НТЦ-06.23.1 - Лабораторний стенд "Електричні машини з МПСУ"

Конструктивно стенд складається з:

• корпусу, до якого встановлено частину електрообладнання, електронні плати, лицьову панель та стільницю інтегрованого робочого столу;
• електромашинного агрегату №1 до складу якого входить один електродвигун постійного струму незалежного збудження, один асинхронний електродвигун із короткозамкненим ротором, один асинхронний електродвигун із фазним ротором, імпульсний датчик швидкості з визначенням напрямку обертання;
• електромашинного агрегату №2 до складу якого входить індукційний регулятор із черв'ячним редуктором. Обертання валу здійснюється за допомогою ручки через редуктор. Кут повороту вала регулятора відображається на шкалі в межах від -180 ° до + 180 °.

Стенд комплектується електромашинними агрегатами на основі електродвигунів малої потужності (90 Вт).

У корпусі стенду розміщено:

• Частотний перетворювач, призначений для формування трифазної мережі змінного струму регульованої частоти та напруги. Перетворювач побудований на базі мікроконтролера MB90F562 (Fujitsu) та силового інтелектуального модуля PS11033 (Mitsubishi). Контролер служить для обрахунків вхідних (завдання напруги та частоти) та вихідних сигналів (струм, напруга), організації обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Силовий модуль включає силові ланцюги трифазного мостового випрямляча, трифазного мостового інвертора на транзисторах IGBT, а також ланцюга драйверів і захисту від струмів короткого замикання, недостатньої напруги живлення драйверів, неправильної подачі сигналів управління. Перетворювач частоти дозволяє досліджувати асинхронний електродвигун у всіх чотирьох квадрантах механічної характеристики.
• Три широтно-імпульсні перетворювачі, призначені для живлення ланцюга якоря та обмотки збудження електродвигуна постійного струму, а також живлення ланцюга ротора асинхронного двигуна з фазним ротором в режимі синхронного двигуна та генератора. Два широтно-імпульсні перетворювачі реалізовані на елементній базі частотного перетворювача. Два його плеча використовуються для отримання реверсивного ШИП, а плече, що залишилося, використовується в якості нереверсивного ШИП для живлення обмотки ротора трифазного асинхронного двигуна. Живлення обмотки збудження реалізовано на окремому транзисторі MOSFET фірми International Rectifier.

  Система управління побудована на мікроконтролер ATMega (Atmel). Вона реалізує обчислення вхідних (завдання напруги, частоти та струму динамічного гальмування) та вихідних сигналів (струму якоря, збудження, ротора), організацію обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Широтно-імпульсний перетворювач ланцюга якоря електродвигуна постійного струму доповнений режимом роботи замкнутої системи (регулювання струмом або швидкістю), а також генераторним режимом роботи.

• Модуль вимірювань побудований на базі цифрових вимірювальних приладів. Крім безпосереднього вимірювання струму та напруги кожен зканалів може розраховувати:
  • діюче значення змінного струму та напруги;
  • кут зсуву фаз між струмом та напругою;
  • активну потужність.

  Виміряні значення можуть відображатись на передній панелі стенду або передаватися на комп'ютер.

• Релейно-контакторне управління, яке дозволяє:
  • Перемикати схему з'єднання асинхронного електродвигуна із короткозамкненим ротором.
  • Вводити індуктивності в ланцюг статора асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, ланцюг паралельного (другого) трифазного трансформатора.
  • Змінювати величину навантажувальних опорів у трифазному ланцюзі.
  • Підключати асинхронні електродвигуни до мережі або частотного перетворювача.
• Резистори в ланцюзі обмотки збудження (два ступені).
• Навантажувальні резистори в трифазному ланцюзі (чотири ступені).
• Скидання резистори енергії при перенапрузі на інтелектуальних модулях.
• Лампи розжарювання для синхронізації трифазного генератора із мережею.
• Двообмотувальні трансформатори.

