ZE3410 Supporto per lavori di laboratorio "Lo studio del motore asincrono (con rotore a gabbia, rotore avvolto) Attrezzatura didattica Attrezzatura scolastica Attrezzatura per la formazione elettricaDescrizione
Il banco è progettato per lo svolgimento di laboratori di "Macchine elettriche".
Strutturalmente, il banco è costituito da due parti:
l'alloggiamento, in cui sono installate parte delle apparecchiature elettriche, le schede elettroniche, il pannello frontale, il modulo di alimentazione e il piano del tavolo integrato;
l'assemblaggio della macchina, che include un motore a corrente continua, un motore asincrono con rotore avvolto, un motore asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo e un sensore ottico di velocità con la definizione del senso di rotazione.
Il banco può essere integrato con un'unità di macchine elettriche basata su motori elettrici di piccola (90 W) o grande (0,55 kW) potenza.
L'alloggiamento del banco contiene:
un convertitore di frequenza per la generazione di una rete CA trifase a frequenza variabile e di una tensione di alimentazione per motori asincroni e trasformatori trifase. Il convertitore è basato su un microcontrollore MB90F562 (Fujitsu) e un modulo di potenza intelligente PS11033 (Mitsubishi). Il controller viene utilizzato per il calcolo dei dati di ingresso (specificando tensione e frequenza) e dei segnali di uscita (corrente, tensione), per lo scambio dati con il PC (RS-485) e per la visualizzazione dei valori misurati sul pannello frontale del banco. Il modulo di potenza include i circuiti di potenza del raddrizzatore a ponte trifase, dell'inverter a ponte trifase su transistor IGBT, nonché i circuiti di pilotaggio e protezione (cortocircuito, driver con tensione di alimentazione insufficiente, ingresso di segnali di controllo non corretti). Il convertitore di frequenza consente all'utente di esplorare il motore asincrono in tutti e quattro i quadranti delle caratteristiche meccaniche.
Convertitore di larghezza di impulso per il circuito di armatura e l'alimentazione dell'avvolgimento di eccitazione del motore CC, nonché l'alimentazione del circuito rotorico del motore asincrono trifase con rotore avvolto in modalità motore sincrono e generatore. Il convertitore di larghezza di impulso è implementato sulla base dell'elemento di potenza del convertitore di frequenza. Due dei suoi rami vengono utilizzati per ottenere una PWC simmetrica reversibile, mentre il terzo ramo viene utilizzato come PWC irreversibile per il rotore del motore asincrono trifase. L'alimentazione degli avvolgimenti è implementata su un singolo transistor MOSFET International Rectifier. Il sistema di controllo è basato su un microcontrollore AT Mega163 (Atmel) e implementa il calcolo dei segnali di ingresso (specifica tensione, frequenza e corrente per la frenatura dinamica) e di uscita (correnti di ancoraggio, eccitazione, rotore), fornisce lo scambio dati con il PC (RS-485) e la visualizzazione dei valori misurati sul pannello frontale del banco. Il convertitore di larghezza di impulso del circuito di armatura del motore CC è integrato con una modalità di sistema chiuso (controllo di corrente o velocità) e una modalità generatore.
L'unità di misura si basa su dispositivi di misura digitali. Oltre alle misure di corrente continua e tensione, ogni canale può calcolare:
il valore efficace di corrente alternata e tensione;
l'angolo di variazione tra corrente e tensione, nonché il calcolo del cos(φ);
la potenza attiva.
Controllo relè-contattore, che consente all'utente di:
commutare il circuito di un motore asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo (stella/triangolo);
modificare il valore della resistenza di carico in un circuito trifase;
Collegare motori asincroni alla rete 3 ~ 380/220 V 50 Hz o al convertitore di frequenza;
Resistenze nel circuito di eccitazione (due stadi);
Resistenze di carico nel circuito trifase (tre stadi);
Resistenze di sovratensione sui moduli intelligenti.
Il convertitore di frequenza e il convertitore di larghezza di impulso vengono attivati per il funzionamento interno della rete (modalità di recupero) al fine di ridurre il consumo di energia dalla rete.
Tre trasformatori a due avvolgimenti;
Contattori di potenza del sottosistema a relè.
Gli schemi elettrici degli oggetti studiati sono rappresentati sul pannello frontale. Tutti gli schemi sono suddivisi in gruppi in base al tema del laboratorio. Il pannello contiene prese di commutazione, indicatori di dispositivi digitali, quadri elettrici e controlli che consentono all'utente di modificare i parametri degli elementi durante il lavoro di laboratorio.
