Soporte ZE3410 para trabajo de laboratorio: "Estudio del motor asíncrono (con rotor de jaula, rotor bobinado). Equipo didáctico. Equipo escolar. Equipo de formación eléctrica."Descripción
El banco de trabajo está diseñado para realizar prácticas de "Máquinas eléctricas".
Estructuralmente, el banco consta de dos partes:
Carcasa, donde se instalan parte del equipo eléctrico, las placas electrónicas, el panel frontal, el módulo de alimentación y la superficie de trabajo integrada;
Conjunto de la máquina, que incluye un motor de CC, un motor asíncrono con rotor bobinado, un motor asíncrono con rotor de jaula de ardilla y un sensor óptico de velocidad que indica el sentido de giro.
El banco de trabajo puede complementarse con una unidad de maquinaria eléctrica basada en motores eléctricos de baja (90 W) o alta (0,55 kW) potencia.
La carcasa del banco de trabajo contiene:
Un convertidor de frecuencia para generar una red de CA trifásica de frecuencia variable y la tensión para la alimentación del motor asíncrono y los transformadores trifásicos. El convertidor se basa en un microcontrolador MB90F562 (Fujitsu) y un módulo de gestión de potencia PS11033 (Mitsubishi). El controlador se utiliza para calcular los datos de entrada (especificando voltaje y frecuencia) y las señales de salida (corriente, voltaje), para el intercambio de datos con la PC (RS-485) y para mostrar los valores medidos en el panel frontal del banco de pruebas. El módulo de potencia incluye circuitos de potencia de un rectificador de puente trifásico, un inversor de puente trifásico con transistores IGBT, así como circuitos de control y protección (cortocircuito, voltaje de alimentación insuficiente, señales de control incorrectas). El convertidor de frecuencia permite al usuario explorar el motor asíncrono en los cuatro cuadrantes de sus características mecánicas.
El convertidor de ancho de pulso (PWC) alimenta el circuito de armadura y el devanado de excitación del motor de CC, así como el circuito de rotor del motor asíncrono trifásico con rotor bobinado en modo de motor-generador síncrono. El PWC se implementa sobre la base del elemento de potencia del convertidor de frecuencia. Dos de sus ramas se utilizan para obtener un PWC simétrico reversible, y la tercera se utiliza como PWC irreversible para el rotor del motor asíncrono trifásico. La alimentación del devanado se implementa en un único transistor MOSFET de International Rectifier. El sistema de control se basa en un microcontrolador AT Mega163 (Atmel) e implementa el cálculo de las señales de entrada (que especifican la tensión, la frecuencia y la corriente para el frenado dinámico) y de salida (corrientes de anclaje, excitación y rotor), proporciona intercambio de datos con PC (RS-485) y muestra los valores medidos en el panel frontal del banco de pruebas. 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 con un modo generador.
La unidad de medición se basa en dispositivos de medición digitales. Además de las mediciones de corriente y tensión continuas, cada canal puede calcular:
el valor eficaz de la corriente y la tensión alternas;
el ángulo de desplazamiento entre la corriente y la tensión, así como calcular cos(φ);
la potencia activa.
El control mediante relé-contactor permite al usuario:
conmutar el circuito del motor asíncrono con rotor de jaula de ardilla (estrella/triángulo);
cambiar el valor de la resistencia de carga en el circuito trifásico;
Conectar los motores asíncronos a una red de 3 ~ 380/220 V 50 Hz o a un convertidor de frecuencia;
Resistencias en el circuito del devanado de excitación (dos etapas);
Resistencias de carga en el circuito trifásico (tres etapas);
Resistencias de descarga de sobretensión en los módulos inteligentes.
El convertidor de frecuencia y el convertidor de ancho de pulso se activan para el funcionamiento de la red interna (modo de recuperación) con el fin de 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 muestran en el panel frontal. Todos los diagramas están divididos en grupos según el tema del laboratorio. El panel contiene tomas de corriente, indicadores de dispositivos digitales, aparamenta y controles que permiten al usuario modificar los parámetros de los elementos durante el trabajo de laboratorio.