Частотний і широтно-імпульсний перетворювачі включені на спільну роботу внутрішньої мережі (режим рекуперації) зменшення споживаної потужності з мережі.

На лицьовій панелі стенду зображено електричні схеми об'єктів дослідження. Всі схеми, зображені на панелі, розбиті на групи відповідно до тематики робіт, що проводяться. На панелі стенду встановлені комутаційні гнізда, індикатори цифрових приладів, комутаційна апаратура, а також органи керування, що дозволяють змінювати параметри елементів під час проведення лабораторних робіт.

Органи керування на лицьовій панелі стенду:

• що задає потенціометр для керування реверсивним широтно-імпульсним перетворювачем;
• що задають потенціометри широтно-імпульсних перетворювачів для живлення обмотки збудження електродвигуна постійного струму та ротора електродвигуна з фазним ротором;
• що задають потенціометри частотного перетворювача, що дозволяють плавно змінювати вихідну частоту (0 ÷ 163 Гц), вихідну напругу (0 ÷ 220 В);
• органи керування релейною підсистемою.

Для проведення лабораторної роботи необхідно зібрати схему об'єкта дослідження за допомогою уніфікованих перемичок, які дозволяють уявити схему в наочному вигляді.

Проведення лабораторних робіт можливе як у ручному режимі, так і в режимі діалогу із персональним комп'ютером.

До стенду додається:

• комплект методичної та технічної документації, призначений для викладацькогоскладу;
• програмне забезпечення для роботи із стендом. Проведення лабораторних робіт за допомогою програмного забезпечення «EM» передбачає збір даних у фоновому режимі, автоматичне заповнення таблиці даних та побудову в режимі реального часу графіків за отриманими даними під час безпосереднього виконання учнями лабораторної роботи.

  Також за допомогою цього програмного забезпечення можливе комплексне проведення лабораторної роботи, при якому учню пропонується проходження наступних етапів:

  • теоретичне опитування на тему виконуваної лабораторної роботи;
  • збір, перевірка та коригування схеми експерименту на віртуальній панелі стенду;
  • безпосереднє виконання лабораторної роботи на стенді.

  При невдалому завершенні етапу теоретичної перевірки знань чи складання схеми експерименту учень до виконання наступного етапу лабораторної роботи заборонена.

  В усіх випадках проведення лабораторних робіт результати експерименту виходять як таблиць, величин і графіків. Існує можливість експорту таблиць у буфер обміну чи офісний додаток MS Excel, копіювання графіків у буфер обміну. Також для графіків передбачена можливість зміни масштабу відображення в ручному або автоматичному режимі, настроювання параметрів відтворення (колір, товщина, тип лінії), згладжування даних, налаштування осей графіка та ін.

  Також програма має можливість у ручному режимі дистанційно керувати всіма вузлами стенду, що дозволяє перевірити їхню працездатність та повністю дистанційно проводити лабораторні роботи.

  Під час роботи стенду програмне забезпечення дублює панель стенду на екрані комп'ютера. При цьому в режимі реального часу всі значення вимірюваних величин відображаються на стенді.

  Конструктивно стенд складається з:

• корпусу, до якого встановлено частину електрообладнання, електронні плати, лицьову панель та стільницю інтегрованого робочого столу;
• електромашинного агрегату №1 до складу якого входить один електродвигун постійного струму незалежного збудження, один асинхронний електродвигун із короткозамкненим ротором, один асинхронний електродвигун із фазним ротором, імпульсний датчик швидкості з визначенням напрямку обертання;
• електромашинного агрегату №2 до складу якого входить індукційний регулятор із черв'ячним редуктором. Обертання валу здійснюється за допомогою ручки через редуктор. Кут повороту вала регулятора відображається на шкалі в межах від -180 ° до + 180 °.

• Стенд комплектується електромашинними агрегатами на основі електродвигунів малої потужності (90 Вт).