Comandi sul pannello frontale del banco:
Potenziometro di setpoint per il controllo del convertitore di larghezza di impulso inverso, il segnale di riferimento del sistema chiuso;
Potenziometri di setpoint dei convertitori di larghezza di impulso dell'alimentatore per gli avvolgimenti di eccitazione del motore CC e del rotore avvolto del motore asincrono in modalità macchina sincrona;
Potenziometri di setpoint del convertitore di frequenza, che consentono la variazione graduale della frequenza di uscita (0 ÷ 163 Hz) e delle impostazioni della tensione di uscita (0 ÷ 220 V);
Controlli del sottosistema a relè.
Per svolgere il laboratorio è necessario assemblare il circuito dell'oggetto studiato, utilizzando ponticelli standardizzati, che consentono all'utente di assemblare il circuito senza perdita di chiarezza.
Il software e una serie di documentazione metodologica e tecnica destinati al personale accademico sono integrati al banco di laboratorio.
Il banco consente lo svolgimento dei seguenti laboratori:
1. Studio di un trasformatore di potenza a due avvolgimenti con l'utilizzo dei metodi a circuito aperto e in cortocircuito.
Studio di un trasformatore monofase in varie modalità, determinazione dei parametri del circuito equivalente e valutazione delle caratteristiche esterne del trasformatore
Caratteristiche.
2. Determinazione sperimentale dei gruppi di collegamento di trasformatori trifase a due avvolgimenti.
Studio dei diagrammi vettoriali di tensione per diversi schemi di collegamento e determinazione sperimentale del gruppo di collegamento di trasformatori trifase.
3. Studio di un motore asincrono trifase con rotore a gabbia di scoiattolo.
Studio della costruzione e caratterizzazione di un motore asincrono trifase con rotore a gabbia di scoiattolo utilizzando i metodi di circuito aperto, cortocircuito e carico immediato.
4. Studio dei metodi di avviamento di motori asincroni trifase con rotore a gabbia di scoiattolo.
Studio delle capacità di avviamento di motori asincroni trifase, assemblaggio dei circuiti e caratteristiche statiche e dinamiche di avviamento del motore.
5. Studio di un generatore di corrente continua con eccitazione parallela.
Studio del principio di funzionamento e caratterizzazione di un generatore di corrente continua con eccitazione parallela.
6. Studio di un generatore di corrente continua con eccitazione separata.
Studio del principio di funzionamento e caratterizzazione di un generatore di corrente continua con eccitazione separata.
7. Studio del motore a corrente continua con eccitazione parallela.
Studio del principio di funzionamento e caratterizzazione del motore a corrente continua con eccitazione parallela.
Caratteristiche tecniche del sistema di misura:
Numero di parametri visualizzati sul banco: 15 pezzi (12 indicatori)
Voltmetri: 4 pezzi
Amperometri: 6 pezzi
Fasometri: 1 pezzo
Velocimetri: 1 pezzo
Wattmetri: 2 pezzi
Frequenzimetri: 1 pezzo
Intervallo di tensione misurata da ±1 V a ±750 V
Intervallo di corrente misurata da ±1 mA a ±5 A
Intervallo di velocità misurata da ±1 rad/s a ±314 rad/s
Intervallo di frequenza misurata da 0 Hz a 163 Hz
Precisione di misura fino all'1%
Caratteristiche tecniche del convertitore di larghezza di impulso:
Corrente nominale ±5 A
Tensione del circuito intermedio 300 V
Frequenza del convertitore 8 kHz
Sovraccarico di corrente ±7 A
Caratteristiche tecniche del convertitore di frequenza:
Potenza motore: 0,4 kW / 1,5 kWt
Corrente nominale: 7 A
Intervallo di tensione di uscita operativa 3~ 220 V
Metodo di controllo: PWM sinusoidale (controllo U/f, indipendente)
Intervallo di controllo della frequenza: da 0 a 163 Hz
Risoluzione di frequenza: 0,3 Hz
Margine di sovraccarico: 150% della corrente di uscita nominale per 1 minuto (dipendenza integrale)
Set completo di attrezzature "Macchine elettriche":
banco da laboratorio "Macchine elettriche";
un gruppo macchina;
set di ponticelli;
cavo AM-BM USB 2.0;
CD-R con documentazione e software allegati.
