SMTE451 ขาตั้งสำหรับงานปฏิบัติการในรายวิชา "เครื่องจักรไฟฟ้า" อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการไฟฟ้า อุปกรณ์การสอน อุปกรณ์การศึกษา เราผสานรวมฟังก์ชันของโต๊ะทำงานสองแบบเข้าด้วยกัน
คำอธิบาย
โต๊ะทำงานในห้องปฏิบัติการนี้ออกแบบมาสำหรับการทำงานในห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาเครื่องจักรไฟฟ้าในมหาวิทยาลัยและโรงเรียนเฉพาะทาง
โครงสร้างของโต๊ะทำงานประกอบด้วยกล่องที่มีอุปกรณ์ต่อไปนี้ติดตั้งอยู่: อุปกรณ์ไฟฟ้า แผงวงจรไฟฟ้า แผงด้านหน้า และโต๊ะทำงานแบบรวม
อุปกรณ์ต่อไปนี้ถูกจัดวางอยู่ภายในกล่อง:
แผงวงจรเรียงกระแส;
โมดูลตัวต้านทานโหลด;
หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสสำหรับห้องปฏิบัติการ;
หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสที่ทำการทดสอบ
แผนผังวงจรไฟฟ้าของวัตถุที่ทำการทดสอบแสดงอยู่บนแผงด้านหน้า แผนผังทั้งหมดที่แสดงจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มตามหัวข้อของการทำงานวิจัยในห้องปฏิบัติการ บนแผงด้านหน้าติดตั้ง: ซ็อกเก็ตสวิตช์ มิเตอร์แบบอนาล็อก อุปกรณ์สวิตช์ และตัวควบคุม ซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนตัวเลือกขององค์ประกอบต่างๆ ในระหว่างการทำงานวิจัยในห้องปฏิบัติการ
ตัวควบคุม ได้แก่:
สวิตช์หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสอัตโนมัติสำหรับห้องปฏิบัติการ (LAT) ซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าได้ในช่วง 0..20V โดยมีช่วงห่าง 2V และ 130..250V โดยมีช่วงห่าง 30V;
หม้อแปลงอัตโนมัติแบบเฟสเดียวสำหรับห้องปฏิบัติการ (LATs) ซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าได้ในช่วง 50..110V โดยมีช่วงห่าง 10V;
โมดูลตัวต้านทานโหลดแบบสวิตช์ ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมต่อตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานต่างกันได้
เครื่องจักรไฟฟ้าต่อไปนี้ติดตั้งอยู่บนแผงควบคุมของโต๊ะทดลอง:
มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์แบบกรงกระรอก - 1 ตัว;
มอเตอร์ DC แบบแยกกระตุ้น - 2 ตัว;
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบทาโคเจนเนอเรเตอร์ที่มีการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กถาวร;
เซลซินแบบไร้สัมผัส
ในการทำงานในห้องปฏิบัติการ จำเป็นต้องประกอบวงจรของวัตถุที่กำลังศึกษาโดยใช้จัมเปอร์แบบรวม ซึ่งช่วยให้สามารถประกอบวงจรได้โดยไม่สูญเสียความชัดเจน
โต๊ะทดลองนี้ออกแบบมาสำหรับการทำการทดลองในหัวข้อ “เครื่องจักรไฟฟ้า”
โครงสร้างของโต๊ะทดลองประกอบด้วยสองส่วน:
ตัวเรือน ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าบางส่วน แผงวงจรไฟฟ้า แผงด้านหน้า โมดูลพลังงาน และท็อปโต๊ะแบบรวม;