  У корпусі стенду розміщено:

• Частотний перетворювач, призначений для формування трифазної мережі змінного струму регульованої частоти та напруги. Перетворювач побудований на базі мікроконтролераMB90F562 (Fujitsu) та силового інтелектуального модуля PS11033 (Mitsubishi). Контролер служить для обрахунків вхідних (завдання напруги та частоти) та вихідних сигналів (струм, напруга), організації обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Силовий модуль включає силові ланцюги трифазного мостового випрямляча, трифазного мостового інвертора на транзисторах IGBT, а також ланцюга драйверів і захисту від струмів короткого замикання, недостатньої напруги живлення драйверів, неправильної подачі сигналів управління. Перетворювач частоти дозволяє досліджувати асинхронний електродвигун у всіх чотирьох квадрантах механічної характеристики.
• Три широтно-імпульсні перетворювачі, призначені для живлення ланцюга якоря та обмотки збудження електродвигуна постійного струму, а також живлення ланцюга ротора асинхронного двигуна з фазним ротором в режимі синхронного двигуна та генератора. Два широтно-імпульсні перетворювачі реалізовані на елементній базі частотного перетворювача. Два його плеча використовуються для отримання реверсивного ШИП, а плече, що залишилося, використовується в якості нереверсивного ШИП для живлення обмотки ротора трифазного асинхронного двигуна. Живлення обмотки збудження реалізовано на окремому транзисторі MOSFET фірми International Rectifier.

  Система управління побудована на мікроконтролер ATMega (Atmel). Вона реалізує обчислення вхідних (завдання напруги, частоти та струму динамічного гальмування) та вихідних сигналів (струму якоря, збудження, ротора), організацію обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Широтно-імпульсний перетворювач ланцюга якоря електродвигуна постійного струму доповнений режимом роботи замкнутої системи (регулювання струмом або швидкістю), а також генераторним режимом роботи.

• Модуль вимірювань побудований на базі цифрових вимірювальних приладів. Крім безпосереднього вимірювання струму та напруги кожен із каналів може розраховувати:
  • діюче значення змінного струму та напруги;
  • кут зсуву фаз між струмом та напругою;
  • активну потужність.

  Виміряні значення можуть відображатись на передній панелі стенду або передаватися на комп'ютер.

• Релейно-контакторне управління, яке дозволяє:
  • Перемикати схему з'єднання асинхронного електродвигуна із короткозамкненим ротором.
  • Вводити індуктивності в ланцюг статора асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, ланцюг паралельного (другого) трифазного трансформатора.
  • Змінювати величину навантажувальних опорів у трифазному ланцюзі.
  • Підключати асинхронні електродвигуни до мережі або частотного перетворювача.
• Резистори в ланцюзі обмотки збудження (два ступені).
• Навантажувальні резистори в трифазному ланцюзі (чотири ступені).

• Частотний та широтно-імпульсний перетворювачі включені на спільну роботу внутрішньої мережі (режим рекуперації) длязменшення споживаної потужності з мережі.

  На лицьовій панелі стенду зображено електричні схеми об'єктів дослідження. Всі схеми, зображені на панелі, розбиті на групи відповідно до тематики робіт, що проводяться. На панелі стенду встановлені комутаційні гнізда, індикатори цифрових приладів, комутаційна апаратура, а також органи керування, що дозволяють змінювати параметри елементів під час проведення лабораторних робіт.

  Органи керування на лицьовій панелі стенду:

• що задає потенціометр для керування реверсивним широтно-імпульсним перетворювачем;
• що задають потенціометри широтно-імпульсних перетворювачів для живлення обмотки збудження електродвигуна постійного струму та ротора електродвигуна з фазним ротором;
• що задають потенціометри частотного перетворювача, що дозволяють плавно змінювати вихідну частоту (0 ÷ 163 Гц), вихідну напругу (0 ÷ 220 В);
• органи керування релейною підсистемою.

