Энергетические характеристики двигателя постоянного тока

Технические и энергетические характеристики электропривода

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua

Привод ЭПУ 25А с дросселем — 5500грн

Характеристики электропривода здесь получены с использова­нием аналитического метода. Механическая инерционность в большинстве приводов достаточна, чтобы считать справедливым допущение о неизменности скорости в установившемся режиме ра­боты и, оправданным применение аналитического метода.

Электродвижущую силу двигателя при установившейся скоро­сти можно считать пропорциональной току якоря, если пренебречь •остаточным намагничиванием. Тириещр включается в момент подачи управляющего импульса, поскольку и(а)>й0СтЮ — Если ток имеет прерывистый характер, как показано на рис. 2.27, а, Процесс устанавливается в первые полпериода питающего напря­жения, так «ак в следующую половину периода начальные усло­вия те же, что и в предыдущую. Если же расчеты на первом ин­тервале показывают, что ток непрерывен, т. е. £я(я+а)>0, как показано на рис. 2.27, б, необходимо продолжать вычисления до тех пор, пока изменения тока не станут носить установившийся характер.

Данные последнего расчетного цикла установившегося процес­са изменения тока якоря служат основой для расчета характерис­тик электропривода. Средний развиваемый момент определяется По среднеквадратичному току якоря. Далее приводятся характе­ристики электропривода с фазовым управлением для двигателя мощностью 1,5 кВт с номинальным напряжением 110 В и частотой вращения 1800 об/мин.

Механические характеристики. Механические характеристики при различных углах управления для полу — и полностью управля­
емых схем преобразователя представлены на рис. 2.28 и 2.29.

Сравнение этих характеристик с аналогичными на рис. 2.9 и 2.10 для двигателя независимого возбуждения показывает, что зона прерывистых токов в приводах с двигателями последователь­ного возбуждения меньше. При полууправляемом преобразовате­ле ток непрерывен почти во всей области регулирования, за ис­ключением зоны низких моментов. Введение добавочной индук­тивности в якорную цепь может полностью исключить режим прерывистых токов.

Регулирование с постоянной мощностью. Механические харак­теристики имеют форму, подобную гиперболической. Электропри­вод развивает большой момент при низких скоростях и малый при высоких, что типично для двигателей последовательного возбуж­дения. Данные двигатели, как правило, используются в механиз­мах, работающих при постоянстве мощности. Однако механичес­кие характеристики, как видно из рис. 2.28 и 2.29, не совпадают С гиперболами во всем диапазоне регулирования. Для поддержа­ния мощности с высокой точностью необходимо применять спе­Циальные системы регулирования.

О Z 4 6 в 10 12 14 16 Ю Момент, Н-м

5 8 70 12 74 16 18 20 Момент, Н-м

Рис. 2.29. Механические характери­стики двигателя последовательного возбуждения (1,5 кВт, 110 В, 1800 об/мин) с однофазным полно­стью управляемым преобразовате­лем. Данные получены аналитичес­ким методом

Рис. 2.28. Механические характери­стики двигателя последовательного возбуждения (1,5 кВт, 110 В, 1800 об/мин) с однофазным полууп­равляемым преобразователем. Дан­ные получены аналитическим мето­дом

На рис. 2.30—2.32 представлены характеристики, отражаю­щие зависимость коэффициента мощности и формы тока якоря от скорости при двух значениях мощности привода. При использова­нии полууправляемого преобразователя, как и ожидалось, пока­затели привода лучше благодаря непрерывности тока якоря в более широкой области регулирования. Ток якоря в двигателях последовательного возбуждения изменяется более плавно, как было показано ранее, чем в двигателях независимого возбужде­ния. Отношения амплитудного и среднеквадратичного значений

■2,0- 1,8

0> 40 80 120 160 200 240 280

Скорость, рад/с

О 40 80 120 1S0 200 240 280 320 Скорость, рад/с

Рис. 2.30. Зависимость коэффици­ента мощности от скорости для по­лу — и полностью управляемых пре­образователей. Двигатель последо­вательного возбуждения имеет па­раметры R Я=1 Ом, LH= 12 мГн, тя=12 мс

—Полууправляемый преобра — —Полностью __ зобатель Управляемый преобразователь^

Рис. 2.31. Зависимость отношения максимального значения тока яко­ря к его среднему значению от скорости для полу — и полностью уп­равляемых преобразователей с дви­гателем, имеющим тя=12 мс

Токов якоря к среднему для двигателей последовательного возбуж­дения ниже. Таким образом, сравнительный анализ позволяет сделать вывод о наличии существенных преимуществ электропри­водов с двигателем последовательного возбуждения и полууправ­ляемым преобразователем.

