1. Частотний перетворювач, призначений для формування трифазної мережі змінного струму регульованої частоти і напруги живлення асинхронного електродвигуна. Перетворювач побудований на базі мікроконтролера MB90F562 (Fujitsu) і силового інтелектуального модуля PS11033 (Mitsubishi).

Контролер служить для обрахунків вхідних (завдання напруги, частоти і струму динамічного гальмування) і вихідних (струм, напруга) сигналів перетворювача, організації обміну даних з ПК, 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.

Перетворювач частоти дозволяє досліджувати асинхронний електродвигун у всіх чотирьох квадрантах механічної характеристики, а також реалізувати динамічне гальмування двигуна з регульованим струмом.

2. Два широтно-імпульсних перетворювача, призначені для живлення ланцюга якоря, обмотки збудження електродвигуна постійного струму або активно – індуктивного навантаження.

Широтно-імпульсні перетворювачі реалізовані на елементній базі частотного перетворювача. Два його плеча використовуються для отримання реверсивного ШИП, а час, що залишився плече використовується в якості нереверсивного ШИП для живлення обмотки збудження ДПТ.

Реверсивний ШИП може працювати в симетричному (почергове діагональне включення) або несиметричного (діагональне включення однієї пари транзисторів) режимах.

3. Трифазний керований випрямляч, призначений для дослідження роботи на активну, індуктивну і рухове навантаження. Випрямляч побудований на базі мікроконтролера ATMega163 (Atmel) і силових тиристорів Т122-25. Керований випрямляч має два режими роботи: трифазний з керуванням від мікроконтролера і однофазний з аналоговою системою імпульсно-фазового регулювання.

4. Модуль вимірювань, побудований на базі цифрових вимірювальних приладів і призначений для вимірювання та відображення струму в обмотці збудження двигуна постійного струму, а так само вимірювання напруги і струму між широтно-імпульсними перетворювачами і частотним перетворювачем.

5. Релейно-контакторних управління, яке дозволяє виконувати:

Мікропроцесорне управління блоком релейно-контакторного управління дозволяє:

6. Аналогові регулятори призначені для дослідження:

При цьому аналогові регулятори мають регульовані пропорційні і пропорційно-інтегральні зворотні зв’язки за швидкістю і по току.

7. Резистори в ланцюг якоря (три ступені).

8. Резистор динамічного гальмування електродвигуна постійного струму.

9. Силові пускачі релейного підсистеми.

10. скидного резистори енергії при перенапруженні на інтелектуальних модулях.

На лицьовій панелі стенда зображені електричні схеми об’єктів дослідження. Всі схеми, зображені на панелі, розбиті на групи відповідно до тематики проведених лабораторних робіт. На панелі встановлені комутаційні гнізда, індикатори цифрових приладів, комутаційна апаратура, а також органи управління, що дозволяють змінювати параметри елементів при проведенні лабораторної роботи. Так само на лицьову панель стенда виведені контрольні точки вхідних, проміжних і вихідних сигналів силової перетворювальної техніки.

Контрольні точки:

• сигнал завдання реверсивного широтно-імпульсного перетворювача;
• керуючі сигнали з мікроконтролера на драйвери інтелектуального модуля всіх ключів реверсивного широтно-імпульсного перетворювача;
• напруга і струм на виході реверсивного широтно-імпульсного перетворювача;
• напруга і струм на виході частотного перетворювача;
• керуючі сигнали з мікроконтролера на драйвери інтелектуального модуля частотного перетворювача;
• сигнали імпульсно-фазового регулювання тиристорного випрямляча;
• керуючі сигнали з мікроконтролера на тиристори;
• напруга і струм на виході тиристорного випрямляча;
• сигнали в замкнутій системі підлеглого регулювання.

Органи управління на лицьовій панелі стенда:

• задає потенціометр для управління реверсивним широтно-імпульсним перетворювачем, тумблер режиму роботи перетворювача (незалежний / симетричний);
• задає потенціометр широтно-імпульсного перетворювача для живлення обмотки збудження електродвигуна постійного струму (0 ÷ 500 мА);
• задають потенціометри частотного перетворювача, що дозволяють плавно змінювати завдання вихідний частоти (0 ÷ 89 Гц), вихідна напруга (0 ÷ 220 В), ток динамічного гальмування асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором (0 ÷ 5 А);
• задають потенціометри сигналу завдання замкнутої системи, регулювання коефіцієнтів зворотного зв’язку по струму і по швидкості;
• задає потенціометр кута відкриття тірісторго регулятора, тумблер режиму роботи регулятора (трифазний цифровий / однофазний аналоговий);
• органи управління секундоміром і трьома ступенями пуску;
• 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.

• повторювати основні теоретичні положення, досліджувані в лабораторній роботі;
• перевіряти знання учнів перед виконанням лабораторної роботи (знання апаратної частини, покроковий контроль розуміння вибору схеми проведення експерименту і засобів вимірювань для реалізації конкретних навчальних цілей);
• виконувати лабораторні роботи різного рівня складності:
  • в повністю автоматизованому режимі (базовий рівень);
  • створювати власні алгоритми виконання робіт на основі блок-схем;
  • створювати власну методику виконання лабораторної роботи і розрахункову частину дослідницької спрямованості;
• виробляти в реальному часі математичні обчислення і побудову графіків на основі проведених вимірювань;
• зберігати отримані дані і працювати з ними вже при вимкненому стенді;
• експортувати отримані дані (графіки, осцилограми, розрахункові дані) в офісні програми для зручності подальшого складання звіту.