• Для проведення лабораторної роботи необхідно зібрати схему об'єкта дослідження за допомогою уніфікованих перемичок, які дозволяють уявити схему в наочному вигляді.

  Проведення лабораторних робіт можливе як у ручному режимі, так і в режимі діалогу із персональним комп'ютером.

  До стенду додається:

• комплект методичної та технічної документації, призначений для викладацького складу;
• програмне забезпечення для роботи із стендом. Проведення лабораторних робіт за допомогою програмного забезпечення «EM» передбачає збір даних у фоновому режимі, автоматичне заповнення таблиці даних та побудову в режимі реального часу графіків за отриманими даними під час безпосереднього виконання учнями лабораторної роботи.

  Також за допомогою цього програмного забезпечення можливе комплексне проведення лабораторної роботи, при якому учню пропонується проходження наступних етапів:

  • теоретичне опитування на тему виконуваної лабораторної роботи;
  • збір, перевірка та коригування схеми експерименту на віртуальній панелі стенду;
  • безпосереднє виконання лабораторної роботи на стенді.

  При невдалому завершенні етапу теоретичної перевірки знань чи складання схеми експерименту учень до виконання наступного етапу лабораторної роботи заборонена.

  В усіх випадках проведення лабораторних робіт результати експерименту виходять як таблиць, величин і графіків. Існує можливість експорту таблиць у буфер обміну чи офісний додаток MS Excel, копіювання графіків у буфер обміну. Також для графіків передбачена можливість зміни масштабу відображення в ручному або автоматичному режимі, настроювання параметрів відтворення (колір, товщина, тип лінії), згладжування даних, налаштування осей графіка та ін.

  Також програма має можливість уручному режимі дистанційно керувати всіма вузлами стенду, що дозволяє перевірити їхню працездатність і повністю дистанційно проводити лабораторні роботи.

  Під час роботи стенду програмне забезпечення дублює панель стенду на екрані комп'ютера. При цьому в режимі реального часу всі значення вимірюваних величин відображаються на стенді.

  Конструктивно стенд складається з:

• корпусу, до якого встановлено частину електрообладнання, електронні плати, лицьову панель та стільницю інтегрованого робочого столу;
• електромашинного агрегату №1 до складу якого входить один електродвигун постійного струму незалежного збудження, один асинхронний електродвигун із короткозамкненим ротором, один асинхронний електродвигун із фазним ротором, імпульсний датчик швидкості з визначенням напрямку обертання;
• електромашинного агрегату №2 до складу якого входить індукційний регулятор із черв'ячним редуктором. Обертання валу здійснюється за допомогою ручки через редуктор. Кут повороту вала регулятора відображається на шкалі в межах від -180 ° до + 180 °.

• Стенд комплектується електромашинними агрегатами на основі електродвигунів малої потужності (90 Вт).

  У корпусі стенду розміщено:

• Частотний перетворювач, призначений для формування трифазної мережі змінного струму регульованої частоти та напруги. Перетворювач побудований на базі мікроконтролера MB90F562 (Fujitsu) та силового інтелектуального модуля PS11033 (Mitsubishi). Контролер служить для обрахунків вхідних (завдання напруги та частоти) та вихідних сигналів (струм, напруга), організації обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Силовий модуль включає силові ланцюги трифазного мостового випрямляча, трифазного мостового інвертора на транзисторах IGBT, а також ланцюга драйверів і захисту від струмів короткого замикання, недостатньої напруги живлення драйверів, неправильної подачі сигналів управління. Перетворювач частоти дозволяє досліджувати асинхронний електродвигун у всіх чотирьох квадрантах механічної характеристики.
• Три широтно-імпульсні перетворювачі, призначені для живлення ланцюга якоря та обмотки збудження електродвигуна постійного струму, а також живлення ланцюга ротора асинхронного двигуна з фазним ротором в режимі синхронного двигуна та генератора. Два широтно-імпульсні перетворювачі реалізовані на елементній базі частотного перетворювача. Два його плеча використовуються для отримання реверсивного ШИП, а плече, що залишилося, використовується в якості нереверсивного ШИП для живлення обмотки ротора трифазного асинхронного двигуна. Живлення обмотки збудження реалізовано на окремому транзисторі MOSFET фірми International Rectifier.