ชุดประกอบเครื่องจักร ซึ่งประกอบด้วยมอเตอร์ DC, มอเตอร์อะซิงโครนัสแบบขดลวด, มอเตอร์อะซิงโครนัสแบบขดลวดหนึ่งตัว รวมถึงเซ็นเซอร์วัดความเร็วแบบออปติคอลพร้อมการกำหนดทิศทางการหมุน
สามารถเสริมชุดเครื่องจักรไฟฟ้าบนพื้นฐานของมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก (90 วัตต์) หรือขนาดใหญ่ (0.55 กิโลวัตต์) ได้
ตัวเรือนของชุดประกอบเครื่องจักรประกอบด้วย:
ตัวแปลงความถี่สำหรับสร้างเครือข่าย AC สามเฟสความถี่แปรผันและแรงดันไฟฟ้าสำหรับจ่ายไฟให้กับมอเตอร์อะซิงโครนัสและหม้อแปลงสามเฟส ตัวแปลงนี้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ MB90F562 (ฟูจิสึ) และโมดูลอัจฉริยะกำลังไฟฟ้า PS11033 (มิตซูบิชิ) ตัวควบคุมใช้สำหรับคำนวณข้อมูลขาเข้า (ระบุแรงดันและความถี่) และสัญญาณขาออก (กระแส แรงดัน) สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับพีซี (RS-485) และแสดงค่าที่วัดได้บนแผงด้านหน้าของชุดประกอบเครื่องจักร โมดูลกำลังประกอบด้วยวงจรไฟฟ้ากำลังของวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์สามเฟส วงจรแปลงผกผันแบบบริดจ์สามเฟสบนทรานซิสเตอร์ IGBT รวมถึงวงจรขับและวงจรป้องกัน (ลัดวงจร แรงดันไฟเลี้ยงไม่เพียงพอ สัญญาณควบคุมขาเข้าไม่ถูกต้อง) ตัวแปลงความถี่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสำรวจมอเตอร์อะซิงโครนัสในทั้งสี่ควอดแรนต์ของลักษณะทางกลได้
ตัวแปลงความกว้างพัลส์สำหรับวงจรอาร์มาเจอร์และแหล่งจ่ายไฟขดลวดกระตุ้นของมอเตอร์ DC รวมถึงแหล่งจ่ายไฟของวงจรโรเตอร์ของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสที่มีโรเตอร์แบบขดลวดในโหมดมอเตอร์ซิงโครนัสและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวแปลงความกว้างพัลส์ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานขององค์ประกอบกำลังของตัวแปลงความถี่ แขนสองข้างใช้สำหรับสร้าง PWC แบบสมมาตรที่กลับทิศทางได้ และแขนที่สามใช้เป็น PWC แบบไม่กลับทิศทางได้สำหรับโรเตอร์มอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส แหล่งจ่ายไฟขดลวดถูกสร้างขึ้นบนทรานซิสเตอร์ MOSFET ของ International Rectifier ตัวเดียว ระบบควบคุมใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ AT Mega163 (Atmel) และคำนวณสัญญาณอินพุต (ระบุแรงดัน ความถี่ และกระแสสำหรับการเบรกแบบไดนามิก) และสัญญาณเอาต์พุต (กระแสของแกนหมุน การกระตุ้น และโรเตอร์) มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับพีซี (RS-485) และแสดงค่าที่วัดได้บนแผงด้านหน้าของแท่นทดสอบ วงจรแปลงความกว้างพัลส์ของมอเตอร์กระแสตรงเสริมด้วยโหมดระบบปิด (ควบคุมกระแสหรือความเร็ว) รวมถึงโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
หน่วยวัดใช้เครื่องวัดดิจิทัล นอกจากการวัดกระแสและแรงดันกระแสตรงแล้ว แต่ละช่องยังสามารถคำนวณได้ดังนี้:
ค่าประสิทธิผลของกระแสและแรงดันกระแสสลับ;
มุมการเลื่อนระหว่างกระแสและแรงดัน รวมถึงคำนวณ cos(φ);
กำลังไฟฟ้าแอคทีฟ
การควบคุมรีเลย์-คอนแทคเตอร์ ช่วยให้ผู้ใช้สามารถ:
สลับวงจรของมอเตอร์อะซิงโครนัสแบบโรเตอร์กรงกระรอก (สตาร์/เดลต้า);
เปลี่ยนค่าตัวต้านทานโหลดในวงจรสามเฟส;
เชื่อมต่อมอเตอร์อะซิงโครนัสเข้ากับเครือข่าย 3 ~ 380/220 V 50 Hz หรือตัวแปลงความถี่;
ตัวต้านทานในวงจรขดลวดกระตุ้น (สองขั้น);
ตัวต้านทานโหลดในวงจรสามเฟส (สามขั้น);
ตัวต้านทานระบายแรงดันเกินบนโมดูลอัจฉริยะ
ตัวแปลงความถี่และตัวแปลงความกว้างพัลส์จะถูกเปิดใช้งานสำหรับการทำงานภายในเครือข่าย (โหมดกู้คืน) เพื่อลดการใช้พลังงานจากเครือข่าย
หม้อแปลงสองขดลวดสามตัว;
คอนแทคเตอร์กำลังของระบบย่อยรีเลย์
แผนผังการเดินสายของวัตถุที่ศึกษาแสดงอยู่บนแผงด้านหน้า แผนผังทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มตามหัวข้อของห้องปฏิบัติการ แผงประกอบด้วยซ็อกเก็ตสวิตช์ ตัวบ่งชี้ของอุปกรณ์ดิจิทัล สวิตช์เกียร์ และตัวควบคุมที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์ขององค์ประกอบต่างๆ ในระหว่างการทำงานในห้องปฏิบัติการ
ส่วนควบคุมบนแผงด้านหน้าของโต๊ะทดลอง:
โพเทนชิออมิเตอร์สำหรับตั้งค่าจุดควบคุมตัวแปลงความกว้างพัลส์แบบย้อนกลับ ซึ่งเป็นสัญญาณอ้างอิงของระบบปิด;
โพเทนชิออมิเตอร์สำหรับตั้งค่าจุดควบคุมตัวแปลงความกว้างพัลส์ของแหล่งจ่ายไฟสำหรับขดลวดกระตุ้นมอเตอร์ DC และโรเตอร์แบบขดลวดของมอเตอร์อะซิงโครนัสในโหมดเครื่องจักรซิงโครนัส;
โพเทนชิออมิเตอร์สำหรับตั้งค่าจุดควบคุมตัวแปลงความถี่ ซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนความถี่เอาต์พุต (0 ÷ 163 Hz) และการตั้งค่าแรงดันเอาต์พุต (0 ÷ 220 V) ได้อย่างราบรื่น;
ส่วนควบคุมระบบย่อยรีเลย์
ในการดำเนินการทดลอง จำเป็นต้องประกอบวงจรของวัตถุที่ศึกษาโดยใช้จัมเปอร์มาตรฐาน ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถประกอบวงจรได้โดยไม่สูญเสียความชัดเจน
ซอฟต์แวร์และชุดเอกสารวิธีการและทางเทคนิคสำหรับคณาจารย์ได้ถูกจัดเตรียมไว้ในโต๊ะทดลอง
โต๊ะทดลองนี้รองรับการดำเนินการทดลองต่อไปนี้:
1. การศึกษาหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสองขดลวดโดยใช้วิธีวงจรเปิดและวงจรลัด
1. การตรวจสอบหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวในโหมดต่างๆ การหาค่าพารามิเตอร์วงจรสมมูล และการกำหนดคุณลักษณะภายนอกของหม้อแปลง
2. การทดลองหาชุดการต่อขดลวดหม้อแปลงสามเฟสสองขดลวด
การศึกษาแผนภาพเวกเตอร์ของแรงดันไฟฟ้าสำหรับรูปแบบการต่อขดลวดที่แตกต่างกัน และการทดลองหาชุดการต่อขดลวดหม้อแปลงสามเฟส
3. การศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสแบบโรเตอร์กรงกระรอก
