ZE3413 Stand para trabajos de laboratorio en el curso "Máquinas eléctricas" Equipo de formación profesional Banco de trabajo eléctrico
Combinamos la función de los dos bancos de trabajo.
Descripción
El banco de laboratorio está diseñado para trabajos de laboratorio para estudiar máquinas eléctricas en universidades y escuelas especializadas.
La construcción del banco consiste en una caja con los siguientes equipos instalados: equipo eléctrico, tableros de circuitos electrónicos, panel frontal y tablero de escritorio integrado.
El siguiente equipo se coloca dentro de la caja:
placa rectificadora;
módulo de resistencias de carga;
transformador de laboratorio trifásico;
transformador trifásico investigado.
Los esquemas eléctricos de los objetos investigados se muestran en el panel frontal. Todos los esquemas que se muestran se dividen en grupos de acuerdo con el tema del trabajo de laboratorio realizado. En el panel frontal instalado: enchufes de conmutación, medidores de panel analógicos, equipos de conmutación y controladores, que permiten cambiar las opciones de los elementos durante la realización del trabajo de laboratorio.
Los controladores son:
conmutador trifásico con autotransformador de laboratorio (LAT), que permite variar la tensión entre 0..20V con paso de 2V y 130..250V con paso de 30V;
conmutadores de autotransformadores de laboratorio monofásicos (LAT), que permiten cambiar el voltaje entre 50 y 110 V con un paso de 10 V;
Conmutadores de módulos de resistencias de carga, que permiten conectar resistencias de diferente resistencia.
Las siguientes máquinas eléctricas están instaladas en el panel del banco:
motor eléctrico asíncrono con rotor de jaula de ardilla - 1 pieza;
motores de CC excitados por separado - 2 piezas;
tacogenerador con excitación de imanes permanentes;
Selsyns sin contacto.
Para llevar a cabo el trabajo de laboratorio, es necesario ensamblar el esquema del objeto investigado con la ayuda de puentes unificados, que permiten ensamblar esquemas sin pérdida de claridad.
El banco está diseñado para realizar laboratorios en "Máquinas eléctricas".
Estructuralmente el banco consta de dos partes:
vivienda, en la que se instala parte del equipo eléctrico, tableros electrónicos, panel frontal, módulo de potencia y tablero de escritorio integrado;
conjunto de máquina, que incluye motor DC, motor asíncrono con rotor bobinado, un motor asíncrono con rotor en jaula de ardilla, así como un sensor óptico de velocidad con definición del sentido de giro.
La bancada se puede complementar con grupo de maquinaria eléctrica a base de motores eléctricos de pequeña (90 W) o de gran (0,55 kW) potencia.
La carcasa del banco contiene:
Convertidor de frecuencia para la generación de red AC trifásica de frecuencia variable y tensión de alimentación de motores asíncronos y transformadores trifásicos. El convertidor se basa en un microcontrolador MB90F562 (Fujitsu) y un módulo inteligente de potencia PS11033 (Mitsubishi). El controlador se utiliza para calcular datos de entrada (especificación de voltaje y frecuencia) y señales de salida (corriente, voltaje), para el intercambio de datos con PC (RS-485) y para mostrar los valores medidos en el panel frontal del banco. El módulo de potencia incluye circuitos de potencia de rectificador de puente trifásico, inversor de puente trifásico en transistores IGBT, así como controladores y circuitos de protección (cortocircuito, controladores de voltaje de suministro insuficiente, entrada de señales de control incorrectas). El convertidor de frecuencia permite al usuario explorar el motor asíncrono en los cuatro cuadrantes de las características mecánicas.
Convertidor de ancho de pulso para el circuito del inducido y la fuente de alimentación del devanado de excitación del motor de CC, así como la fuente de alimentación del circuito del rotor del motor asíncrono trifásico con rotor bobinado en el modo de motor síncrono y generador. El convertidor de ancho de pulso se implementa sobre la base del elemento de potencia del convertidor de frecuencia. Dos de sus brazos se utilizan para la obtención de PWC simétricos reversibles, y el tercer brazo se utiliza como PWC irreversible para rotor de motor asíncrono trifásico. La fuente de alimentación del devanado se implementa en un solo transistor MOSFET de International Rectifier. El sistema de control se basa en un microcontrolador AT Mega163 (Atmel) e implementa el cálculo de señales de entrada (especifica voltaje, frecuencia y corriente para frenado dinámico) y salida (corrientes de anclaje, excitación, rotor), proporciona intercambio de datos con PC ( RS-485), la visualización de los valores medidos en el panel frontal del banco. El convertidor de ancho de pulso del circuito de armadura del motor de CC se complementa con un modo de sistema cerrado (control de corriente o velocidad), así como un modo de generador.