  Система управління побудована на мікроконтролер ATMega (Atmel). Вона реалізує обчислення вхідних (завдання напруги, частоти та струму динамічного гальмування) та вихідних сигналів (струму якоря, збудження, ротора), організацію обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Широтно-імпульсний перетворювач ланцюга якоряелектродвигуна постійного струму доповнений режимом роботи замкнутої системи (регулювання струмом або швидкістю), а також генераторним режимом роботи.

• Модуль вимірювань побудований на базі цифрових вимірювальних приладів. Крім безпосереднього вимірювання струму та напруги кожен із каналів може розраховувати:
  • діюче значення змінного струму та напруги;
  • кут зсуву фаз між струмом та напругою;
  • активну потужність.

  Виміряні значення можуть відображатись на передній панелі стенду або передаватися на комп'ютер.

• Релейно-контакторне управління, яке дозволяє:
  • Перемикати схему з'єднання асинхронного електродвигуна із короткозамкненим ротором.
  • Вводити індуктивності в ланцюг статора асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, ланцюг паралельного (другого) трифазного трансформатора.
  • Змінювати величину навантажувальних опорів у трифазному ланцюзі.
  • Підключати асинхронні електродвигуни до мережі або частотного перетворювача.
• Резистори в ланцюзі обмотки збудження (два ступені).
• Навантажувальні резистори в трифазному ланцюзі (чотири ступені).

• Частотний і широтно-імпульсний перетворювачі включені на спільну роботу внутрішньої мережі (режим рекуперації) зменшення споживаної потужності з мережі.

  На лицьовій панелі стенду зображено електричні схеми об'єктів дослідження. Всі схеми, зображені на панелі, розбиті на групи відповідно до тематики робіт, що проводяться. На панелі стенду встановлені комутаційні гнізда, індикатори цифрових приладів, комутаційна апаратура, а також органи керування, що дозволяють змінювати параметри елементів під час проведення лабораторних робіт.

  Органи керування на лицьовій панелі стенду:

• що задає потенціометр для керування реверсивним широтно-імпульсним перетворювачем;
• що задають потенціометри широтно-імпульсних перетворювачів для живлення обмотки збудження електродвигуна постійного струму та ротора електродвигуна з фазним ротором;
• що задають потенціометри частотного перетворювача, що дозволяють плавно змінювати вихідну частоту (0 ÷ 163 Гц), вихідну напругу (0 ÷ 220 В);
• органи керування релейною підсистемою.

• Для проведення лабораторної роботи необхідно зібрати схему об'єкта дослідження за допомогою уніфікованих перемичок, які дозволяють уявити схему в наочному вигляді.

  Проведення лабораторних робіт можливе як у ручному режимі, так і в режимі діалогу із персональним комп'ютером.

  До стенду додається:

• комплект методичної та технічної документації,призначений для викладацького складу;
• програмне забезпечення для роботи із стендом. Проведення лабораторних робіт за допомогою програмного забезпечення «EM» передбачає збір даних у фоновому режимі, автоматичне заповнення таблиці даних та побудову в режимі реального часу графіків за отриманими даними під час безпосереднього виконання учнями лабораторної роботи.

  Також за допомогою цього програмного забезпечення можливе комплексне проведення лабораторної роботи, при якому учню пропонується проходження наступних етапів:

  • теоретичне опитування на тему виконуваної лабораторної роботи;
  • збір, перевірка та коригування схеми експерименту на віртуальній панелі стенду;
  • безпосереднє виконання лабораторної роботи на стенді.

  При невдалому завершенні етапу теоретичної перевірки знань чи складання схеми експерименту учень до виконання наступного етапу лабораторної роботи заборонена.