การศึกษาโครงสร้างและคุณลักษณะของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสแบบโรเตอร์กรงกระรอกโดยใช้วิธีการวงจรเปิด วงจรลัด และการโหลดทันที
4. การศึกษาเกี่ยวกับวิธีการสตาร์ทมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสแบบโรเตอร์กรงกระรอก
การศึกษาความสามารถในการสตาร์ทมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส การประกอบวงจร และการกำหนดคุณลักษณะสถิตและพลวัตของการสตาร์ทมอเตอร์
5. การศึกษาเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบกระตุ้นขนาน
การศึกษาหลักการทำงานและคุณลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบกระตุ้นขนาน
6. การศึกษาเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบกระตุ้นแยก การศึกษาหลักการทำงานและลักษณะเฉพาะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบแยกวงจรกระตุ้น
7. การศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์กระแสตรงแบบขนานวงจรกระตุ้น
การศึกษาหลักการทำงานและลักษณะเฉพาะของมอเตอร์กระแสตรงแบบขนานวงจรกระตุ้น
8. การศึกษาหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว
วัตถุที่ศึกษา: หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว ในการทดลองนี้ จะศึกษาการทำงานในสภาวะไม่มีโหลด ลัดวงจร และมีโหลด รวมถึงวัดคุณลักษณะภายนอกของหม้อแปลง
9. การศึกษาหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส
วัตถุที่ศึกษา: หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส ในการทดลองนี้ จะศึกษาการทำงานในสภาวะไม่มีโหลด ลัดวงจร และมีโหลด รวมถึงวัดคุณลักษณะภายนอกของหม้อแปลง
10. การศึกษาการต่อกลุ่มขดลวดหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส
วัตถุที่ศึกษา: หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส ในการทดลองนี้ จะศึกษาอัตราส่วนแรงดันของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลง เมื่อต่อกลุ่มขดลวด 0, 5, 6, 11
11. การศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์กระแสตรงแบบแยกกระตุ้น
วัตถุที่ศึกษา: มอเตอร์กระแสตรงแบบแยกกระตุ้น และมอเตอร์กระแสตรงที่มีโหลดในโหมดเบรกแบบไดนามิก ในการทดลองนี้ จะวัดคุณลักษณะการทำงานและการควบคุมของมอเตอร์
12. การศึกษาเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบแยกกระตุ้น
วัตถุที่ศึกษา: เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่หมุนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ระหว่างการทดลองในห้องปฏิบัติการ จะทำการวัดคุณลักษณะขณะไม่ได้ใช้งาน คุณลักษณะภายนอก และคุณลักษณะการควบคุมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
13. การศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์อะซิงโครนัสแบบโรเตอร์กรงกระรอก