La unidad de medida se basa en dispositivos de medida digitales. Además de las medidas de tensión y corriente continua, cada canal puede calcular:
valor efectivo de corriente alterna y voltaje;
cambiar el ángulo entre corriente y voltaje, así como calcular cos(φ);
poder activo.
Control relé-contactor, que permite al usuario:
cambiar el circuito del motor asíncrono con rotor de jaula de ardilla (estrella/triángulo);
cambiar el valor de la resistencia de carga en circuito trifásico;
conectar motores asíncronos a red 3 ~ 380/220 V 50 Hz o convertidor de frecuencia;
Resistencias en circuito de devanado de excitación (dos etapas);
Resistencias de carga en circuito trifásico (tres etapas);
Resistencias de descarga de sobrevoltaje en módulos inteligentes.
El convertidor de frecuencia y el convertidor de ancho de pulso se encienden para el funcionamiento de la red interna (modo de recuperación) para reducir el consumo de energía de la red.
Tres transformadores de dos devanados;
Contactores de potencia del subsistema de relés.
Los diagramas de cableado de los objetos estudiados se representan en el panel frontal. Todos los diagramas se dividen en grupos de acuerdo con el tema del laboratorio. El panel contiene tomas de conmutación, indicadores de dispositivos digitales, interruptores y controles que permiten al usuario cambiar los parámetros de los elementos durante el trabajo de laboratorio.
Controles en el panel frontal del banco:
potenciómetro de punto de ajuste para controlar el convertidor de ancho de pulso inverso, la señal de referencia del sistema cerrado;
potenciómetros de punto de ajuste de convertidores de ancho de pulso de fuente de alimentación para devanados de excitación de motores de CC y rotor bobinado de motores asíncronos en modo de máquina síncrona;
potenciómetros de punto de ajuste del convertidor de frecuencia, que permiten el cambio suave de la frecuencia de salida (0 ÷ 163 Hz) y los ajustes de voltaje de salida (0 ÷ 220 V);
controles del subsistema de relés.
Para realizar la práctica de laboratorio es necesario ensamblar el circuito del objeto de estudio, utilizando puentes estandarizados, que permiten al usuario ensamblar el circuito sin pérdida de claridad.
El banco de laboratorio se complementa con un software y un conjunto de documentación metodológica y técnica destinados al personal académico.
El banco proporciona la conducción de los siguientes laboratorios:
1. Estudio de transformadores de potencia de dos devanados con el uso de métodos de circuito abierto y cortocircuito.
Investigación de transformadores monofásicos en varios modos, determinación de los parámetros del circuito equivalente y clasificación de las características externas del transformador.
2. Determinación experimental de grupos de conexión de transformadores trifásicos de dos devanados.
Estudio de diagramas vectoriales de tensión para diferentes patrones de conexión y determinación experimental del grupo de conexión de transformadores trifásicos.
3. Estudio del motor asíncrono trifásico con rotor en jaula de ardilla.
Estudio de construcción y caracterización de motores asíncronos trifásicos con rotor en jaula de ardilla utilizando métodos de circuito abierto, cortocircuito y carga inmediata.
4. Estudio de métodos de arranque de motores asíncronos trifásicos con rotor en jaula de ardilla.
Estudio de arranques de motores asíncronos trifásicos, montaje de circuitos y clasificación de las características estáticas y dinámicas de arranque del motor.
5. Estudio de generador DC con excitación en paralelo.
Estudio del principio de funcionamiento y caracterización del generador DC con excitación en paralelo.
6. Estudio de generador DC con excitación separada.
Estudio del principio de funcionamiento y caracterización del generador DC con excitación separada.
7. Estudio del motor DC con excitación en paralelo.
Estudio del principio de funcionamiento y caracterización del motor DC con excitación en paralelo.
8.El estudio del transformador monofásico.
El objeto de estudio: transformador monofásico. Durante el trabajo de laboratorio se estudian los estados de funcionamiento en reposo, en cortocircuito, con carga y se miden las características externas del transformador.
