Стенд "Электрические машины, электрические аппараты и электронные преобразователи" ЭЛБ-241.088.01
Стенд "Электрические машины, электрические аппараты и электронные преобразователи" ЭЛБ-241.088.01 предназначенный для проведения лабораторно-практических занятий в учреждениях начального профессионального, среднего профессионального и высшего профессионального образования, для получения базовых и углубленных профессиональных знаний и навыков.
Стенд выполнен в стендовом исполнении, имеет один тематический моноблок, который расположен на лабораторном столе, оснащенным выдвижной полкой для ноутбука и выдвижным ящиком.
Конструкция тематического моноблока обеспечивает возможность подключения внешних модулей и измерительных приборов.
Комплект лабораторного оборудования включает в себя: ноутбук, осциллограф и программное обеспечение, которое позволяет выполнить осциллографирование переходных процессов, снимать статические и динамические характеристики с помощью виртуальных приборов.
Комплект учебного лабораторного оборудования представляет собой сборную конструкцию.
Комплект поставки
|
№ п/п |
Наименование |
Назначение |
Технические характеристики |
|
1 |
Электромашинный агрегат |
Предназначен для выполнения лабораторно-практических работ с использованием электрических машин |
Основание электромашинного агрегата представляет собой металлическую площадку толщиной 5 мм, покрытой порошковой краской с лаковой защитой и оснащенной прорезиненными опорами. На основании закреплены электрические машины: - машина постоянного тока независимого возбуждения; - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; - синхронный генератор с электромагнитной системой возбуждения. Каждая электрическая машина оснащена контактной панелью с защищенными гнездами. Контактная панель выполнена из акрилового материала, надписи и схемы нанесены методом лазерной гравировки. Валы электрических машин соединены между собой с помощью виброгасящих, кулачковых, разборных муфт с полиуретановой вставкой и посадкой на вал стяжным винтом. На одном валу с электрическими машинами закреплен импульсный датчик скорости, состоящий из фотоэлектрического датчика, электронной платы и оптического диска. Количество входных каналов у импульсного датчика скорости - 1, выходные сигналы – серия импульсов, число импульсов за оборот в серии 60, а диапазон измерения частот от 0….10 000 об/мин. Электромашинный агрегат оснащен устройством механического тормоза, которое состоит из: - тормозного диска; - тормозных колодок и ручки с тросовым приводом, закрепленной на металлическом кронштейне, приваренном к основанию. Место соединения валов электрических машин, тормозной и оптический диски защищены кожухом, выполненного из пластика (сополимер акрилонитрила, стирола и бутадиена), с прозрачной вставкой из акрилового материала. Кожух предотвращает попадания посторонних предметов в зону вращения дисков. Электромашинный агрегат оснащен защитным проводником для подключения его к шине защитного заземления. |
|
2 |
Ноутбук |
Ноутбук предназначен для управления модулями стенда, отображения результатов измерений приборами и осциллографом. |
|
|
3 |
Лабораторный стол |
Лабораторный стол предназначен для установки тематических моноблоков, электромашинного агрегата, трехфазного автотрансформатора, ноутбука и другого необходимого оборудования. |
Лабораторный стол состоит из основания и столешницы. Основание стола представляет собой сварную конструкцию, из металлического профиля размером 20 мм*20 мм*2 мм, покрытого порошковой краской светло-серого цвета. Основание оснащено поворотными колесными опорами с возможностью фиксации. Колесные опоры имеют установочную площадку размером 60 мм*60 мм и диаметр колеса 50 мм для обеспечения необходимой прочности. На основании лабораторного стола закреплена столешница, которая выполнена из диэлектрического материала. Лабораторный стол, оснащен выдвижной полкой для ноутбука и выдвижным ящиком. |
|
4 |
Моноблок |
Моноблок предназначен для проведения лабораторно-практических работ по темам «Электрические машины, электрические аппараты и электронные преобразователи. Габаритные размеры, мм: длина 1380 мм, ширина 290 мм, высота 800 мм. |
