ขาตั้งสำหรับงานห้องปฏิบัติการ "การศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์อะซิงโครนัส (แบบมีโรเตอร์กรงและโรเตอร์พันขดลวด)" อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการไฟฟ้า อุปกรณ์การสอน อุปกรณ์การศึกษา

SMTE448 ขาตั้งสำหรับงานห้องปฏิบัติการ "การศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์อะซิงโครนัส (แบบมีโรเตอร์กรงและโรเตอร์พันขดลวด)" อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการไฟฟ้า อุปกรณ์การสอน อุปกรณ์การศึกษา
คำอธิบาย
โต๊ะทดลองนี้ออกแบบมาเพื่อใช้ในการดำเนินการทดลองในหัวข้อ “เครื่องจักรไฟฟ้า”
โครงสร้างของโต๊ะทดลองประกอบด้วยสองส่วน:
ตัวเรือน ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าบางส่วน แผงวงจรไฟฟ้า แผงด้านหน้า โมดูลพลังงาน และแผ่นโต๊ะแบบรวม
ชุดประกอบเครื่องจักร ซึ่งประกอบด้วยมอเตอร์กระแสตรง มอเตอร์อะซิงโครนัสแบบขดลวด มอเตอร์อะซิงโครนัสแบบกรงกระรอก และเซ็นเซอร์วัดความเร็วแบบออปติคอลพร้อมการกำหนดทิศทางการหมุน
โต๊ะทดลองสามารถเสริมด้วยชุดเครื่องจักรไฟฟ้าโดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก (90 วัตต์) หรือขนาดใหญ่ (0.55 กิโลวัตต์)
ตัวเรือนโต๊ะทดลองประกอบด้วย:
ตัวแปลงความถี่สำหรับสร้างเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสความถี่แปรผันและแรงดันไฟฟ้าสำหรับจ่ายไฟให้กับมอเตอร์อะซิงโครนัสและหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส ตัวแปลงนี้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ MB90F562 (ฟูจิตสึ) และโมดูลอัจฉริยะด้านพลังงาน PS11033 (มิตซูบิชิ) ตัวควบคุมใช้สำหรับคำนวณข้อมูลขาเข้า (ระบุแรงดันและความถี่) และสัญญาณขาออก (กระแส แรงดัน) สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับพีซี (RS-485) และแสดงค่าที่วัดได้บนแผงด้านหน้าของแท่นทดสอบ โมดูลกำลังประกอบด้วยวงจรไฟฟ้าของวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์สามเฟส วงจรแปลงผกผันแบบบริดจ์สามเฟสบนทรานซิสเตอร์ IGBT รวมถึงวงจรขับและวงจรป้องกัน (ลัดวงจร แรงดันไฟเลี้ยงไม่เพียงพอ สัญญาณควบคุมขาเข้าไม่ถูกต้อง) ตัวแปลงความถี่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสำรวจมอเตอร์อะซิงโครนัสในทั้งสี่ควอดแรนต์ของลักษณะทางกลได้
ตัวแปลงความกว้างพัลส์สำหรับวงจรอาร์มาเจอร์และแหล่งจ่ายไฟขดลวดกระตุ้นของมอเตอร์ DC รวมถึงแหล่งจ่ายไฟของวงจรโรเตอร์ของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสที่มีโรเตอร์แบบพันขดลวดในโหมดมอเตอร์ซิงโครนัสและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวแปลงความกว้างพัลส์ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานขององค์ประกอบกำลังของตัวแปลงความถี่ แขนสองข้างใช้สำหรับสร้าง PWC แบบสมมาตรที่กลับทิศทางได้ และแขนที่สามใช้เป็น PWC แบบไม่กลับทิศทางได้สำหรับโรเตอร์มอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส วงจรจ่ายไฟขดลวดใช้ทรานซิสเตอร์ MOSFET ของ International Rectifier เพียงตัวเดียว ระบบควบคุมใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ AT Mega163 (Atmel) ในการคำนวณสัญญาณอินพุต (ระบุแรงดัน ความถี่ และกระแสสำหรับการเบรกแบบไดนามิก) และสัญญาณเอาต์พุต (กระแสของแกนหมุน กระแสกระตุ้น และกระแสโรเตอร์) รวมถึงการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับพีซี (RS-485) และการแสดงค่าที่วัดได้บนแผงด้านหน้าของแท่นทดสอบ วงจรแปลงความกว้างพัลส์ของมอเตอร์กระแสตรงเสริมด้วยโหมดระบบปิด (ควบคุมกระแสหรือความเร็ว) และโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
หน่วยวัดใช้เครื่องวัดดิจิทัล นอกจากการวัดกระแสและแรงดันไฟตรงแล้ว แต่ละช่องยังสามารถคำนวณได้ดังนี้:
ค่าประสิทธิผลของกระแสและแรงดันไฟสลับ;
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
คุณลักษณะทางเทคนิคของระบบวัด:
จำนวนพารามิเตอร์ที่แสดงบนแท่น 15 ชิ้น (12 ตัวแสดงผล)
โวลต์มิเตอร์ 4 ชิ้น
แอมมิเตอร์ 6 ชิ้น
มิเตอร์วัดเฟส 1 ชิ้น
มิเตอร์วัดความเร็ว 1 ชิ้น
วัตต์มิเตอร์ 2 ชิ้น
มิเตอร์วัดความถี่ 1 ชิ้น
ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ตั้งแต่ ±1 V ถึง ±750 V
ช่วงกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ตั้งแต่ ±1 mA ถึง ±5 A
ช่วงความเร็วที่วัดได้ตั้งแต่ ±1 rad/s ถึง ±314 rad/s
ช่วงความถี่ที่วัดได้ตั้งแต่ 0 Hz ถึง 163 Hz
ความแม่นยำในการวัด สูงสุด 1%
คุณลักษณะทางเทคนิคของตัวแปลงความกว้างพัลส์:
กระแสไฟฟ้าพิกัด ±5 A
แรงดันไฟฟ้า DC link 300 V
ความถี่ของตัวแปลง 8 kHz
กระแสเกินพิกัด ±7 A
คุณลักษณะทางเทคนิคของตัวแปลงความถี่:
กำลังมอเตอร์: 0.4 kW / 1.5 kWt
กระแสไฟฟ้าพิกัด: 7 A
ช่วงการทำงานของแรงดันเอาต์พุต 3~ 220 V
วิธีการควบคุม: PWM แบบไซน์ (ควบคุม U/f, อิสระ)
ช่วงการควบคุมความถี่: ตั้งแต่ 0 ถึง 163 Hz
ความละเอียดความถี่: 0.3 Hz
ระยะเผื่อการโอเวอร์โหลด: 150% ของเอาต์พุตพิกัด กระแสไฟฟ้าในช่วง 1 นาที (การพึ่งพาเชิงปริพันธ์)
ชุดอุปกรณ์ "เครื่องจักรไฟฟ้า" ครบชุด:
โต๊ะปฏิบัติการ "เครื่องจักรไฟฟ้า";
ชุดประกอบเครื่องจักรหนึ่งชุด;
ชุดจัมเปอร์;
สายเคเบิล AM-BM USB 2.0;
ซีดีอาร์พร้อมเอกสารและซอฟต์แวร์ประกอบ