AF245E Giá đỡ dụng cụ thí nghiệm trong khóa học "Máy điện", thiết bị phòng thí nghiệm điện, thiết bị giảng dạy, thiết bị giáo dục.Chúng tôi kết hợp chức năng của hai bàn thí nghiệm.
Mô tả
Bàn thí nghiệm được thiết kế cho các công việc thí nghiệm nghiên cứu máy điện tại các trường đại học và trường chuyên ngành.
Cấu tạo của bàn thí nghiệm bao gồm một hộp đựng với các thiết bị được lắp đặt sau: thiết bị điện, bảng mạch điện tử, bảng điều khiển phía trước và mặt bàn tích hợp.
Các thiết bị sau được đặt bên trong hộp đựng:
bảng chỉnh lưu;
mô-đun điện trở tải;
máy biến áp ba pha thí nghiệm;
máy biến áp ba pha cần nghiên cứu.
Sơ đồ điện của các đối tượng cần nghiên cứu được hiển thị trên bảng điều khiển phía trước. Tất cả các sơ đồ được hiển thị đều được chia thành các nhóm theo chủ đề của công việc thí nghiệm được thực hiện. Trên bảng điều khiển phía trước được lắp đặt: ổ cắm chuyển mạch, đồng hồ đo bảng tương tự, thiết bị chuyển mạch và bộ điều khiển, cho phép thay đổi các tùy chọn của các phần tử trong quá trình thực hiện công việc thí nghiệm.
Các bộ điều khiển là:
máy biến áp tự ngẫu ba pha (LAT) cho phép thay đổi điện áp trong khoảng 0..20V với bước 2V và 130..250V với bước 30V;
Máy biến áp tự ngẫu một pha (LAT) dùng trong phòng thí nghiệm, cho phép thay đổi điện áp trong khoảng 50..110V với bước tăng 10V;
mô-đun điện trở tải dùng trong phòng thí nghiệm, cho phép kết nối các điện trở có giá trị khác nhau.
Các máy điện sau được lắp đặt trên bảng điều khiển của bàn thí nghiệm:
động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc - 1 chiếc;
động cơ điện một chiều kích thích riêng biệt - 2 chiếc;
máy phát tốc độ kích thích bằng nam châm vĩnh cửu;
bộ chuyển mạch không tiếp xúc.
Để thực hiện công việc thí nghiệm, cần phải lắp ráp sơ đồ của đối tượng nghiên cứu bằng cách sử dụng các cầu nối thống nhất, cho phép lắp ráp sơ đồ mà không làm mất đi tính rõ ràng của chúng.
Bàn thí nghiệm được thiết kế để tiến hành các thí nghiệm trong môn “Máy điện”.
Về cấu trúc, bàn thí nghiệm gồm hai phần:
vỏ, 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 thử nghiệm 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 khả năng xác định hướng quay.
Bàn thử 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 thử 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 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 của bàn thử nghiệm. 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 cấp điện cho 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 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 khả năng 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. 6. 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.
8. Nghiên cứu máy biến áp một pha.
Đối tượng nghiên cứu: máy biến áp một pha. Trong quá trình thí nghiệm, các trạng thái hoạt động không tải, ngắn mạch, có tải được nghiên cứu và các đặc tính bên ngoài của máy biến áp được đo.
9. Nghiên cứu máy biến áp ba pha.
Đối tượng nghiên cứu: máy biến áp ba pha. Trong quá trình thí nghiệm, các trạng thái hoạt động không tải, ngắn mạch, có tải được nghiên cứu và các đặc tính bên ngoài của máy biến áp được đo.
10. Nghiên cứu các nhóm cuộn dây ghép nối của máy biến áp ba pha.
Đối tượng nghiên cứu: máy biến áp ba pha. Trong quá trình thí nghiệm, độ lệch điện áp cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp được nghiên cứu khi các cuộn dây 0, 5, 6, 11 được ghép nối thành nhóm.