  В усіх випадках проведення лабораторних робіт результати експерименту виходять як таблиць, величин і графіків. Існує можливість експорту таблиць у буфер обміну чи офісний додаток MS Excel, копіювання графіків у буфер обміну. Також для графіків передбачена можливість зміни масштабу відображення в ручному або автоматичному режимі, настроювання параметрів відтворення (колір, товщина, тип лінії), згладжування даних, налаштування осей графіка та ін.

  Також програма має можливість у ручному режимі дистанційно керувати всіма вузлами стенду, що дозволяє перевірити їхню працездатність та повністю дистанційно проводити лабораторні роботи.

  Під час роботи стенду програмне забезпечення дублює панель стенду на екрані комп'ютера. При цьому в режимі реального часу всі значення вимірюваних величин відображаються на стенді.

  Конструктивно стенд складається з:

• корпусу, до якого встановлено частину електрообладнання, електронні плати, лицьову панель та стільницю інтегрованого робочого столу;
• електромашинного агрегату №1 до складу якого входить один електродвигун постійного струму незалежного збудження, один асинхронний електродвигун із короткозамкненим ротором, один асинхронний електродвигун із фазним ротором, імпульсний датчик швидкості з визначенням напрямку обертання;
• електромашинного агрегату №2 до складу якого входить індукційний регулятор із черв'ячним редуктором. Обертання валу здійснюється за допомогою ручки через редуктор. Кут повороту вала регулятора відображається на шкалі в межах від -180 ° до + 180 °.

• Стенд комплектується електромашинними агрегатами на основі електродвигунів малої потужності (90 Вт).

  У корпусі стенду розміщено:

• Частотний перетворювач, призначений для формування трифазної мережі змінного струму регульованої частоти та напруги. Перетворювачпобудований на базі мікроконтролера MB90F562 (Fujitsu) та силового інтелектуального модуля PS11033 (Mitsubishi). Контролер служить для обрахунків вхідних (завдання напруги та частоти) та вихідних сигналів (струм, напруга), організації обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Силовий модуль включає силові ланцюги трифазного мостового випрямляча, трифазного мостового інвертора на транзисторах IGBT, а також ланцюга драйверів і захисту від струмів короткого замикання, недостатньої напруги живлення драйверів, неправильної подачі сигналів управління. Перетворювач частоти дозволяє досліджувати асинхронний електродвигун у всіх чотирьох квадрантах механічної характеристики.
• Три широтно-імпульсні перетворювачі, призначені для живлення ланцюга якоря та обмотки збудження електродвигуна постійного струму, а також живлення ланцюга ротора асинхронного двигуна з фазним ротором в режимі синхронного двигуна та генератора. Два широтно-імпульсні перетворювачі реалізовані на елементній базі частотного перетворювача. Два його плеча використовуються для отримання реверсивного ШИП, а плече, що залишилося, використовується в якості нереверсивного ШИП для живлення обмотки ротора трифазного асинхронного двигуна. Живлення обмотки збудження реалізовано на окремому транзисторі MOSFET фірми International Rectifier.

  Система управління побудована на мікроконтролер ATMega (Atmel). Вона реалізує обчислення вхідних (завдання напруги, частоти та струму динамічного гальмування) та вихідних сигналів (струму якоря, збудження, ротора), організацію обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Широтно-імпульсний перетворювач ланцюга якоря електродвигуна постійного струму доповнений режимом роботи замкнутої системи (регулювання струмом або швидкістю), а також генераторним режимом роботи.

• Модуль вимірювань побудований на базі цифрових вимірювальних приладів. Крім безпосереднього вимірювання струму та напруги кожен із каналів може розраховувати:
  • діюче значення змінного струму та напруги;
  • кут зсуву фаз між струмом та напругою;
  • активну потужність.

  Виміряні значення можуть відображатись на передній панелі стенду або передаватися на комп'ютер.

