành các nhóm theo chủ đề thí nghiệm. Bảng điều khiển chứa các ổ cắm chuyển mạch, đèn báo của thiết bị kỹ thuật số, thiết bị đóng cắt và các bộ điều khiển cho phép người dùng thay đổi các thông số của các phần tử trong quá trình làm việc trong phòng thí nghiệm. Các nút điều khiển trên bảng điều khiển phía trước của bàn thí nghiệm:
biến trở điều chỉnh điểm đặt để điều khiển bộ chuyển đổi xung ngược, tín hiệu tham chiếu của hệ thống kín;
biến trở điều chỉnh điểm đặt của bộ chuyển đổi xung nguồn cho cuộn dây kích thích động cơ DC và rôto quấn dây động cơ không đồng bộ ở chế độ máy đồng bộ;
biến trở điều chỉnh điểm đặt của bộ chuyển đổi tần số, cho phép thay đổi tần số đầu ra (0 ÷ 163 Hz) và điện áp đầu ra (0 ÷ 220 V) một cách trơn tru;
các nút điều khiển hệ thống con rơle.
Để thực hiện thí nghiệm, cần phải lắp ráp mạch của đối tượng nghiên cứu, sử dụng các cầu nối tiêu chuẩn, cho phép người dùng lắp ráp mạch mà không làm mất đi sự rõ ràng.
Phần mềm và bộ tài liệu phương pháp luận và kỹ thuật dành cho cán bộ giảng dạy được bổ sung cho bàn thí nghiệm.
Bàn thí nghiệm cho phép thực hiện các thí nghiệm sau:
1. Nghiên cứu máy biến áp nguồn hai cuộn dây bằng phương pháp mạch hở và mạch ngắn.
1. Nghiên cứu máy biến áp một pha ở các chế độ khác nhau, xác định các thông số mạch tương đương và đánh giá đặc tính ngoài của máy biến áp.
2. Xác định thực nghiệm các nhóm đấu nối máy biến áp ba pha hai cuộn dây.
Nghiên cứu giản đồ vectơ điện áp cho các kiểu đấu nối khác nhau và xác định thực nghiệm nhóm đấu nối máy biến áp ba pha.
3. Nghiên cứu động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc.
Nghiên cứu cấu tạo và đặc tính của động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc bằng các phương pháp hở mạch, ngắn mạch và tải tức thời.
4. Nghiên cứu các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc.
Nghiên cứu khả năng khởi động, lắp ráp mạch và đánh giá đặc tính tĩnh và động khi khởi động động cơ không đồng bộ ba pha.
5. Nghiên cứu máy phát điện một chiều kích thích song song.
Nghiên cứu nguyên lý hoạt động và đặc tính của máy phát điện một chiều kích thích song song.
6. Nghiên cứu máy phát điện một chiều kích thích riêng biệt. Nghiên cứu nguyên lý hoạt động và đặc tính của máy phát điện một chiều kích thích riêng biệt.
7. Nghiên cứu động cơ điện một chiều kích thích song song.
Nghiên cứu nguyên lý hoạt động và đặc tính của động cơ điện một chiều kích thích song song.
Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống đo lường:
Số lượng thông số hiển thị trên bàn thí nghiệm: 15 chiếc (12 chỉ báo)
Vôn kế: 4 chiếc
Amp kế: 6 chiếc
Đồng hồ đo pha: 1 chiếc
Đồng hồ đo vận tốc: 1 chiếc
Công suất kế: 2 chiếc
Đồng hồ đo tần số: 1 chiếc Dải điện áp đo được từ ±1 V đến ±750 V
Dải dòng điện đo được từ ±1 mA đến ±5 mA
Dải vận tốc đo được từ ±1 rad/s đến ±314 rad/s
Dải tần số đo được từ 0 Hz đến 163 Hz
Độ chính xác đo, lên đến 1%
Đặc tính kỹ thuật của bộ chuyển đổi độ rộng xung:
Dòng điện định mức ±5 mA
Điện áp liên kết DC 300 V
Tần số chuyển đổi 8 kHz
Dòng điện quá tải ±7 mA
Đặc tính kỹ thuật của bộ chuyển đổi tần số:
Công suất động cơ: 0,4 kW / 1,5 kWt
Dòng điện định mức: 7 mA
Dải điện áp đầu ra hoạt động 3~ 220 V
Phương pháp điều khiển: PWM hình sin (điều khiển U/f, độc lập)
Dải điều khiển tần số: từ 0 đến 163 Hz
Độ phân giải tần số: 0,3 Hz
Biên độ quá tải: 150% dòng điện định mức trong 1 phút (phụ thuộc tích phân)
Bộ thiết bị hoàn chỉnh "Máy điện":
bàn thí nghiệm "Máy điện";
một cụm máy;
bộ dây nối;
cáp AM-BM USB 2.0;
CD-R chứa tài liệu và phần mềm đi kèm.
