SMTE448 실험실 작업 "비동기 모터(케이지 로터형, 권선 로터형)" 연구, 전기 실험실 장비, 교육 장비설명
본 실험대는 "전기 기계" 실험을 수행하기 위해 설계되었습니다.
구조적으로 실험대는 두 부분으로 구성됩니다.
하우징에는 전기 장비, 전자 회로 기판, 전면 패널, 전원 모듈 및 일체형 데스크탑 상판이 설치됩니다.
기계 조립체에는 DC 모터, 권선형 비동기 모터, 농형 비동기 모터, 그리고 회전 방향을 정의하는 광학 속도 센서가 포함됩니다.
실험대는 소형(90W) 또는 대형(0.55kW) 전기 모터를 기반으로 하는 전기 기계 장치를 추가하여 확장할 수 있습니다.
실험대 하우징에는 다음이 포함됩니다.
가변 주파수 3상 AC 네트워크 및 비동기 모터 전압, 그리고 3상 변압기 전원 공급을 위한 주파수 변환기. 이 변환기는 마이크로컨트롤러 MB90F562(후지쓰)와 전력 지능형 모듈 PS11033(미쓰비시)을 기반으로 합니다. 컨트롤러는 입력 데이터(전압 및 주파수 지정)와 출력 신호(전류, 전압)를 계산하고, PC와의 데이터 교환(RS-485) 및 측정값을 벤치 전면 패널에 표시하는 데 사용됩니다. 전력 모듈에는 3상 브리지 정류기, IGBT 트랜지스터 기반 3상 브리지 인버터, 드라이버 및 보호 회로(단락, 공급 전압 부족, 제어 신호 입력 오류)가 포함됩니다. 주파수 변환기를 통해 사용자는 비동기 모터의 기계적 특성을 4사분면 모두에서 탐색할 수 있습니다.
펄스 폭 변환기는 전기자 회로 및 DC 모터 여자 권선 전원 공급, 그리고 권선형 회전자를 가진 3상 비동기 모터의 회전자 회로 전원을 동기 모터 및 발전기 모드로 공급합니다. 펄스 폭 변환기는 주파수 변환기의 전력 소자를 기반으로 구현됩니다. 두 개의 암은 가역 대칭 펄스 폭 변환기(PWC)를 생성하는 데 사용되고, 세 번째 암은 3상 비동기 모터 회전자용 비가역 PWC로 사용됩니다. 권선 전원 공급은 단일 IRT(International Rectifier) MOSFET 트랜지스터를 사용하여 구현됩니다. 제어 시스템은 AT Mega163(Atmel) 마이크로컨트롤러를 기반으로 하며, 입력(동적 제동을 위한 전압, 주파수 및 전류 지정) 및 출력(앵커, 여자, 회전자 전류) 신호를 계산하고, PC(RS-485)와 데이터 교환을 제공하며, 측정값을 벤치 전면 패널에 표시합니다. DC 모터 전기자 회로의 펄스 폭 변환기는 폐쇄 시스템 모드(전류 또는 속도 제어)와 발전기 모드를 추가로 지원합니다.
측정 장치는 디지털 측정 장치를 기반으로 합니다. 각 채널은 직류 및 전압 측정 외에도 다음을 계산할 수 있습니다.
교류 및 교류 전압의 실효값;
전류와 전압 사이의 시프트 각도 및 cos(φ) 계산;
유효 전력.
릴레이-접촉기 제어를 통해 사용자는 다음과 같은 작업을 수행할 수 있습니다.
농형 회전자를 가진 비동기 모터의 회로(스타/델타 결선)를 전환합니다.
삼상 회로의 부하 저항 값을 변경합니다.
비동기 모터를 3~380/220V 50Hz 네트워크 또는 주파수 변환기에 연결합니다.
여자 권선 회로의 저항(2단)
삼상 회로의 부하 저항(3단)
지능형 모듈의 과전압 방전 저항
네트워크 전력 소비를 줄이기 위해 내부 네트워크 작동(복구 모드) 시 주파수 변환기와 펄스 폭 변환기가 켜집니다.