วัตถุที่ศึกษา: มอเตอร์อะซิงโครนัสแบบโรเตอร์กรงกระรอกที่ต่อกับมอเตอร์ DC ในโหมดเบรกแบบไดนามิก ระหว่างการทดลองในห้องปฏิบัติการ จะทำการวัดคุณลักษณะการทำงานและคุณลักษณะทางกลของมอเตอร์
14. การศึกษาเกี่ยวกับเซลซินในโหมดการทำงานของตัวแสดงผลและหม้อแปลง
วัตถุที่ศึกษา: เซลซินในโหมดการทำงานของตัวแสดงผลและหม้อแปลง ระหว่างการทดลองในห้องปฏิบัติการ จะศึกษาการทำงานของเซลซินในโหมดตัวแสดงผลและหม้อแปลง
คุณลักษณะทางเทคนิคของแท่นทดสอบ:
แรงดันไฟฟ้า ~220 50Hz / 3~50Hz 220V 3P+PE+N
การใช้พลังงาน, วัตต์ 250 / 1 กิโลวัตต์
คุณลักษณะทางเทคนิคของระบบการวัด:
จำนวนพารามิเตอร์ที่แสดงบนแท่นทดสอบ 15 ชิ้น (ตัวแสดงผล 12 ตัว)
โวลต์มิเตอร์ 4 ตัว
แอมมิเตอร์ 6 ตัว
มิเตอร์วัดเฟส 1 ตัว
เครื่องวัดความเร็ว 1 เครื่อง
เครื่องวัดกำลังไฟฟ้า 2 เครื่อง
เครื่องวัดความถี่ 1 เครื่อง
ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ ±1 V ถึง ±750 V
ช่วงกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ ±1 mA ถึง ±5 A
ช่วงความเร็วที่วัดได้ ±1 rad/s ถึง ±314 rad/s
ช่วงความถี่ที่วัดได้ 0 Hz ถึง 163 Hz
ความแม่นยำในการวัด สูงสุด 1%
คุณลักษณะทางเทคนิคของตัวแปลงความกว้างพัลส์:
กระแสไฟฟ้าพิกัด ±5 A
แรงดันไฟฟ้า DC link 300 V
ความถี่ของตัวแปลง 8 kHz
กระแสเกิน ±7 А
คุณลักษณะทางเทคนิคของตัวแปลงความถี่:
กำลังมอเตอร์: 0.4 kW / 1.5 kWt
กระแสพิกัด: 7 А
ช่วงการทำงานของแรงดันเอาต์พุต 3~ 220 V
วิธีการควบคุม: PWM แบบไซน์ (ควบคุม U/f, อิสระ)
ช่วงการควบคุมความถี่: ตั้งแต่ 0 ถึง 163 Hz
ความละเอียดความถี่: 0.3 Hz
ระยะเผื่อการโอเวอร์โหลด: 150% ของกระแสเอาต์พุตพิกัดในช่วง 1 นาที (การพึ่งพาแบบอินทิกรัล)
ชุดอุปกรณ์ครบชุด NTC-06.01 "เครื่องจักรไฟฟ้า":
การวัดดำเนินการด้วยมิเตอร์แบบอนาล็อก มีมิเตอร์แบบอนาล็อกติดตั้งอยู่บนแผงด้านหน้าของแท่นทดสอบ 10 ตัว ได้แก่:
แอมมิเตอร์ AC (ขีดจำกัดการวัด 0.2/0.5/1 A, ระดับความแม่นยำ 2.5) 1 ตัว;
แอมมิเตอร์กระแสตรง (ขีดจำกัดการวัด 1A, ระดับความแม่นยำ 2.5) 2 ชิ้น;
แอมมิเตอร์กระแสตรง (ขีดจำกัดการวัด 0.2A, ระดับความแม่นยำ 2.5) 1 ชิ้น;
โวลต์มิเตอร์กระแสสลับ (ขีดจำกัดการวัด 100V, ระดับความแม่นยำ 1) 1 ชิ้น;
โวลต์มิเตอร์กระแสตรง (ขีดจำกัดการวัด 200V, ระดับความแม่นยำ 1) 1 ชิ้น;
วัตต์มิเตอร์กระแสสลับ (ขีดจำกัดการวัด 40/450W, ระดับความแม่นยำ 2.5) 1 ชิ้น;
เครื่องวัดรอบ (ขีดจำกัดการวัด 5000 รอบต่อนาที, ระดับความแม่นยำ 4) 1 ชิ้น
โต๊ะปฏิบัติการนี้มาพร้อมกับเอกสารประกอบการสอนดังต่อไปนี้: ชุดเอกสารวิธีการและเอกสารทางเทคนิคสำหรับอาจารย์ผู้สอน
โต๊ะปฏิบัติการนี้สามารถใช้สำหรับงานปฏิบัติการต่อไปนี้:
โต๊ะปฏิบัติการ "เครื่องจักรไฟฟ้า";
ชุดประกอบเครื่องจักร 1 ชุด;
สายเคเบิล AM-BM USB 2.0;
แผ่นซีดีอาร์พร้อมเอกสารและซอฟต์แวร์ที่แนบมาด้วย
หนังสือเดินทาง;
ชุดเสื้อกันหนาว