Пять ключевых контрольных точек для диагностики эффективности и проверки рабочих характеристик электроприводов

Электроприводы являются широко распространенной технологией, которая позволяет преобразовывать непрерывное напряжение от сети переменного тока в напряжение, которое можно изменять и таким образом регулировать крутящий момент и скорость электродвигателей. Эта технология идеально подходит для электродвигателей, которые приводят в движение нагрузки механического оборудования. Электроприводы являются более эффективными, чем простые электродвигатели прямого пуска, и отличаются высокой управляемостью, которая недоступна на простых двигателях прямого привода. Все это обеспечивает снижение расходов на электроэнергию, повышает производительность и увеличивает срок службы электродвигателя.

В соответствии с отчетом Министерства энергетики США (DOE) системы электродвигателей имеют крайне важное значение для работы почти каждого предприятия. На электродвигатели приходится 60–70 % всей потребляемой электроэнергии. В документах Министерства энергетики США также говорится о том, использование частотно-регулируемых приводов (ЧРП) на предприятиях позволяет обеспечить значительную экономию средств. Неудивительно, что электроприводы широко распространены во многих отраслях промышленности и на многих предприятиях. Диагностика и техническое обслуживание таких систем электродвигателей являются ключевыми условиями обеспечения их безотказной работы.

Сложности при проверке электроприводов

Обычно диагностика и проверка электроприводов, также известных как частотно-регулируемые приводы (ЧРП), приводы с регулируемой частотой вращения (ПРЧВ) или электроприводы с регулируемой скоростью (ЭРС), выполняется с использованием нескольких измерительных приборов, включая осциллографы, цифровые мультиметры и другие приборы. В ходе таких проверок часто используется метод проб и ошибок, а также традиционный метод исключения. Из-за сложности систем электродвигателей их проверка обычно выполняется раз в год, за исключением случаев, когда система начинает выходить из строя. Документация по истории работы оборудования часто отсутствует или предоставлена не в полном объеме, в связи с этим сложно решить, с чего следует начинать проверку. К такой документации относятся документы о проведении конкретных проверок и ранее выполненных измерений, отчеты о проведенных работах и описание состояния отдельных компонентов после проведения тех или иных работ. Новые достижения в области выполнения проверок позволили решить некоторые проблемы. Современные приборы, такие как анализаторы работы электроприводов Fluke MDA-510 и MDA-550, делают проверку электроприводов более эффективной и информативной благодаря функции документирования каждого этапа работы. Эти отчеты можно хранить и сравнивать с дальнейшими результатами проверок для получения более полного представления об истории обслуживания электропривода.

Более легкий способ выполнения диагностики ЧРП

Эти современные анализаторы электроприводов сочетают в себе функции измерительного прибора, портативного осциллографа и регистратора. На экране прибора отображаются подсказки, понятные диаграммы по настройке, а также пошаговые инструкции, написанные специалистами по работе с электроприводами, которые помогут вам провести основные проверки. Этот новый метод заключается в разделении на части и упрощении сложных проверок. Он позволяет опытным специалистам по работе с электроприводами работать быстрее и получать достоверную необходимую информацию. Кроме того, этот метод позволяет менее опытным техническим специалистам быстрее научиться выполнять процедуры анализа электроприводов.

Поиск первопричины неисправности системы электропривода или выполнение регулярных проверок в рамках профилактического технического обслуживания лучше всего выполнять с помощью набора стандартных тестов и измерений в ключевых точках системы. Проверки начинаются на входе питания, ключевые проверки с использованием различных методов измерения и критериев оценки выполняются по всей системе, и завершаются проверки на выходе.

Ниже приводятся основные проверки для диагностики электроприводов:

Обратите внимание, что выполнение этих проверок на анализаторах электроприводов Fluke осуществляется с пошаговыми инструкциям, кроме того, многие необходимые расчеты выполняются автоматически, поэтому вы можете быть уверены в полученных результатах. Вы также можете сохранять данные в отчете практически в любой момент проверки, что позволяет загрузить документацию в компьютеризированную систему управления техобслуживанием (CMMS) или отправить ее коллеге или эксперту-консультанту.