• Релейно-контакторне управління, яке дозволяє:
  • Перемикати схему з'єднання асинхронного електродвигуна із короткозамкненим ротором.
  • Вводити індуктивності в ланцюг статора асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, ланцюг паралельного (другого) трифазного трансформатора.
  • Змінювати величину навантажувальних опорів у трифазному ланцюзі.
  • Підключати асинхронні електродвигуни до мережі або частотного перетворювача.
• Резистори в ланцюзі обмотки збудження (два ступені).
• Навантажувальні резистори в трифазному ланцюзі (чотири ступені).

• Частотний і широтно-імпульсний перетворювачі включені на спільну роботу внутрішньоїмережі (режим рекуперації) зменшення споживаної потужності з мережі.

  На лицьовій панелі стенду зображено електричні схеми об'єктів дослідження. Всі схеми, зображені на панелі, розбиті на групи відповідно до тематики робіт, що проводяться. На панелі стенду встановлені комутаційні гнізда, індикатори цифрових приладів, комутаційна апаратура, а також органи керування, що дозволяють змінювати параметри елементів під час проведення лабораторних робіт.

  Органи керування на лицьовій панелі стенду:

• що задає потенціометр для керування реверсивним широтно-імпульсним перетворювачем;
• що задають потенціометри широтно-імпульсних перетворювачів для живлення обмотки збудження електродвигуна постійного струму та ротора електродвигуна з фазним ротором;
• що задають потенціометри частотного перетворювача, що дозволяють плавно змінювати вихідну частоту (0 ÷ 163 Гц), вихідну напругу (0 ÷ 220 В);
• органи керування релейною підсистемою.

• Для проведення лабораторної роботи необхідно зібрати схему об'єкта дослідження за допомогою уніфікованих перемичок, які дозволяють уявити схему в наочному вигляді.

  Проведення лабораторних робіт можливе як у ручному режимі, так і в режимі діалогу із персональним комп'ютером.

  До стенду додається:

• комплект методичної та технічної документації, призначений для викладацького складу;
• програмне забезпечення для роботи із стендом. Проведення лабораторних робіт за допомогою програмного забезпечення «EM» передбачає збір даних у фоновому режимі, автоматичне заповнення таблиці даних та побудову в режимі реального часу графіків за отриманими даними під час безпосереднього виконання учнями лабораторної роботи.

  Також за допомогою цього програмного забезпечення можливе комплексне проведення лабораторної роботи, при якому учню пропонується проходження наступних етапів:

  • теоретичне опитування на тему виконуваної лабораторної роботи;
  • збір, перевірка та коригування схеми експерименту на віртуальній панелі стенду;
  • безпосереднє виконання лабораторної роботи на стенді.

  При невдалому завершенні етапу теоретичної перевірки знань чи складання схеми експерименту учень до виконання наступного етапу лабораторної роботи заборонена.

  В усіх випадках проведення лабораторних робіт результати експерименту виходять як таблиць, величин і графіків. Існує можливість експорту таблиць у буфер обміну чи офісний додаток MS Excel, копіювання графіків у буфер обміну. Також для графіків передбачена можливість зміни масштабу відображення в ручному або автоматичному режимі, настроювання параметрів відтворення (колір, товщина, тип лінії), згладжування даних, налаштування осей графіка та ін.

  Такожпрограма має можливість у ручному режимі дистанційно керувати всіма вузлами стенду, що дозволяє перевірити їхню працездатність та повністю дистанційно проводити лабораторні роботи.

  Під час роботи стенду програмне забезпечення дублює панель стенду на екрані комп'ютера. При цьому в режимі реального часу всі значення вимірюваних величин відображаються на стенді.