11. Nghiên cứu động cơ điện một chiều kích thích riêng biệt.
Đối tượng nghiên cứu: động cơ điện một chiều kích thích riêng biệt, động cơ điện một chiều có tải ở chế độ hãm động. Trong quá trình thí nghiệm, các đặc tính hoạt động và điều khiển của động cơ được đo.
12. Nghiên cứu máy phát điện một chiều kích thích riêng biệt.
Đối tượng nghiên cứu: máy phát điện một chiều được quay bởi động cơ điện một chiều. Trong quá trình thí nghiệm, các đặc tính không tải, đặc tính bên ngoài và điều khiển của máy phát điện được đo. 13. Nghiên cứu động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc.
Đối tượng nghiên cứu: động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc được tải bởi động cơ DC ở chế độ hãm động. Trong quá trình thí nghiệm, các đặc tính hoạt động và cơ khí của động cơ được đo đạc.
14. Nghiên cứu selsyn ở chế độ hoạt động chỉ thị và biến áp.
Đối tượng nghiên cứu: selsyn ở chế độ hoạt động chỉ thị và biến áp. Trong quá trình thí nghiệm, hoạt động của selsyn ở chế độ chỉ thị và biến áp được nghiên cứu.
Thông số kỹ thuật của bàn thí nghiệm:
Điện áp ~220 50Hz / 3~50Hz 220V 3P+PE+N
Công suất tiêu thụ, W 250 / 1 kWt
Thông số kỹ thuật của hệ thống đo:
Số lượng thông số hiển thị trên bàn thí nghiệm: 15 cái (12 chỉ thị)
Vôn kế: 4 cái
Ampe kế: 6 cái
Đồng hồ đo pha: 1 cái
Đồng hồ đo vận tốc: 1 cái
Công suất kế: 2 cái Đồng hồ đo tần số (1 chiếc)
Phạm vi đo điện áp từ ±1 V đến ±750 V
Phạm vi đo dòng điện từ ±1 mA đến ±5 mA
Phạm vi đo vận tốc từ ±1 rad/s đến ±314 rad/s
Phạm vi đo tần số từ 0 Hz đến 163 Hz
Độ chính xác đo, lên đến 1%
Thông số 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
Thông số 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 hoạt động đầu ra: 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 đầu ra định mức trong 1 phút (phụ thuộc tích phân)
Bộ thiết bị hoàn chỉnh NTC-06.01 "Máy điện":
Các phép đo được thực hiện bằng đồng hồ đo bảng điều khiển tương tự. Có 10 đồng hồ đo bảng điều khiển được lắp đặt trên bảng điều khiển phía trước của bàn thí nghiệm, trong đó có:
Ampere kế AC (giới hạn đo 0,2/0,5/1 A, cấp chính xác 2,5) 1 cái;
Ampere kế DC (giới hạn đo 1A, cấp chính xác 2,5) 2 cái;
Ampere kế DC (giới hạn đo 0,2A, cấp chính xác 2,5) 1 cái;
Vôn kế AC (giới hạn đo 100V, cấp độ chính xác 1) 1 cái;
Vôn kế DC (giới hạn đo 200V, cấp độ chính xác 1) 1 cái;
Công suất kế AC (giới hạn đo 40/450W, cấp độ chính xác 2,5) 1 cái;
Đồng hồ đo tốc độ vòng quay (giới hạn đo 5000 vòng/phút, cấp độ chính xác 4) 1 cái.
Bàn thí nghiệm được cung cấp kèm theo các tài liệu hỗ trợ phương pháp sau: bộ tài liệu phương pháp và kỹ thuật dành cho giảng viên.
Bàn thí nghiệm cho phép thực hiện các công việc thí nghiệm sau:
bàn thí nghiệm "Máy điện";
một cụm máy;
cáp AM-BM USB 2.0;
CD-R chứa tài liệu và phần mềm đi kèm.
thẻ thí nghiệm;
một bộ dây nối.