Читать еще:  Двигатель ep6 какой ресурс

Примечание по технике безопасности: Помните, что перед началом проверки всегда необходимо прочитать информацию по технике безопасности для конкретного прибора. Не работайте в одиночку и соблюдайте региональные и государственные правила техники безопасности. Используйте средства индивидуальной защиты (утвержденные резиновые перчатки, маски и огнестойкую одежду) для предотвращения поражения электрическим током и получения травмы в результате дугового разряда при работе с опасными проводниками под напряжением.

Для начала проверки с помощью анализатора электроприводов Fluke просто подключите измерительные датчики в соответствии со схемой, затем нажмите кнопку «Далее».

1. Вход привода

Анализ электропитания, поступающего на электропривод, является эффективным первым действием для определения наличия в питающей цепи искажений, помех или шумов, которые могут повлиять на заземление.

Проверки

Сравните номинальное напряжение привода с фактическим подаваемым напряжением, чтобы быстро определить, находятся ли значения в допустимых пределах. Если выход за пределы диапазона составляет более 10 %, это может говорить о наличии проблем с напряжением питания. Убедитесь, что входной ток находится в пределах максимально допустимого номинала, а проводники имеют подходящий размер.

  • Сравните измеренное значение частоты с заданным значением. Разница, составляющая более 0,5 Гц, может привести к возникновению проблем.
  • Убедитесь, что гармоническое искажение находится в пределах допустимого уровня. Визуально проверьте форму сигнала или просмотрите экран гармонического спектра, на котором показано как общее гармоническое искажение, так и отдельные гармоники. Например, формы сигнала с плоской вершиной могут свидетельствовать о нелинейной нагрузке, подключенной к той же питающей цепи. Если общее гармоническое искажение (THD) превышает 6 %, это говорит о наличии потенциальной проблемы.
  • Проверьте асимметрию напряжения на входных клеммах, чтобы убедиться в том, что асимметрия фаз не слишком высокая (меньше 6–8 %), и что чередование фаз является правильным. Высокое значение асимметрии напряжения может указывать на обрыв фазы. Показание, превышающее 2 %, может привести к прерыванию напряжения и срабатыванию системы защиты привода от перегрузки или нарушить работу другого оборудования.
  • Проверка асимметрии тока. Чрезмерная асимметрия может указывать на неисправность выпрямителя привода. Асимметрия тока более 6 % может указывать на неисправность преобразователя электропривода и привести к потенциальным проблемам.

2. Шина постоянного тока

Преобразование переменного тока в постоянный в приводе имеет огромное значение. Правильное напряжение и соответствующее сглаживание с низким уровнем пульсаций необходимо для обеспечения максимальной производительности привода. Высокий уровень пульсаций напряжения может быть признаком неисправности конденсаторов или некорректного определения размеров подключенного электродвигателя. Функцию записи анализатора электроприводов Fluke серии MDA-500 можно использовать для динамической проверки производительности шины постоянного тока в рабочем режиме с нагрузкой. В качестве альтернативы для выполнения данной проверки можно использовать измерительный прибор Fluke ScopeMeter® или усовершенствованный мультиметр.

Проверки

  • Определите, является ли напряжение шины постоянного тока пропорциональным пиковому значению входного напряжения линии. За исключением управляемых выпрямителей, напряжение должно быть кратно 1,31–1,41 среднеквадратичного значения напряжения линии. Низкие показания напряжения постоянного тока могут привести к срабатыванию привода, что может быть вызвано низким входным напряжением сети или каким-либо искажением входного напряжения, например искажением плоской вершиной.
  • Проверьте наличие любых искажений или ошибок в пиковой амплитуде напряжения линии. Это может привести к ошибке, связанной с повышенным или пониженным напряжением. Показание напряжения постоянного тока ±10 % от номинального напряжения может свидетельствовать о наличии неисправности.
  • Определите, имеют ли пики пульсации переменного тока разный уровень повторений. После преобразования переменного тока в постоянный на шине постоянного тока будет оставаться небольшая составляющая пульсации переменного тока. Напряжения пульсации выше 40 В могут быть вызваны неисправностью конденсаторов или недостаточным номиналом привода для подключенного электродвигателя или нагрузки.

3. Выход привода

Проверка на выходе привода имеет огромное значение для обеспечения правильной работы электродвигателя и может помочь в решении проблем, возникающих в цепях привода.