Моноблок представляет собой каркас, выполненный из анодированных, алюминиевых профилей. Конструкция моноблока и используемые материалы обеспечивают необходимую жесткость конструкции, долговечность и устойчивость к повреждениям во время эксплуатации. Лицевая и боковые панели, выполнены из пластика (сополимер акрилонитрила, стирола и бутадиена), толщиной 4 мм, светлого цвета с текстурированной поверхностью, которая повышает устойчивость надписей и мнемосхем к царапинам и прочим повреждениям в процессе эксплуатации. Надписи, схемы и обозначения на лицевой и боковых панелях выполнены с помощью цветной ультра - фиолетовой термопечати с полиуретановым прозрачным покрытием. Задняя стенка моноблока съемная, для обеспечения доступа к внутреннему пространству моноблока для монтажа и проведения ремонта. Задняя стенка выполнена из ПВХ, толщиной 5 мм, белого цвета. |
|
4.1 |
Модуль питания |
Модуль питания предназначен для ввода трехфазного напряжения 380В, защиты от коротких замыканий в элементах стенда, а также подачи напряжений питания к отдельным модулям стенда. |
Модуль питания включает в себя вводной дифференциальный автомат, индикатор фаз, кнопочный пост управления Вкл/Выкл с магнитным пускателем, и кнопку аварийного отключения. Модуль оснащен защищенными клеммами, к которым подключено напряжение 380 В, 50 Гц. Ток утечки 30 мА, ток защиты 16 А. |
|
4.2 |
Силовой модуль |
Силовой модуль предназначен для подключения электромашинного агрегата к стенду. |
Силовой модуль укомплектован защищенными клеммами, диаметром 4 мм. |
|
4.3 |
Модуль источника питания машины постоянного тока |
Модуль источника питания машины постоянного тока предназначен для питания и управления машины постоянного тока. |
Источник питания машины постоянного тока представляет собой двухкомплектный тиристорный преобразователь с возможностью регулирования напряжения якоря и обмотки возбуждения. Имеется грубое и точное регулирование напряжения, а также в наличии графический ЖК дисплея для цифровой индикации режимных параметров каждого канала. Количество каналов 2; Диапазон регулирования напряжения, В от 0 до 250; Максимальный ток нагрузки, А, 5. |
|
4.4 |
Преобразователь частоты |
Преобразователь частоты предназначен для высокоэффективного управления скоростью вращения трехфазного асинхронного двигателя переменного тока |
В наличии графический ЖК дисплей для цифровой индикации режимных параметров. Имеется кнопочная панель управления: Вперед, Назад, Стоп, Режим. Грубая и точная установка частоты (оборотов) осуществляется энкодером. Преобразователь частоты осуществляет измерение и отображение напряжения, тока статорной обмотки, а также частоту широтно-импульсной модуляции и скорость ротора. Мощность двигателя, кВт, 1,5; Диапазон регулирования частоты, Гц от 1…60; Точность установки частоты, Гц 1; Моторное ускорение, Гц/1 от 0,5…50; Режим работы – стабилизация частоты/стабилизация оборотов. |
|
4.5 |
Нагрузочный модуль |
Нагрузочный модуль предназначен для снятия нагрузочных и рабочих характеристик электрических машин. |
Нагрузочный модуль состоит из модулей «Нагрузка 12В» и «Нагрузка 220В». Модуль «Нагрузка 12В» представляет собой трехфазную группу переменных резисторов, переключение параметров обеспечивается галетным переключателем. Номинальное напряжение 12В. Модуль «Нагрузка 220В» представляет собой переменный резистор с дискретным изменением сопротивления, переключение параметров обеспечивается галетным переключателем. Номинальное напряжение 220 В. |
|
4.6 |
Цифровой трехфазный ваттметр |
Цифровой трехфазный ваттметр предназначен для измерения напряжения, тока и активной мощности в каждой фазе трехфазного напряжения. |
Наличие графического ЖК дисплея для цифровой индикации среднеквадратичных значений напряжения и тока, а также значения потребляемой активной мощности и коэффициента мощности для каждой фазы. Ваттметр позволяет измерять как переменное, так и постоянное напряжение и ток. Точность измерения напряжения, В 0,1; Точность измерения тока, А 0,01; Точность измерения мощности, Вт 1; Максимальная частота входного сигнала, кГц-1; Время интеграции, 0,5 с; Диапазон измерения напряжения, В от 0…600; Диапазон измерения тока, А от 0…10 |
|
4.7 |
Модуль возбуждения синхронной машины |
Модуль возбуждения синхронной машины предназначена для возбуждения синхронной машины с магнитоэлектрической системой возбуждения. |
Количество каналов 1 Диапазон регулирования напряжения, В от 0 до 100; Максимальный ток нагрузки, А 5. |
|
4.8 |
Модуль трансформатора трехфазного |
Модуль трансформатора трехфазного предназначен для исследования трехфазных трансформаторов. |
Модуль состоит из трансформаторной группы, состоящей из трех маломощных однофазных трансформаторов с характеристиками: 30 ВА, 220/12В. |