Controles en el panel frontal de la mesa de trabajo:
Potenciómetro de consigna para controlar el convertidor de ancho de pulso inverso, la señal de referencia del sistema cerrado;
Potenciómetros de ajuste de convertidores de ancho de pulso de la fuente de alimentación para los devanados de excitación de motores de CC y el rotor bobinado de motores asíncronos en modo de máquina síncrona;
potenciómetros de ajuste del convertidor de frecuencia, que permiten el ajuste gradual de la frecuencia de salida (0 ÷ 163 Hz) y la tensión de salida (0 ÷ 220 V);
controles del subsistema de relés.
Para realizar la práctica, es necesario ensamblar el circuito del objeto de estudio utilizando puentes estandarizados, lo que permite un montaje claro y sencillo.
El banco de laboratorio incluye software y documentación metodológica y técnica para el personal docente.
El banco de laboratorio permite realizar las siguientes prácticas:
1. Estudio de un transformador de potencia de dos devanados mediante los métodos de circuito abierto y cortocircuito.
Investigación de un transformador monofásico en diferentes modos, determinación de los parámetros del circuito equivalente y evaluación de las características externas del transformador.Características.
2. Determinación experimental de grupos de conexión de transformadores trifásicos de dos devanados.
Estudio de diagramas vectoriales de voltaje para diferentes patrones de conexión y determinación experimental del grupo de conexión de transformadores trifásicos.
3. Estudio del motor asíncrono trifásico con rotor de jaula de ardilla.
Estudio de la construcción y caracterización del motor asíncrono trifásico con rotor de jaula de ardilla mediante los métodos de circuito abierto, cortocircuito y carga inmediata.
4. Estudio de los métodos de arranque de motores asíncronos trifásicos con rotor de jaula de ardilla.
Estudio de la capacidad de arranque, el montaje del circuito y las características estáticas y dinámicas nominales del arranque del motor de motores asíncronos trifásicos.
5. Estudio del generador de CC con excitación en paralelo.
Estudio del principio de funcionamiento y caracterización del generador de CC con excitación en paralelo.
6. Estudio del generador de CC con excitación independiente.
Estudio del principio de funcionamiento y caracterización del generador de CC con excitación independiente. 7. Estudio del motor de CC con excitación en paralelo.
Estudio del principio de funcionamiento y caracterización del motor de CC con excitación en paralelo.
Características técnicas del sistema de medición:
Número de parámetros mostrados en el banco de pruebas: 15 (12 indicadores)
Voltímetros: 4
Amperímetros: 6
Fasímetro: 1
Acelerómetro: 1
Velocímetro: 2
Frecuenciametro: 1
Rango de tensión medida: ±1 V a ±750 V
Rango de corriente medida: ±1 mA a ±5 A
Rango de velocidad medida: ±1 rad/s a ±314 rad/s
Rango de frecuencia medida: 0 Hz a 163 Hz
Precisión de medición: hasta el 1 %
Características técnicas del convertidor de ancho de pulso:
Corriente nominal: ±5 A
Tensión del enlace CC: 300 V
Frecuencia del convertidor: 8 kHz
Sobrecarga de corriente: ±7 A
Características técnicas del convertidor de frecuencia:
Potencia del motor: 0,4 kW / 1,5 kWt
Corriente nominal: 7 A
Rango de tensión 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
Sobrecarga Margen: 150 % de la corriente de salida nominal durante 1 minuto (dependencia integral)
Equipo completo "Máquinas eléctricas":
Banco de laboratorio "Máquinas eléctricas";
Un conjunto de máquina;
Juego de puentes;
Cable AM-BM USB 2.0;
CD-R con la documentación y el software.