Проверки

  • Убедитесь, что напряжение и ток находятся в соответствующих пределах. Из-за высокого выходного тока электродвигатель может перегреваться, что сокращает срок службы изоляции статора.
  • Убедитесь, что отношение напряжения к частоте (В/Гц) находится в пределах установленного диапазона для электродвигателя. При высоком отношении электродвигатель может перегреться, при низком отношении произойдет снижение крутящего момента электродвигателя. Стабильное значение частоты и нестабильное значение напряжения могут указывать на неисправность шины постоянного тока; нестабильное значение частоты и стабильное значение напряжения могут свидетельствовать о проблемах переключения (БТИЗ). Нестабильные значения частоты и напряжения свидетельствуют о потенциальных проблемах с цепями регулировки скорости.
  • Проверьте выходную мощность привода, обращая внимание на отношение напряжения к частоте (Н/Ч) и на модуляцию напряжения. При высоком соотношении напряжения/частоты электродвигатель может перегреться. При низким отношении Н/Ч подключенный электродвигатель может не обеспечивать крутящий момент под нагрузкой, необходимый для эффективного выполнения заданного процесса.
  • Проверьте модуляцию напряжения, используя измерения между фазами. Высокие пики напряжения могут повредить изоляцию обмотки электродвигателя и привести к срабатыванию привода. Пики напряжения выше 50 % от номинального напряжения свидетельствуют о наличии неисправности.
  • Проверьте скорость нарастания импульсов переключения, отображенную в показаниях для привода. Время или скорость нарастания импульсов указывается в виде значений dV/dt (скорость изменения напряжения со временем), которые необходимо сравнить с указанной изоляцией электродвигателя.
  • Проверьте частоту переключения для фазы постоянного тока. Проверьте наличие потенциальных неисправностей электронного переключателя или заземления — об этих неисправностях может свидетельствовать сигнал, плавающий вверх и вниз.
  • Измерьте асимметрию напряжения, желательно при полной нагрузке. Асимметрия не должна превышать 2 %. Асимметрия напряжения приводит к асимметрии тока, которая может привести к избыточному нагреву обмотки электродвигателя. Одной из причин возникновения асимметрии может быть неисправность цепей привода. Неисправность одной из фаз называется «обрывом фазы», в результате которого электродвигатель может нагреваться, не запускаться после остановки, кроме того, это может привести к значительному снижению эффективности, а также повреждению электродвигателя и подключенной нагрузки.
  • Измерьте асимметрию токов: она не должна превышать 10 % для трехфазных электродвигателей. Большая асимметрия при низком напряжении может указывать на наличие короткого замыкания на обмотках электродвигателя или короткого замыкания фаз на землю. Большая асимметрия может также привести к срабатыванию привода, высоким температурам электродвигателя и обгоранию обмоток

4. Вход электродвигателя

Напряжение, подаваемое на входные клеммы электродвигателя, является ключевым показателем, кроме того, огромное значение имеет выбор кабеля, соединяющего привод с электродвигателем. Неправильный выбор кабелей может привести к повреждению привода и электродвигателя из-за чрезмерного отраженного пикового напряжения. Эти проверки в значительной мере аналогичны проверкам на выходе привода, описанным выше.

Проверки

  • Убедитесь, что ток на клеммах находится в пределах номинала электродвигателя. Превышение тока может стать причиной нагревания электродвигателя и снизить срок службы изоляции статора, что может привести к преждевременному отказу электродвигателя.
  • Модуляция напряжения помогает определить высокие пики напряжения на землю, которые могут повредить изоляцию электродвигателя.
  • Асимметрия тока, которая может значительно повлиять на срок службы электродвигателя и может быть признаком наличия неисправности преобразователя. Это может привести к прерыванию напряжения и стать причиной срабатывания системы защиты от перегрузки.
  • Асимметрия тока может указывать на асимметрию напряжения или на неисправности выпрямителя привода.

5. Напряжение на концах вала электродвигателя

Импульсы напряжения от электропривода могут замыкаться от статора электродвигателя к ротору, что приводит к появлению напряжения на валу ротора. Когда напряжение на валу ротора превышает изоляционную способность смазки подшипника, могут возникнуть токи искрового разряда (искрение), что приведет к образованию питтинговой коррозии и канавок на обойме подшипника электродвигателя, из-за чего электродвигатель может преждевременно выйти из строя.

Читать еще:  Что охлаждает двигатели насосов

Проверка

  • Измерьте напряжение между «массой» электродвигателя и валом привода. Например, модель MDA-550 для этой цели оснащена датчиком с щеткой из углеродного волокна. Эта проверка позволяет легко обнаружить наличие разрушительных токов искрового разряда, в то время как показания амплитуды импульса и счетчик событий позволяют принять необходимые меры до возникновения неисправности.

Хотите узнать больше?