9.El estudio del transformador trifásico.
El objeto de estudio: transformador trifásico. Durante el trabajo de laboratorio se estudian los estados de funcionamiento en reposo, en cortocircuito, con carga y se miden las características externas del transformador.
10.Estudio de grupos de unión de transformadores trifásicos.
El objeto de estudio: transformador trifásico. Durante el trabajo de laboratorio se estudia el radio de voltaje de los devanados primario y secundario del transformador cuando los devanados 0, 5, 6, 11 se unen en grupos.
11. El estudio del motor DC excitado por separado.
El objeto estudiado: motor de CC excitado por separado, motor de CC cargado en modo de frenado dinámico. Durante el trabajo de laboratorio se miden las características de operación y control del motor.
12. El estudio del generador de CC excitado por separado.
El objeto de estudio: generador de corriente continua girado por un motor eléctrico de corriente continua. Durante el trabajo de laboratorio se miden las características inactivas, externas y de control del generador.
13.Estudio del motor asíncrono con rotor en jaula de ardilla.
Objeto de estudio: motor asíncrono con rotor en jaula de ardilla cargado con motor DC en modo de frenado dinámico. Durante el trabajo de laboratorio se miden las características mecánicas y de funcionamiento del motor.
14.El estudio de selsyns en modos de operación de indicador y transformador.
El objeto de estudio: selsyns en modo de operación de indicador y transformador. Durante el trabajo de laboratorio se estudia el funcionamiento de selsyns en modo indicador y transformador.
Características técnicas del banco:
Voltaje ~220 50Hz / 3~50Hz 220V 3P+PE+N
Consumo de energía, W 250 / 1 kWt
Características técnicas del sistema de medida:
Número de parámetros mostrados en el banco 15 uds. (12 indicadores)
Voltímetros 4 uds.
Amperímetros 6 uds.
Medidores de fase 1 ud.
Medidores de velocidad 1 ud.
Vatímetros 2 uds.
Medidores de frecuencia 1 ud.
Rango de voltaje medido de ±1 V a ±750 V
Rango de corriente medida de ±1 mА a ±5 А
Rango de velocidad medida de ±1 rad/s a ±314 rad/s
Rango de frecuencia medida de 0 Hz a 163 Hz
Precisión de la medición, hasta 1 %
Características técnicas del convertidor de ancho de pulso:
Corriente nominal ±5 А
Voltaje de enlace de CC 300 V
Convertidor de frecuencia 8 kHz
Sobrecarga de corriente ±7 À
Características técnicas del convertidor de frecuencia:
Potencia motor: 0,4 kW / 1,5 kWt
Corriente nominal: 7 A
Rango de operación de voltaje de salida 3 ~ 220 V
Método de control: PWM sinusoidal (control U/f, independiente)
Rango de control de frecuencia: de 0 a 163 Hz
Resolución de frecuencia: 0,3 Hz
Margen de sobrecarga: 150 % de la corriente nominal de salida durante 1 minuto (dependencia integral)
Conjunto completo de equipos NTC-06.01 "Máquinas eléctricas":
Las mediciones se realizan con medidores de panel analógicos. Hay 10 medidores de panel instalados en el panel frontal del banco, entre ellos están:
amperímetro CA (límite de medida 0,2/0,5/1 A, clase de precisión 2,5) 1 ud.;
Amperímetro de CC (límite de medición 1A, clase de precisión 2,5) 2 uds.;
Amperímetro CC (límite de medida 0,2A, clase de precisión 2,5) 1 ud.;
voltímetro CA (límite de medición 100 V, clase de precisión 1) 1 ud.;
voltímetro CC (límite de medición 200 V, clase de precisión 1) 1 ud.;
vatímetro AC (límite de medida 40/450W, clase de precisión 2,5) 1 ud.;
Medidor de RPM (límite de medición 5000 rpm, clase de precisión 4) 1 ud.
La mesa de laboratorio se suministra con el siguiente apoyo metódico: set de documentación metódica y técnica para el profesorado.
El banco permite realizar los siguientes trabajos de laboratorio:
banco de laboratorio "Máquinas eléctricas";
un conjunto de máquinas;
cable AM-BM USB 2.0;
CD-R con documentos y software adjuntos.
pasaporte;
un conjunto de puentes.