|
4.9 |
Модуль для исследования пакетного выключателя |
Модуль для исследования пакетного выключателя позволяет исследовать конструкцию и проверять действие пакетного выключателя. |
На лицевой части модуля показана принципиальная схема цепи пакетного выключателя |
|
4.10 |
Модуль для исследования группового переключателя |
Модуль для исследования группового переключателя позволяет исследовать конструкцию и особенности группового переключателя. |
Подключение группового переключателя к нагрузке и другим элементам схемы осуществляется с помощью защищенных клемм диаметром 4 мм. |
|
4.11 |
Модуль защитных реле |
Модуль защитных реле позволяет исследовать современные защитные реле, применяемые в электрических сетях. |
Модуль в своем составе, представляет реле тока, реле напряжения, реле времени, промежуточное реле. На лицевой части модуля показаны схемы реле. |
|
4.12 |
Модуль исследования работы автоматического выключателя |
Модуль исследования работы автоматического выключателя позволяет исследовать конструкцию и особенности работы автоматического выключателя. На лицевой части модуля показана схема исследования выключателя. |
Подключение автоматического выключателя к нагрузке и другим элементам схемы осуществляется с помощью защищенных клемм диаметром 4 мм. |
|
4.13 |
Модуль пуска и защиты двигателя |
Модуль пуска и защиты двигателя позволяет провести исследование устройств, предназначенных для прямого пуска двигателя, а также проверки устройств, обеспечивающих прямой пуск. |
Модуль состоит из электромагнитного контактора, теплового реле и кнопочного поста управления. На лицевой части модуля показана принципиальная схема прямого пуска двигателя. |
|
4.14 |
Модуль электронные преобразователи |
Предназначен для выполнения лабораторных работ по теме «Электронные преобразователи». |
Рабочее напряжение модуля 12 В, для обеспечения безопасности. |
|
4.14.1 |
Модуль регулируемого трехфазного генератора |
Модуль регулируемого трехфазного генератора предназначен для формирования трехфазной синусоиды с плавно регулируемой амплитудой и фиксированной частотой с цифровой индикацией текущего значения частоты и амплитуды. |
Амплитуда выходного напряжения, В от 0…10; Максимальный ток нагрузки, 0,3 А Частота, 50 Гц. Грубое и точное регулирование амплитуды с помощью энкодера. Графический ЖК дисплей для цифровой индикации текущего значения частоты и амплитуды. |
|
4.14.2 |
Модуль управляемые и неуправляемые выпрямители |
Модуль управляемые и неуправляемые выпрямители предназначены для проведения лабораторно-практических занятий. Модуль позволяет исследовать основные схемы силовой электроники на низком напряжении для обеспечения электробезопасности |
Модуль содержит необходимые объекты исследований: однофазный однополупериодный, неуправляемый выпрямитель, однофазный мостовой неуправляемый выпрямитель, трехфазный нулевой неуправляемый выпрямитель, трехфазный мостовой неуправляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, нагрузку. |
|
4.14.3 |
Модуль автономный инвертор напряжения и двухзвенный преобразователь частоты |
Модуль предназначен для исследования инверторов напряжения и преобразователей частоты. |
Модуль содержит необходимые объекты исследований: внутреннюю структуру автономного инвертора напряжения, выпрямитель, фильтр, инвертор, широтно-импульсную модуляцию, а также органы управления и ввод параметров с ЖК дисплеем. |
|
4.15 |
Микропроцессорная система |
Микропроцессорная система предназначена для управления модулями стенда, а также обеспечивает измерение, отображение и сохранение режимных параметров. |
Микропроцессорная система обеспечивает сбор данных и управление по всем модулям моноблока. Микропроцессорная система выполнена по принципу открытой модульной архитектуры, для упрощения модернизации и ремонта. Базовая платформа выполнена в виде кросс-панели. Количество подключаемых модулей 5. Базовая платформа имеет возможность масштабирования путем подключения дополнительных кросс-панелей, для расширения функциональных возможностей по измерению и управлению. Подключение дополнительных кросс-панелей осуществляется с помощью гибкого шлейфа с десятикратным двухрядным разъемом. Кросс-панель содержит дополнительный разъем для подключения по интерфейсу RS-485 и обеспечивает связь модулей по интерфейсам RS-485 со скоростью обмена 115200 бад/сек и с тактовой частотой 100 кГц. Модули, для установки в кросс-панели представляют собой функционально законченное устройство и имеют в своем составе микропроцессор для предварительной обработки информации. Подключение модулей осуществляться с помощью 62-контактного разъема. Микропроцессорная система обеспечивает связь с персональным компьютером по интерфейсу USB. |