  Конструктивно стенд складається з:

• корпусу, до якого встановлено частину електрообладнання, електронні плати, лицьову панель та стільницю інтегрованого робочого столу;
• електромашинного агрегату №1 до складу якого входить один електродвигун постійного струму незалежного збудження, один асинхронний електродвигун із короткозамкненим ротором, один асинхронний електродвигун із фазним ротором, імпульсний датчик швидкості з визначенням напрямку обертання;
• електромашинного агрегату №2 до складу якого входить індукційний регулятор із черв'ячним редуктором. Обертання валу здійснюється за допомогою ручки через редуктор. Кут повороту вала регулятора відображається на шкалі в межах від -180 ° до + 180 °.

• Стенд комплектується електромашинними агрегатами на основі електродвигунів малої потужності (90 Вт).

  У корпусі стенду розміщено:

• Частотний перетворювач, призначений для формування трифазної мережі змінного струму регульованої частоти та напруги. Перетворювач побудований на базі мікроконтролера MB90F562 (Fujitsu) та силового інтелектуального модуля PS11033 (Mitsubishi). Контролер служить для обрахунків вхідних (завдання напруги та частоти) та вихідних сигналів (струм, напруга), організації обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Силовий модуль включає силові ланцюги трифазного мостового випрямляча, трифазного мостового інвертора на транзисторах IGBT, а також ланцюга драйверів і захисту від струмів короткого замикання, недостатньої напруги живлення драйверів, неправильної подачі сигналів управління. Перетворювач частоти дозволяє досліджувати асинхронний електродвигун у всіх чотирьох квадрантах механічної характеристики.
• Три широтно-імпульсні перетворювачі, призначені для живлення ланцюга якоря та обмотки збудження електродвигуна постійного струму, а також живлення ланцюга ротора асинхронного двигуна з фазним ротором в режимі синхронного двигуна та генератора. Два широтно-імпульсні перетворювачі реалізовані на елементній базі частотного перетворювача. Два його плеча використовуються для отримання реверсивного ШИП, а плече, що залишилося, використовується в якості нереверсивного ШИП для живлення обмотки ротора трифазного асинхронного двигуна. Живлення обмотки збудження реалізовано на окремому транзисторі MOSFET фірми International Rectifier.

  Система управління побудована на мікроконтролер ATMega (Atmel). Вона реалізує обчислення вхідних (завдання напруги, частоти та струму динамічного гальмування) та вихідних сигналів (струму якоря, збудження, ротора), організацію обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенду. Широтно-імпульснийперетворювач ланцюга якоря електродвигуна постійного струму доповнений режимом роботи замкнутої системи (регулювання струмом або швидкістю), а також генераторним режимом роботи.

• Модуль вимірювань побудований на базі цифрових вимірювальних приладів. Крім безпосереднього вимірювання струму та напруги кожен із каналів може розраховувати:
  • діюче значення змінного струму та напруги;
  • кут зсуву фаз між струмом та напругою;
  • активну потужність.

  Виміряні значення можуть відображатись на передній панелі стенду або передаватися на комп'ютер.

• Релейно-контакторне управління, яке дозволяє:
  • Перемикати схему з'єднання асинхронного електродвигуна із короткозамкненим ротором.
  • Вводити індуктивності в ланцюг статора асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, ланцюг паралельного (другого) трифазного трансформатора.
  • Змінювати величину навантажувальних опорів у трифазному ланцюзі.
  • Підключати асинхронні електродвигуни до мережі або частотного перетворювача.
• Резистори в ланцюзі обмотки збудження (два ступені).
• Навантажувальні резистори в трифазному ланцюзі (чотири ступені).

• Частотний і широтно-імпульсний перетворювачі включені на спільну роботу внутрішньої мережі (режим рекуперації) зменшення споживаної потужності з мережі.

  На лицьовій панелі стенду зображено електричні схеми об'єктів дослідження. Всі схеми, зображені на панелі, розбиті на групи відповідно до тематики робіт, що проводяться. На панелі стенду встановлені комутаційні гнізда, індикатори цифрових приладів, комутаційна апаратура, а також органи керування, що дозволяють змінювати параметри елементів під час проведення лабораторних робіт.