3개의 2권선 변압기
릴레이 서브시스템 전력 접촉기
실험 대상의 배선도는 전면 패널에 표시되어 있습니다. 모든 배선도는 실험 주제에 따라 그룹으로 분류됩니다. 패널에는 스위칭 소켓, 디지털 장치 표시기, 스위치 기어 및 사용자가 실험 작업 중 요소의 매개변수를 변경할 수 있는 제어 장치가 있습니다. 실험대 전면 패널의 제어 장치:
역펄스 폭 변환기(RPC) 및 폐쇄 시스템의 기준 신호를 제어하는 설정값 전위차계;
직류 모터 여자 권선 및 동기 기계 모드에서 작동하는 비동기 모터 권선 회전자 전원 공급 장치의 펄스 폭 변환기 설정값 전위차계;
출력 주파수(0~163Hz) 및 출력 전압(0~220V)을 부드럽게 변경할 수 있는 주파수 변환기 설정값 전위차계;
릴레이 서브시스템 제어 장치.
실험을 수행하려면 표준화된 점퍼를 사용하여 연구 대상의 회로를 조립해야 합니다. 이 점퍼를 사용하면 회로를 명확하게 이해할 수 있습니다.
실험대에는 교직원을 위한 소프트웨어와 방법론 및 기술 문서 세트가 함께 제공됩니다.
이 실험대를 사용하여 다음과 같은 실험을 수행할 수 있습니다.
1. 개방 회로 및 단락 회로 방법을 사용한 2권선 전력 변압기 연구.
1. 다양한 모드에서의 단상 변압기 조사, 등가 회로 파라미터 결정 및 변압기 외부 특성 정격 결정
2. 3상 2권선 변압기 연결 그룹의 실험적 결정
다양한 연결 패턴에 대한 전압 벡터 다이어그램 연구 및 3상 변압기 연결 그룹의 실험적 결정
3. 농형 회전자를 가진 3상 비동기 전동기 연구
개방 회로, 단락 회로 및 즉시 부하 방법을 사용한 농형 회전자를 가진 3상 비동기 전동기의 구조 및 특성 연구
4. 농형 회전자를 가진 3상 비동기 전동기의 기동 방법 연구
3상 비동기 전동기의 기동성, 회로 구성 및 전동기 기동의 정격 정적 및 동적 특성 연구
5. 병렬 여자 직류 발전기 연구
병렬 여자 직류 발전기의 동작 원리 및 특성 연구
6. 분리 여자 직류 발전기 연구 7. 분리여자 직류 발전기의 작동 원리 및 특성 연구
병렬여자 직류 전동기의 연구
병렬여자 직류 전동기의 작동 원리 및 특성 연구
측정 시스템 기술 사양:
측정대에 표시되는 파라미터 수: 15개 (지시등 12개)
전압계: 4개
전류계: 6개
상계: 1개
속도계: 1개
전력계: 2개
주파수계: 1개
측정 전압 범위: ±1V ~ ±750V
측정 전류 범위: ±1mA ~ ±5A
측정 속도 범위: ±1rad/s ~ ±314rad/s
측정 주파수 범위: 0Hz ~ 163Hz
측정 정확도: 최대 1%
펄스 폭 변환기 기술 사양:
정격 전류: ±5A
DC 링크 전압: 300V
변환기 주파수: 8kHz
과부하 전류: ±7A
주파수 변환기 기술 사양:
모터 출력: 0.4kW / 1.5kWt
정격 전류: 7A
출력 전압 작동 범위: 3~220V
제어 방식: 정현파 PWM (제어 U/f, 독립형)
주파수 제어 범위: 0~163Hz
주파수 해상도: 0.3Hz
과부하 여유: 정격 출력 전류의 150% (1회 작동 시) 분 (적분 의존성)
"전기 기계" 장비 전체 세트:
"전기 기계" 실험대;
기계 조립품 1개;
점퍼 세트;
AM-BM USB 2.0 케이블;
관련 문서 및 소프트웨어가 포함된 CD-R.