Заполните короткую форму запроса на демонстрацию, и мы свяжемся с вами для организации персональной демонстрации от инженера компании Fluke. На вашем рабочем объекте будет проведена практическая демонстрация прибора, основное внимание на которой будет уделено необходимым вам измерениям. Вы увидите, насколько просто пользоваться нашими приборами, а также получите инструкции и рекомендации по эксплуатации прибора и его принадлежностей. Поэтому при покупке вы будете абсолютно уверены в том, что наш прибор полностью соответствует вашим требованиям и вы сможете максимально эффективно его использовать!

Лаборатория электромеханических систем Кафедра «Микропроцессорные средства автоматизации» Электротехнический факультет

Контактная информация:

Адрес: 614013, г. Пермь, ул. Профессора Поздеева, д.7, ауд. 05

Телефон/факс: +7 (342) 2-391-821

Руководитель центра: заведующий кафедрой МСА, доцент, к.т.н. Петроченков А.Б.

Основные направления научных исследований:

а) исследование электромеханических свойств различных электрических машин, а именно: машин постоянного тока, асинхронных, синхронных, трансформаторов, а также специальных машин;

б) математический анализ, моделирование и экспериментальное испытание электрических машин и электрического привода с целью определения свойств, параметров и характеристик электромеханических систем управления;

в) синтез и анализ микропроцессорных систем управления электроприводом постоянного и переменного тока.

Перечень оказываемых услуг:

а) Проектирование программно-аппаратного обеспечения для микропроцессорных систем управления с электроприводом постоянного и переменного тока.

б) Проведение курсов повышения квалификации по настройке, наладке и программированию преобразователей частоты и микроконтроллеров управления для электроприводом переменного тока.

Оборудование лаборатории:

а) Лабораторный комплекс «Электрические машины и электропривод»

Лабораторный комплекс предназначен для экспериментального исследования характеристик электрических машин и электропривода в установившихся и переходных режимах.

В состав комплекса входят два лабораторных стенда со следующими модулями:
− трехфазный источник питания;
− источник питания машины постоянного тока;
− тиристорный преобразователь / регулятор;
− преобразователь частоты;
− активная нагрузка;
− трехфазная трансформаторная группа;
− блок мультиметров;
− указатель частоты вращения;
− измеритель мощностей;
− блок датчиков тока и напряжения;
− блок ввода /вывода цифровых сигналов;
− реостат для цепи ротора машины переменного тока;
− реостат возбуждения машины постоянного тока;
− электромашинный агрегат;
− персональный компьютер.

б) Лабораторный комплекс «Электрические машины и электропривод»

Лабораторный стенд «Электрические машины и электропривод» предназначен для исследования электромеханических свойств различных электрических машин (машин постоянного тока, асинхронных, синхронных, трансформаторов, а также специальных машин), нахождения и устранения неисправностей в несложных электрических схемах электромеханических систем, расчета статических характеристик, переходных процессов и нагрузочных диаграмм электроприводов, расчета энергетических показателей электромеханических систем.

В состав лабораторного комплекса входят 5 лабораторных стендов.

  • 1) Лабораторный стенд «Трансформаторы»

В состав стенда включены:

модуль «Питание» обеспечивает подачу трехфазного напряжения 220В, измерение электрических параметров трехфазной сети с помощью измерителя мощности, а также предназначен для защиты комплекса от режима короткого замыкания;
модуль «Автотрансформатор» содержит мнемосхему автотрансформатора с выведенными концами обмоток, контактор и цифровой вольтметр переменного тока;
модули «Трансформатор 1» и «Трансформатор 2» содержат мнемосхемы исследуемых трехфазных трансформаторов с выведенными концами обмоток, а также цифровые вольтметры переменного тока;
модуль «Выключатель» содержит мнемосхему контактора с кнопками «Пуск» и «Стоп»;
модуль «Нагрузка» содержит переключатель для изменения ступеней трехфазной активной нагрузки, а также амперметры переменного тока;
модуль «Измерительный» предназначен для измерения переменного напряжения с помощью цифровых вольтметров. Предел измерений 0…400В;
модуль «Измеритель мощности» предназначен для измерения электрических параметров трехфазной сети переменного тока.

