Nous combinons la fonction des deux établis
Description
La paillasse de laboratoire est conçue pour les travaux de laboratoire d'étude des machines électriques dans les universités et écoles spécialisées.
La construction du banc se compose d'un boîtier avec les équipements suivants installés : équipement électrique, cartes de circuits électroniques, panneau avant et plateau de bureau intégré.
L'équipement suivant est placé à l'intérieur du boîtier :
carte redresseur;
module de résistances de charge ;
transformateur de laboratoire triphasé ;
transformateur triphasé étudié.
Les schémas électriques des objets étudiés sont affichés sur le panneau avant. Tous les schémas présentés sont divisés en groupes en fonction du thème des travaux de laboratoire effectués. Sur le panneau avant sont installés : des prises de commutation, des compteurs analogiques, des équipements de commutation et des contrôleurs qui permettent de modifier les options des éléments pendant les travaux de laboratoire.
Les contrôleurs sont :
commutateur d'autotransformateur de laboratoire triphasé (LAT), qui permet de changer la tension entre 0..20V avec un pas de 2V et 130..250V avec un pas de 30V ;
des commutateurs d'autotransformateurs de laboratoire monophasés (LAT), qui permettent de modifier la tension entre 50 et 110 V avec un pas de 10 V ;
commutateurs de module de résistances de charge, qui permettent de connecter des résistances de résistance différente.
Les machines électriques suivantes sont installées sur le panneau du banc :
moteur électrique asynchrone avec rotor à cage d'écureuil - 1 pièce;
Moteurs à courant continu à excitation séparée - 2 pièces ;
Génératrice tachymétrique à excitation par aimants permanents ;
selsyns sans contact.
Pour effectuer des travaux de laboratoire, il est nécessaire d'assembler le schéma de l'objet étudié à l'aide de cavaliers unifiés, qui permettent d'assembler les schémas sans perte de clarté.
Le banc est conçu pour réaliser des travaux pratiques en « Machines électriques ».
Structurellement, le banc se compose de deux parties :
un boîtier dans lequel sont installés une partie de l'équipement électrique, des cartes électroniques, le panneau avant, le module d'alimentation et le plateau du bureau intégré ;
ensemble de machine, qui comprend un moteur à courant continu, un moteur asynchrone à rotor bobiné, un moteur asynchrone à rotor à cage d'écureuil, ainsi qu'un capteur de vitesse optique avec définition du sens de rotation.
Le banc peut être complété par une unité de machines électriques basée sur des moteurs électriques de petite (90 W) ou de grande puissance (0,55 kW).
Le boîtier du banc contient :
Convertisseur de fréquence pour générer un réseau CA triphasé à fréquence variable et une tension d'alimentation de moteur asynchrone et de transformateurs triphasés. Le convertisseur est basé sur un microcontrôleur MB90F562 (Fujitsu) et un module intelligent de puissance PS11033 (Mitsubishi). Le contrôleur est utilisé pour calculer les données d'entrée (spécification de la tension et de la fréquence) et des signaux de sortie (courant, tension), pour l'échange de données avec le PC (RS-485) et pour afficher les valeurs mesurées sur le panneau avant du banc. Le module d'alimentation comprend des circuits de puissance d'un pont redresseur triphasé, d'un onduleur en pont triphasé sur transistors IGBT, ainsi que de pilotes et de circuits de protection (court-circuit, tension d'alimentation insuffisante des pilotes, entrée incorrecte des signaux de commande). Le convertisseur de fréquence permet à l'utilisateur d'explorer le moteur asynchrone dans les quatre quadrants des caractéristiques mécaniques.
Convertisseur de largeur d'impulsion pour le circuit d'induit et l'alimentation de l'enroulement d'excitation du moteur à courant continu, ainsi que l'alimentation du circuit du rotor du moteur asynchrone triphasé avec rotor bobiné en mode moteur synchrone et générateur. Le convertisseur de largeur d'impulsion est réalisé sur la base de l'élément de puissance du convertisseur de fréquence. Deux de ses bras sont utilisés pour obtenir une motomarine symétrique réversible, et le troisième bras est utilisé comme motomarine irréversible pour rotor de moteur asynchrone triphasé. L’alimentation du bobinage est implémentée sur un seul transistor MOSFET International Rectifier. Le système de contrôle est basé sur un microcontrôleur AT Mega163 (Atmel) et met en œuvre le calcul des signaux d'entrée (spécifie la tension, la fréquence et le courant pour le freinage dynamique) et de sortie (courants d'ancre, d'excitation, de rotor), assure l'échange de données avec le PC ( RS-485), l'affichage des valeurs mesurées sur le panneau avant du banc. Le convertisseur de largeur d'impulsion du circuit d'induit du moteur à courant continu est complété par un mode système fermé (contrôle de courant ou de vitesse), ainsi que par un mode générateur.