|
4.16 |
Модуль ввода-вывода |
Модуль ввода-вывода предназначен для отладки стенда, а также для подключения ноутбука к аппаратной части стенда через USB разъем. |
Модуль ввода вывода оснащен розеткой USB-А.Подключение к ноутбуку осуществляется с помощью кабеля, оснащенного вилками USB-А. |
|
5 |
Набор дополнительных аксессуаров и документов |
||
|
5.1 |
Трехфазный автотрансформатор |
Трехфазный автотрансформатор предназначен для плавного регулирования трехфазного напряжения переменного тока. |
Число фаз - 3; Предельное значение тока нагрузки, А 4; Номинальное входное напряжение, В 380; Диапазон выходных напряжений, В от 4…450; Частота напряжения, Гц 50; Защита от перегрузки по току. |
|
5.2 |
Мультиметр (2 шт) |
Мультиметр предназначен для измерения электрических величин: токов и напряжений постоянного тока и переменного тока, сопротивления. |
Постоянное напряжение: 200mВ/2В 20В/200В 600В Переменное напряжение: 200В/600В Постоянный ток: 200мкА/2мА/20мА 200мА, 10A Сопротивление: 200 Ом 2КОм/20КОм/200КОм/2МОм Тестирование диодов; «Прозвонка» целостности цепи; Режим "DATA HOLD"; Подсветка дисплея; 3,5х разрядный дисплей; |
|
5.3 |
Цифровой USB осциллограф |
Цифровой осциллограф USB предназначен для осциллографирования переходных процессов, снятия статических и динамических характеристик. |
Количество каналов 2; Полоса пропускания:
при 20мВ, 50мВV, 100мВ/деление - 5 МГц, Максимальная амплитуда сигнала: 4.5В; Режим входа: только открытый; Вертикальное разрешение: 8 бит; Режим Х-У: в наличии; Режимы синхронизации: авто, ждущий, однократный |
|
5.4 |
Модели электрических машин (3 шт) |
Модели электрических машин предназначены для изучения и исследования устройства и конструкции электрических машин переменного и постоянного тока, а также исследования конструкции асинхронной и синхронной машин. |
Модели представляют собой набор моделей электрических машин с вырезами для демонстрации устройства и конструкции, в том числе: - асинхронный двигатель; - двигатель постоянного тока; - синхронный генератор. |
|
5.5 |
Комплект соединительных проводов и сетевых шнуров |
Комплект представляет минимальный набор соединительных проводов и сетевых шнуров, необходимых для выполнения базовых лабораторных работ. |
Состав комплекта в приложении №2 |
|
5.6 |
Паспорт |
Паспорт - основной документ, включающий в себя руководство по эксплуатации |
В паспорте прописаны следующие графы: 1. Назначение лабораторного стенда. 2. Технические условия и комплектующие. 3. Устройство и принципы работы. 4. Меры предосторожности. 5. Гарантийные обязательства. |
|
5.7 |
Мультимедийная методика |
Мультимедийная методика представляет собой учебный фильм с подробным описанием лабораторного стенда, а также краткой демонстрацией выполнения лабораторных работ. |
Мультимедийная методика записана на DVD диск |
|
6. |
Комплект программного обеспечения |
Комплект программного обеспечения лабораторного стенда предназначен для управления источниками питания, регистрации данных от измерительных приборов и датчиков, также дальнейшей обработки и сохранения в различных форматах результатов экспериментальных исследований в окне программы на экране компьютера. Кроме того, комплекс программного обеспечения имеет возможность моделировать и анализировать схемы электронных устройств. Программный комплекс имеет свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. |
Операционная система с поддержкой программного обеспечения для стенда. Разрядность рабочей среды 64 бит. Форматы сохранения данных: jpg, bmp, txt, xls. Доступные модули: - модули управления; - модули индикации. Режим управления модулями: - ручное; - программное. Установка комплекта программного обеспечения осуществляется с электронного носителя (CD, DVD диски, USB накопители). |
|
6.1 |
Программное обеспечение для сбора данных и управления |
Программное обеспечение предназначено для управления источниками питания, регистрации данных от измерительных приборов и датчиков, а также дальнейшей обработки и сохранения в различных форматах результатов экспериментальных исследований в окне программы на экране компьютера. |