  • 2) Лабораторный стенд «Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором – Генератор постоянного тока»

  • 3) Лабораторный стенд «Асинхронный двигатель с фазным ротором – Генератор постоянного тока»

  • 4) Лабораторный стенд «Синхронный двигатель –Генератор постоянного тока»

Стенды 2, 3, 4 включают в себя:

электромашинный агрегат и «модуль силовой». Агрегат содержит асинхронный (синхронный) двигатель, двигатель/генератор постоянного тока независимого возбуждения и импульсный датчик скорости. Модуль силовой упрощает подключение силовых цепей двигателей и датчика скорости. Также на силовом модуле осуществляется введение добавочных сопротивлений в цепи якоря машины постоянного тока и ротора асинхронной машины. Модуль силовой содержит датчики тока и напряжения, а также цифровые индикаторы измерений.
При исследовании машин постоянного тока асинхронный (синхронный) двигатель выступает в качестве нагрузочной машины, и, наоборот, – при исследовании машин переменного тока нагрузочной служит машина постоянного тока.Применение импульсного датчика скорости позволяет получить как аналоговый сигнал скорости, так и импульсный сигнал.
модули питания предназначены для защиты стенда от режима короткого замыкания и обеспечивают подачу трехфазного напряжения 380В, однофазного напряжения 220В и низковольтных напряжений питания ?15В, +5В.
модули силовых преобразователей (модуль тиристорного преобразователя и модуль преобразователя частоты). Эти модули обеспечивают подачу силовых регулируемых напряжений постоянного и переменного токов на электродвигатели, регулирование частоты вращения, поддержание неизменных значений моментов двигателей.
измерительные модули (измеритель мощности и ввода/вывода) позволяют:
• выполнить измерение цифровым прибором параметров переменного тока (U, I, f, P, Q, cos?);
• с помощью платы аналогового ввода–вывода наблюдать и осциллографировать сигналы постоянного и переменного токов (до 8 аналоговых входных сигналов);
• для наблюдения за силовыми напряжениями и токами в ряде модулей установлены датчики тока и напряжения, обеспечивающие гальваническую развязку цепей и приведение уровней выходных напряжений к напряжениям ?10В.
персональный компьютер предназначен для наблюдения, осциллографирования, регистрации статических и динамических сигналов (до 8 каналов) с частотами до 1 кГц. Используется программное обеспечение DeltaProfi.
Для управления комплексом в автоматическом и полуавтоматическом режимах и для построения фазовых характеристик используется программа DeltaProfi.

  • 5) Лабораторный стенд «Синхронный генератор – Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором».

Стенд включает в себя:

электромашинный агрегат и модуль «Электрические машины». Агрегат содержит синхронный генератор, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и импульсный датчик скорости. Модуль «Электрические машины» упрощает подключение силовых цепей электрических машин и датчика скорости. Также в модуле «Электрические машины» установлены источник тока, предназначенный для питания обмотки возбуждения синхронного генератора и преобразователь частоты, предназначенный для питания асинхронного двигателя.
Применение импульсного датчика скорости позволяет измерять частоту вращения электрических машин.
модуль «Сеть/Нагрузка» предназначен для подачи трехфазного напряжения 380В и подключения активной нагрузки синхронного генератора, а также для тепловой защиты комплекса и защиты от режима короткого замыкания.
модуль «Синхронизация/Измерения» предназначен для синхронизации синхронного генератора с сетью и измерения параметров цепей переменного тока.

в) Лабораторный комплекс «Механотроника. Микропроцессорные системы управления электроприводом»

Лабораторный комплекс предназначен для выполнения лабораторных работ по курсам: «Микропроцессорные системы управления электроприводом», «Системы управления электроприводами», «Автоматизация технологических процессов», «Проектирование систем управления».

В состав комплекса входит три лабораторных стенда:

  • 1) Стенд тип 1 «Отладочный комплект разработчика систем управления электродвигателями с агрегатом АД-ДПТ» включает в себя:

– двухинверторный комплект типа MCB-04 с процессорной платой MChip-176 (напряжение питания силовой части 220 В, выходной ток 15 А, процессор DSP с плавающей запятой TMS320F28335, есть возможность подключения инкрементного энкодера, есть возможность загрузки программы и связи с ПК по интерфейсам USB и RS-232, есть возможность сброса энергии на тормозной резистор);
– агрегат из спаренных асинхронного двигателя (3 фазы, 220 В) и двигателя постоянного тока F5539 (24 В) с энкодером с разрешением 500 дискрет/оборот; мощность 40 Вт;
– ноутбук DNS с диагональю экрана 15”;
– источник питания комплектов.
Все компоненты за исключением ноутбука размещены в металлическом шкафе.