Перелік виконуваних робіт

1. Дослідження статичних МХ і ЕМХ ДПТ-НВ.
   Зняття природних і штучних статичних характеристик двигуна постійного струму з незалежним збудженням в трьох квадрантах.
2. Дослідження статичних МХ і ЕМХ АД-КЗ.
   Зняття природних і штучних статичних характеристик асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором в трьох квадрантах.
3. Дослідження аналогової системи ІФУ однофазного УВ.
   Дослідження схеми і принципу формування сигналів в СІФУ вертикального дії.
4. Дослідження однофазного УВ.
   Дослідження роботи однофазного керованого випрямляча на активну, активно-індуктивне навантаження і протидії ЕРС.
5. Дослідження трифазного УВ.
   Дослідження роботи трифазного керованого випрямляча на активну, активно-індуктивне навантаження і протидії ЕРС.
6. Дослідження трифазного ШИП.
   Дослідження схеми і принципу роботи широтно-імпульсного перетворювача на IGBT-транзисторах.
7. Дослідження трифазного АІ.
   Дослідження схеми і принципу роботи автономного інвертора напруги на IGBT-транзисторах.
8. Експериментальне визначення моменту інерції.
   Визначення моменту інерції Спаркі методом вільного вибігу.
9. Дослідження статичних МХ ДПТ-НВ в гальмівних режимах роботи.
   Зняття статичних характеристик динамічного гальмування, генераторного режиму і режиму противовключения двигуна постійного струму з незалежним збудженням.
10. Дослідження способів гальмування ДПТ-НВ.
    Дослідження динамічного гальмування і гальмування противовключением двигуна постійного струму з незалежним збудженням.
11. Дослідження реостатного пуску ДПТ-НВ.
    Дослідження реостатного пуску в функції часу, ЕРС, швидкості і струму якоря двигуна постійного струму з незалежним збудженням.
12. Дослідження процесів пуску ДПТ-НВ.
    Дослідження впливу напруги якоря і потоку збудження на процес пуску двигуна постійного струму з незалежним збудженням.
13. Дослідження процесів пуску АД-КЗ.
    Дослідження впливу частоти і напруги статора на процес пуску асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.
14. Дослідження способів гальмування АД-КЗ.
    Дослідження динамічного гальмування і гальмування противовключением асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.
15. Дослідження статичних МХ АД-КЗ в гальмівних режимах роботи.
    Зняття статичних характеристик динамічного гальмування, генераторного режиму і режиму противовключения асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.
16. Дослідження контуру регулювання струму в системі ШИП-ДПТ.
    Розрахунок регуляторів і дослідження статичних характеристик системи автоматичного регулювання струму при різних коефіцієнтах зворотного зв’язку по струму.
17. Дослідження контуру регулювання швидкості в системі ШИП-ДПТ.
    Розрахунок регуляторів і дослідження статичних характеристик системи автоматичного регулювання швидкості при різних коефіцієнтах зворотного зв’язку за швидкістю.
18. Дослідження системи підпорядкованого регулювання в системі ШИП-ДПТ.
    Дослідження статичних характеристик системи підпорядкованого регулювання при пропорційному і пропорційно-інтегральному регуляторах швидкості.
19. Дослідження імпульсного датчика положення і частоти обертання.
    Дослідження принципу формування квадратурного сигналу імпульсного датчика положення.
20. Дослідження системи позиційного регулювання в системі ШИП-ДПТ.
    Дослідження системи позиційного регулювання.

Технічні характеристики НТЦ-07.25

живлення	3 ~ 220/127 В, 50 Гц
Споживана потужність, кВт, не більше	0,5
Габаритні розміри стенду, не більше
ширина, мм	1310
висота, мм	1460
глибина, мм	600
Габаритні розміри машинного агрегату, не більше
довжина, мм	400
ширина, мм	150
висота, мм	180
Вага стенда, кг, не більше	85
Габаритні розміри настільної версії стенду, не більше
ширина, мм	1310
висота, мм	680
глибина, мм	450
Габаритні розміри машинного агрегату, не більше
довжина, мм	400
ширина, мм	150
висота, мм	180
Вага стенда, кг, не більше	50

Технічні характеристики системи вимірювань

Кількість відображуваних параметрів на стенді	12 шт.
вольтметрів	2 шт.
амперметрів	4 шт.
частотомеров	1 шт.
вимірювачів швидкості	1 шт.
шпаруватість перетворювачів	2 шт.
кут керування тиристорним регулятором	1 шт.
багатофункціональне меню управління релейно-контакторной групою	1 шт.
Діапазон вимірюваних напруг	від ± 0,1 В до ± 750 В
Діапазон вимірюваних струмів	від ± 500 мкА до ± 10 А
Діапазон вимірюваних швидкостей	від ± 1 рад / с до ± 314 рад / с
Діапазон вимірюваних частот	від 0 Гц до 89 Гц
Діапазон вимірюваних тимчасових інтервалів	від 0,1 с до 9,9 с
Діапазон регулювання шпаруватості широтно-імпульсних перетворювачів	від 1 до 99%
Точність вимірювань до	1%

Технічні характеристики ШИП

Номінальний струм	± 8 А
Напруга ланки постійного струму	300 В
частота перетворювача	8 кГц
Перевантаження по струму	± 16 А

Технічні характеристики частотного перетворювача

Потужність двигуна	400 Вт
Номінальний струм	3 А
Робочий діапазон вихідних напруг	3 ~ 220 В
метод управління	синусоїдальна ШІМ (управління U / f, незалежне)
Діапазон управління по частоті	від 0 до 89 Гц
Роздільна здатність по частоті	1 Гц
Запас по перевантаженню	150% від номін. вихідного струму протягом 1 хвилини (інтегральна залежність)

Комплектність НТЦ-07.25