Программное обеспечение для сбора данных и управления при каждом запуске автоматически определяет активный порт подключения оборудования, при этом номер порта автоматически подсвечивается в сплывающем окне. Корректный запуск программного обеспечения для сбора данных и управления производится только при наличии соединения ноутбука с аппаратной частью лабораторного оборудования (USB соединение, радиоканал), а также при включенном питании лабораторного стенда. Программное обеспечение для сбора данных и управления является универсальным, и обеспечивает проведение лабораторных работ по разделам: электрические машины, электрические аппараты и электронные преобразователи. После запуска программы производится распознание подключенного устройства и конфигурирование окна программы под конкретное устройство. В основном окне программы для сбора данных и управления появляется список доступных модулей управления и индикации, внешний вид и количество которых зависит от подключенного лабораторного оборудования. Также программное обеспечение для сбора данных и управления имеет средства для самодиагностики подключенных установок, выявления неисправных зон и датчиков. Доступные модули управления выполнены в едином стиле. Инструменты программы позволяют в реальном времени управлять аппаратной частью стенда: источниками питания, функциональными генераторами сигналов, преобразователями частоты, тиристорными регуляторами. Задание значений параметров блоков осуществляется с помощью виртуальных энкодеров, позволяющих легко и быстро установить требуемую величину в доступном диапазоне значений. Управление, возможно, как с помощью клавиатуры, так и манипулятором «мышь», а также с помощью виртуальной клавиатуры для планшетных устройств. Модули индикации программы позволяют выводить на экран ноутбука данные от измерительных приборов, датчиков и другого оборудования, которым снабжен лабораторный стенд. Для удобства восприятия, некоторые индикаторы выполнены в аналоговом варианте(стрелочные вольтметры, амперметры, энкодеры). Основные модули индикации ведут графическую стенограмму режимных параметров в аппаратной части стенда, а также в отдельном окне выводят значения в табличном виде. Инструменты программы позволяют проводить различного рода обработку результатов: обеспечивать возможность наложения графиков в одной плоскости для определения зависимости исследуемых величин, аппроксимировать полученную графическую зависимость. Основные модули индикации позволяют сохранять данные, полученные от аппаратной части стенда, в графическом, табличном и текстовом форматах. |
|
6.2 |
Программное обеспечение для работы с осциллографом |
Программное обеспечение для работы с осциллографом позволяет осуществлять регистрацию исследуемых величин на экране ноутбука. |
|
|
6.3 |
Руководство по выполнению базовых экспериментов |
Руководство включает в себя краткие теоретические сведения, а также подробный порядок выполнения лабораторных работ. |
Базовые эксперименты (лабораторные работы)
Перечень базовых экспериментов
Электрические машины
1. Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения
2. Исследование генератора постоянного тока с параллельным возбуждением
3. Испытание синхронного генератора
4. Исследование конструкции асинхронной машины
5. Исследование конструкции синхронной машины
6. Исследование устройства электрической машины переменного тока
7. Пуск в ход трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
8. Исследование конструкции щёточно-коллекторного узла
9. Исследование принципа действия машин постоянного тока при различных способах соединения обмоток
10. Исследование способов пуска трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором
11. Исследование силового трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания
Электрические аппараты
1. Исследование конструкции и проверка действия пакетного выключателя
2. Исследование конструкции и проверка действия контактора
3. Исследование и настройка тепловых реле
4. Исследование конструкции электромагнитного контактора
5. Исследование конструкции и работы группового переключателя
6. Исследование конструкции и работы защитных реле
7. Исследование конструкции и работы промежуточного реле
8. Исследование конструкции и работы автоматического выключателя
Электронные преобразователи
1. Исследование работы неуправляемых выпрямителей
2. Исследование работы управляемых выпрямителей
3. Исследование работы широтно-импульсного регулятора
4. Исследование работы инвертора