  • 2) Стенд тип 2 «Отладочный комплект разработчика систем управления электродвигателями с агрегатом БДПТ-ДПТ» включает в себя:
Читать еще:  Двигатель ваз 21053 не заводится на горячую

– двухинверторный комплект типа MCB-04 с процессорной платой MChip-176 (напряжение питания силовой части 220 В, выходной ток 15 А, процессор DSP с плавающей запятой TMS320F28335, есть возможность подключения инкрементного энкодера, есть возможность загрузки программы и связи с ПК по интерфейсам USB и RS-232, есть возможность сброса энергии на тормозной резистор);
– агрегат из спаренных синхронного двигателя FL57BLS02 (3 фазы, 36 В) мощностью 92 Вт и двигателя постоянного тока F5539 (24 В) с энкодером с разрешением 500 дискрет/оборот; мощность двигателя 40 Вт;
– ноутбук DNS с диагональю экрана 15”;
– источник питания комплектов.
Все компоненты за исключением ноутбука размещены в металлическом шкафе.

Внешний вид лабораторных стендов тип 1 и тип 2

  • 3) Стенд тип 3 «Стенд управления электродвигателями с электромашинным агрегатом АДКЗР-ДПТ и датчиком момента» включает в себя:

– стенд электрический, смонтированный на столе;
– стенд электромеханический нагрузочный (агрегат).
Стенд электрический содержит:
– блок питания (преобразователь напряжения) двигателя постоянного тока;
– блок питания (преобразователь частоты) асинхронного двигателя;
– блок тормозных резисторов;
– блок фильтра;
– блоки электрических измерений (2 шт.) для двигателя постоянного тока и асинхронного двигателя;
– блок цифровой индикации крутящего момента силы и скорости вращения;
– моноблок с диагональю экрана 21,5”.
Стенд электромеханический нагрузочный содержит:
– электродвигатель постоянного тока 4ПБ(О)112М мощностью 2,2 кВт;
– асинхронный электродвигатель АИР90 L4 мощностью 2,2 кВт и синхронной скоростью 1500 об/мин.;
– датчик крутящего момента силы TRB-5K;
– инкрементный датчик обратной связи с разрешением 2500 дискрет/оборот.
Учебный стенд предусматривает возможность взаимного нагружения двигателей. Для обеих машин использованы преобразователи с возможностью реализации режима динамического торможения (со сбросом энергии на тормозной резистор).
Преобразователи имеют возможность программирования в среде блочного программирования с изменением структуры и параметров системы управления электроприводом. Также преобразователи имеют возможность управления по стандартным аналоговым и цифровым интерфейсам (RS-485 и RS-232).
Встроенное программное обеспечение для блоков питания электродвигателей обеспечивает:
– управление асинхронным электродвигателем (с обратной связью и без обратной связи);
– управление двигателем постоянного тока с (обратной связью и без обратной связи);
– формирование произвольной механической характеристики нагрузки в функции скорости вращения;
– возможность изменения структуры и параметров программного обеспечения через визуальную среду разработки программ MexBIOS Development Studio.

Внешний вид лабораторного стенда

Нашли ошибку на сайте? Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl + Enter.

Лабораторный комплекс «Электрические машины и электропривод» (ЭМиЭП-СК)

Артикул: УП-225

Цена: предоставляется по запросу

Состав:

  • Модули:
    • питание стенда;
    • питание;
    • измеритель мощности;
    • добавочные сопротивления № 1;
    • добавочные сопротивления № 2;
    • измерительный;
    • ввод/вывод;
    • преобразователь частоты;
    • тиристорный преобразователь;
    • тиристорный возбудитель;
    • регуляторы;
    • однофазные трансформаторы;
    • автотрансформатор;
    • силовой
  • Электромашинный агрегат (машина постоянного тока, универсальная машина переменного тока, энкодер)
  • Персональный компьютер с платой ввода-вывода
  • Программное обеспечение (компакт -диск)
  • Лабораторный стол (2 шт.)
  • Компьютерный стол
  • Тумбочка-подставка под электромашинный агрегат
  • Комплект соединительных проводов и силовых кабелей
  • Методические указания
  • Техническое описание

Перечень лабораторных работ и экспериментов

* Раздел «Электрические машины»