L'unité de mesure est basée sur des appareils de mesure numériques. En plus des mesures de courant continu et de tension, chaque voie peut calculer :
valeur efficace du courant et de la tension alternatifs ;
décaler l'angle entre le courant et la tension, ainsi que calculer le cos(φ) ;
puissance active.
Commande relais-contacteur, qui permet à l'utilisateur de :
commuter le circuit du moteur asynchrone avec rotor à cage d'écureuil (étoile/triangle) ;
modifier la valeur de la résistance de charge dans un circuit triphasé ;
connecter des moteurs asynchrones à un réseau 3 ~ 380/220 V 50 Hz ou à un convertisseur de fréquence ;
Résistances dans le circuit d'enroulement d'excitation (deux étages) ;
Résistances de charge en circuit triphasé (trois étages);
Résistances de décharge de surtension sur les modules intelligents.
Le convertisseur de fréquence et le convertisseur de largeur d'impulsion sont activés pour le fonctionnement du réseau interne (mode de récupération) afin de réduire la consommation d'énergie du réseau.
Trois transformateurs à deux enroulements ;
Contacteurs de puissance du sous-système relais.
Les schémas de câblage des objets étudiés sont représentés en face avant. Tous les diagrammes sont divisés en groupes selon le thème du laboratoire. Le panneau contient des prises de commutation, des indicateurs d'appareils numériques, des appareillages de commutation et des commandes qui permettent à l'utilisateur de modifier les paramètres des éléments pendant le travail en laboratoire.
Commandes sur la face avant du banc :
potentiomètre de consigne pour contrôler le convertisseur de largeur d'impulsion inverse, le signal de référence du système fermé ;
potentiomètres de consigne de convertisseurs de largeur d'impulsion d'alimentation pour enroulements d'excitation de moteurs à courant continu et rotor bobiné de moteurs asynchrones en mode machine synchrone ;
potentiomètres de consigne du convertisseur de fréquence, qui permettent un changement en douceur de la fréquence de sortie (0 ÷ 163 Hz) et des réglages de la tension de sortie (0 ÷ 220 V) ;
contrôles du sous-système de relais.
Pour réaliser le laboratoire, il est nécessaire d'assembler le circuit de l'objet étudié, à l'aide de cavaliers standardisés, qui permettent à l'utilisateur d'assembler le circuit sans perte de clarté.
Des logiciels et un ensemble de documentation méthodologique et technique destinés aux personnels académiques viennent compléter la paillasse du laboratoire.
Le banc assure la conduite des laboratoires suivants :
1. Etude d'un transformateur de puissance à deux enroulements avec utilisation de méthodes de circuit ouvert et de court-circuit.
Étude du transformateur monophasé dans différents modes, détermination des paramètres de circuit équivalents et évaluation des caractéristiques externes du transformateur.
2. Détermination expérimentale des groupes de connexion de transformateurs triphasés à deux enroulements.
Etude de diagrammes vectoriels de tension pour différents schémas de connexion et détermination expérimentale du groupe de connexion des transformateurs triphasés.
3. Etude d'un moteur asynchrone triphasé à rotor à cage d'écureuil.
Etude de construction et caractérisation de moteur asynchrone triphasé à rotor à cage d'écureuil utilisant les méthodes de circuit ouvert, court-circuit et chargement immédiat.
4. Etude des méthodes de moteurs asynchrones triphasés avec démarrage à rotor à cage d'écureuil.
Etude des capacités de démarrage des moteurs asynchrones triphasés, du montage des circuits et des caractéristiques statiques et dynamiques de démarrage des moteurs.
5. Etude d'un générateur DC à excitation parallèle.
Etude du principe de fonctionnement et caractérisation d'un générateur DC à excitation parallèle.
6. Etude d'un générateur DC à excitation séparée.
Etude du principe de fonctionnement et caractérisation d'un générateur DC à excitation séparée.
7. Etude du moteur DC à excitation parallèle.
Etude du principe de fonctionnement et caractérisation d'un moteur à courant continu à excitation parallèle.
8.L'étude du transformateur monophasé.
L'objet étudié : transformateur monophasé. Pendant le travail en laboratoire, les états de repos, de court-circuit et de fonctionnement de la charge sont étudiés et les caractéristiques externes du transformateur sont mesurées.
9.L'étude du transformateur triphasé.
L'objet étudié : transformateur triphasé. Pendant le travail en laboratoire, ralenti, court-circuit, état de fonctionnement de la charge
