Конструктивно стенд НТЦ-06.23. Електричні машини з МПСУ складається з двох частин:

• корпусу, в який встановлена ​​частина електроустаткування, електронні плати, лицьова панель, силовий модуль і стільниця інтегрованого робочого столу;
• машинного агрегату, до складу якого входить один електродвигун постійного струму, один асинхронний електродвигун з фазним ротором, один асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором, а так же оптичний датчик швидкості з визначенням напрямку обертання.

Стенд може комплектуватися електромашинним агрегатом на основі електродвигунів малої (90 Вт) або великий (0,55 кВт) потужності.

У корпусі стенду розміщені:

• Частотний перетворювач, призначений для формування трифазної мережі змінного струму регульованої частоти і напруги живлення асинхронного електродвигуна, трифазних трансформаторів. Перетворювач побудований на базі мікроконтролера MB90F562 (Fujitsu) і силового інтелектуального модуля PS11033 (Mitsubishi). Контролер служить для обрахунків вхідних (завдання напруги і частоти) і вихідних (струм, напруга) сигналів, організації обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенда. Силовий модуль включає в себе силові ланцюга трифазного мостового випрямляча, трифазного мостового інвертора на IGBT-транзисторах, а також ланцюги драйверів і захисту від струмів короткого замикання, недостатнього напруги живлення драйверів, неправильної подачі сигналів управління.
• Широтно-імпульсний перетворювач, призначений для живлення ланцюга якоря і обмотки збудження електродвигуна постійного струму, а так само живлення ланцюга ротора трифазного асинхронного двигуна з фазним ротором в режимі синхронного двигуна і генератора. Широтно-імпульсний перетворювач реалізований на силовий елементній базі частотного перетворювача. Два його плеча використовуються для отримання реверсивного симетричного ШИП, а час, що залишився плече в якості нереверсивного ШИП для ротора трифазного асинхронного двигуна. Живлення обмотки збудження реалізовано на окремому MOSFET транзисторі фірми International Rectifier. Система управління побудована на мікроконтролері AT Mega163 (Atmel) і реалізує обрахування вхідних (завдання напруги, частоти і струму динамічного гальмування) і вихідних (струми якоря, збудження, ротора) сигналів, організації обміну даних з ПК (RS-485), виведення вимірюваних величин на лицьову панель стенда. Широтно-імпульсний перетворювач ланцюга якоря електродвигуна постійного струму доповнений режимом роботи замкнутої системи (регулювання по струму або по швидкості), а так само генераторним режимом роботи.
• Модуль вимірювань побудований на базі цифрових вимірювальних приладів. Крім безпосереднього вимірювання струму і напруги кожен з каналів може розраховувати:
  • діюче значення змінного струму і напруги;
  • кут зсуву між струмом і напругою, а також обчислювати cos (φ);
  • активну потужність.

Виміряні значення можуть відтворюватись на передній панелі стенда або передаватися на комп’ютер.

• Релейно-контакторних управління, яке дозволяє:
  • перемикати схему з’єднання асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором (зірка / трикутник);
  • вводити індуктивності в ланцюг статора асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, в ланцюг паралельного (другого) трифазного трансформатора;
  • змінювати величину навантажувальних опорів в трифазного ланцюга;
  • підключати асинхронні електродвигуни до мережі ~ 3 50 Гц 220/127 В.
• Резистори в ланцюзі обмотки збудження (два ступені).
• Навантажувальні резистори в трифазного ланцюга (три ступені).
• Скидний резистори енергії при перенапруженні на інтелектуальних модулях.
• Лампи розжарювання для синхронізації трифазного генератора з мережею.

Частотний і широтно-імпульсний перетворювачі включені на спільну роботу внутрішньої мережі (режим рекуперації) для зменшення споживаної потужності з мережі.

Органи управління на лицьовій панелі стенда включають:

• задає потенціометр для управління реверсивним широтно-імпульсним перетворювачем, сигналом завдання замкнутої системи;
• задають потенціометри широтно-імпульсних перетворювачів живлення обмоток збудження електродвигуна постійного струму і ротора асинхронного електродвигуна з фазним ротором в режимі синхронної машини;
• задають потенціометри частотного перетворювача, що дозволяють плавно змінювати вихідну частоту (0 ÷ 163 Гц), вихідна напруга (0 ÷ 220 В);
• органи управління релейного підсистемою.

Для проведення лабораторної роботи необхідно зібрати схему об’єкта дослідження за допомогою уніфікованих перемичок, які дозволяють представити схему в наочному вигляді.

Проведення лабораторних робіт можливо як в ручному режимі, так і в режимі діалогу з персональним комп’ютером.

До стенду додається:

Так само за допомогою даного програмного забезпечення існує можливість проведення лабораторної роботи, при якому учню пропонується проходження наступних етапів:

• теоретичний опитування по темі, яку виконує;
• збір, перевірка і коригування схеми проведеного експерименту на віртуальній панелі стенда;
• безпосереднє виконання лабораторної роботи на стенді.

При невдалому завершенні етапу теоретичної перевірки або збірки схеми досвіду учень до виконання наступного етапу не допускається.

Так само для деяких робіт передбачений варіант автоматичного проведення лабораторної роботи під управлінням ПК. При цьому необхідно тільки зібрати схему досвіду і задати конкретні параметри експерименту, після чого відбувається повністю автоматичне зняття характеристик досліджуваних машин.

У всіх варіантах проведення лабораторних робіт, результати експерименту виходять у вигляді таблиць і графіків. Існує можливість експорту таблиць в буфер обміну або офісний додаток MS Excel, копіювання графіків в буфер обміну. Так само для графіків передбачена можливість зміни масштабу відображення (в ручному або автоматичному режимі), налаштування параметрів відтворення (колір, товщина, тип лінії), згладжування даних, налаштування осей графіка та ін.

Так само програма має можливість в ручному режимі дистанційно керувати усіма вузлами стенду, що дозволяє перевірити їх працездатність і повністю дистанційно проводити лабораторні роботи.

Під час роботи стенду програмне забезпечення дозволяє дублювати панель стенда на екрані комп’ютера. При цьому в режимі реального часу всі значення вимірюваних величин відображаються на панелі стенда.

Перелік виконуваних робіт