1. Исследование однофазного трансформатора
— опыт короткого замыкания;
— опыт холостого хода;
— внешняя характеристика;
— параллельная работа трансформаторов.
2. Исследование трехфазного трансформатора
— опыт короткого замыкания;
— опыт холостого хода;
— внешняя характеристика при соединении «звезда /звезда» (Y /Y);
— внешняя характеристика при соединении «звезда /треугольник» (Y /D);
— несимметричная нагрузка.
3. Исследование генератора постоянного тока
— внешняя характеристика генератора постоянного тока с параллельным возбуждением;
— характеристика холостого хода генератора постоянного тока с независимым возбуждением;
— характеристика короткого замыкания генератора постоянного тока с независимым возбуждением;
— внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением;
— регулировочные характеристики генератора постоянного тока с независимым возбуждением
4. Исследование двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
— естественная механическая характеристика;
— искусственная механическая характеристика при введении сопротивления в цепь якоря;
— искусственная механическая характеристика при ослаблении магнитного потока;
— рабочие характеристики;
— регулировочные характеристики двигателя при изменении напряжения на якоре;
— регулировочные характеристики двигателя при изменении сопротивления в цепи возбуждения.
5. Исследование двигателя постоянного тока с независимым возбуждением
— естественная механическая характеристика;
— рабочие характеристики;
— регулировочные характеристики двигателя при изменении напряжения на якоре;
— регулировочные характеристики двигателя при изменении тока возбуждения.
6. Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
— опыт короткого замыкания;
— опыт холостого хода;
— рабочие характеристики.
7. Исследование асинхронного двигателя с фазным ротором
— опыт короткого замыкания;
— опыт холостого хода;
— рабочие характеристики.
8. Исследование асинхронного генератора
— рабочие характеристики.
9. Исследование синхронного генератора
— характеристика холостого хода;
— характеристика трехфазного короткого замыкания;
— внешняя характеристика;
— регулировочная характеристика;
— нагрузочная характеристики.
10. Исследование синхронного двигателя
— рабочие характеристики;
— U-образные характеристики.

* Раздел «Электропривод »

1. Исследование двигателя постоянного тока
— естественные механическая и электромеханическая характеристики;
— энергетические диаграммы.
2. Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
— естественные механическая и электромеханическая характеристики;
— энергетические диаграммы.
3. Исследование синхронного двигателя
— естественные механическая и электромеханическая характеристики;
— энергетические диаграммы.
4. Исследование системы «Тиристорный преобразователь — Двигатель»
— механическая и электромеханическая характеристики;
— регулирование скорости двигателя постоянного тока изменением напряжения на якоре;
— регулировочные характеристики;
— переходные процессы.
5. Исследование тормозных режимов двигателя постоянного тока
— динамическое торможение;
— торможение противовключением;
— рекуперативное торможение;
— переходные процессы;
6. Элементы систем управления электроприводов
— исследование задатчика интенсивности;
— исследование П-регулятора с блоком ограничения;
— исследование И-регулятора;
— исследование ПИ-регулятора;
— переходные процессы.
7. Система подчиненного регулирования скорости двигателя постоянного тока с внешним контуром скорости
— регулировочная характеристика;
— настройка ПИ-регулятора контура регулирования тока;
— настройка ПИ-регулятора контура регулирования скорости;
— исследование замкнутой системы;
— переходные процессы системы.
8. Система подчиненного регулирования скорости двигателя постоянного тока с внешним контуром напряжения
— регулировочная характеристика;
— настройка ПИ-регулятора контура регулирования тока;
— настройка ПИ-регулятора контура регулирования напряжения;
— исследование замкнутой системы;
— переходные процессы.
9. Система «Источник тока — двигатель»
— настройка контура регулирования тока возбуждения;
— настройка контура регулирования скорости;
— исследование системы ИТ-Д;
— переходные процессы.
10. Исследование преобразователя частоты
— управление от кнопочной панели;
— управление от лицевой панели.
11. Исследование разомкнутой системы «Преобразователь частоты — Асинхронный двигатель»
— механические характеристики;
— регулировочные характеристики;
— компенсация скольжения;
— способы торможения;
— переходные процессы.
12. Исследование замкнутой системы «Преобразователь частоты — Асинхронный двигатель»
— настройка контура регулирования тока;
— настройка контура регулирования скорости;
— исследование замкнутой системы;
— переходные процессы.
13. Исследование системы «Преобразователь частоты — Синхронный двигатель»
— механическая характеристика;
— частотный пуск;
— искусственная механическая характеристика (U = var, f = const, iв = const);
— искусственная механическая характеристика (iв = var, U = const, f = const);
— U-образная характеристика;
— регулировочные характеристики (U /f = const);
— переходные процессы.

Автоматизация проведения экспериментов

1. Компьютерное управление системой «Тиристорный преобразователь — двигатель»
2. Компьютерное управление системой «Преобразователь частоты — асинхронный двигатель»

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector