Suporte MR448E para trabalho de laboratório "O estudo do motor assíncrono (com rotor de gaiola, rotor de bobina)" Equipamento de treinamento de engenharia elétrica Equipamento de ensino
Descrição
A bancada é projetada para a realização de laboratórios em “Máquinas elétricas”.
Estruturalmente, a bancada consiste em duas partes:
alojamento, no qual estão instalados parte dos equipamentos elétricos, placas eletrônicas, painel frontal, módulo de potência e mesa de trabalho integrada;
conjunto da máquina, que inclui motor DC, motor assíncrono com rotor bobinado, um motor assíncrono com rotor gaiola de esquilo, além de um sensor óptico de velocidade com a definição do sentido de rotação.
A bancada pode ser complementada com unidade de máquinas elétricas com base em motores elétricos de pequena (90 W) ou grande potência (0,55 kW).
A caixa da bancada contém:
Conversor de frequência para geração de rede trifásica de frequência variável e tensão de alimentação de motores assíncronos e transformadores trifásicos. O conversor é baseado em um microcontrolador MB90F562 (Fujitsu) e no módulo de potência inteligente PS11033 (Mitsubishi). O controlador é utilizado para calcular dados de entrada (especificando tensão e frequência) e sinais de saída (corrente, tensão), para troca de dados com PC (RS-485), e exibição dos valores medidos no painel frontal da bancada. O módulo de potência inclui circuitos de potência de ponte retificadora trifásica, inversor de ponte trifásica em transistores IGBT, bem como drivers e circuitos de proteção (curto-circuito, drivers de tensão de alimentação insuficientes, entrada inadequada de sinais de controle). O conversor de frequência permite ao usuário explorar o motor assíncrono em todos os quatro quadrantes das características mecânicas.
Conversor de largura de pulso para o circuito de armadura e fonte de alimentação do enrolamento de excitação do motor CC, bem como fonte de alimentação do circuito do rotor do motor assíncrono trifásico com rotor bobinado no modo de motor síncrono e gerador. O conversor de largura de pulso é implementado com base no elemento de potência do conversor de frequência. Dois de seus braços são utilizados para a obtenção de PWC simétrico reversível, e o terceiro braço é usado como PWC irreversível para rotor de motor assíncrono trifásico. A fonte de alimentação do enrolamento é implementada em um único transistor MOSFET Retificador Internacional. O sistema de controle é baseado em um microcontrolador AT Mega163 (Atmel) e implementa o cálculo de sinais de entrada (especifica tensão, frequência e corrente para frenagem dinâmica) e saída (correntes de âncora, excitação, rotor), fornece troca de dados com PC ( RS-485), a exibição dos valores medidos no painel frontal da bancada. O conversor de largura de pulso do circuito de armadura do motor CC é complementado com um modo de sistema fechado (controle de corrente ou velocidade), bem como modo gerador.
A unidade de medição é baseada em dispositivos de medição digital. Além das medições de corrente contínua e tensão, cada canal pode calcular:
valor efetivo da corrente alternada e tensão;
deslocamento do ângulo entre corrente e tensão, bem como calcular cos(φ);
poder ativo.
Controle do contator relé, que permite ao usuário:
alternar o circuito do motor assíncrono com rotor gaiola de esquilo (estrela/delta);
altere o valor do resistor de carga no circuito trifásico;
conecte motores assíncronos a uma rede de 3 ~ 380/220 V 50 Hz ou conversor de frequência;
Resistores em circuito de enrolamento de excitação (dois estágios);
Resistores de carga em circuito trifásico (três estágios);
Resistores de descarga de sobretensão em módulos inteligentes.
O conversor de frequência e o conversor de largura de pulso são ligados para operação interna da rede (modo de recuperação) para reduzir o consumo de energia da rede.
Três transformadores de dois enrolamentos;
Contatores de alimentação do subsistema de relé.
Os diagramas de fiação dos objetos estudados estão representados no painel frontal. Todos os diagramas são divididos em grupos de acordo com o tema do laboratório. O painel contém tomadas de comutação, indicadores de dispositivos digitais, aparelhagem e controles que permitem ao usuário alterar os parâmetros dos elementos durante o trabalho de laboratório.
Controles no painel frontal da bancada:
potenciômetro de setpoint para controlar o conversor de largura de pulso reverso, o sinal de referência do sistema fechado;
potenciômetros de setpoint de conversores de largura de pulso de alimentação para enrolamentos de excitação de motor CC e rotor bobinado de motor assíncrono em modo de máquina síncrona;
potenciômetros de setpoint do conversor de frequência, que permitem a mudança suave da frequência de saída (0 ÷ 163 Hz) e dos ajustes da tensão de saída (0 ÷ 220 V);
controles do subsistema de relé.
Para a realização do laboratório é necessário montar o circuito do objeto estudado, utilizando jumpers padronizados, que permitem ao usuário montar o circuito sem perda de clareza.
A bancada laboratorial complementa-se com software e um conjunto de documentação metodológica e técnica destinada ao corpo docente.
A bancada proporciona a condução dos seguintes laboratórios:
1. Estudo de transformador de potência de dois enrolamentos com utilização de métodos de circuito aberto e curto-circuito.
Investigação do transformador monofásico em vários modos, determinação dos parâmetros do circuito equivalente e classificação do char externo do transformadorcaracterísticas.
2. Determinação experimental de grupos de conexão de transformadores trifásicos de dois enrolamentos.
Estudo de diagramas vetoriais de tensão para diferentes padrões de conexão e determinação experimental do grupo de conexão de transformadores trifásicos.
3. Estudo de motor assíncrono trifásico com rotor em gaiola de esquilo.
Estudo de construção e caracterização de motor assíncrono trifásico com rotor gaiola de esquilo utilizando métodos de circuito aberto, curto-circuito e carregamento imediato.
4. Estudo de métodos de motores assíncronos trifásicos com partida de rotor em gaiola.
Estudo de partidas de motores assíncronos trifásicos, montagem de circuitos e classificação de características estáticas e dinâmicas de partida de motores.
5. Estudo de gerador DC com excitação paralela.
Estudo do princípio de funcionamento e caracterização de gerador DC com excitação paralela.
6. Estudo de gerador DC com excitação separada.
Estudo do princípio de funcionamento e caracterização de gerador DC com excitação separada.
7.Estudo de motor DC com excitação paralela.
Estudo do princípio de funcionamento e caracterização de motor CC com excitação paralela.
Características técnicas do sistema de medição:
Número de parâmetros exibidos na bancada 15 unidades. (12 indicadores)
Voltímetros 4 unid.
Amperímetros 6 peças.
Medidores de fase 1 pc.
Medidores de velocidade 1 pc.
Wattímetros 2 peças.
Medidores de frequência 1 pc.
Faixa de tensão medida de ±1 V a ±750 V
Faixa de corrente medida de ±1 mÀ a ±5À
Faixa de velocidade medida de ±1 rad/s a ±314 rad/s
Faixa de frequência medida de 0 Hz a 163 Hz
Precisão de medição, até 1%
Características técnicas do conversor de largura de pulso:
Corrente nominal ±5 À
Tensão do link CC 300 V
Frequência do conversor 8 kHz
Sobrecarga de corrente ±7 À
Características técnicas do conversor de frequência:
Potência do motor: 0,4 kW / 1,5 kWt
Corrente nominal: 7 À
Faixa de operação da tensão de saída 3~ 220 V
Método de controle: PWM senoidal (controle U/f, independente)
Faixa de controle de frequência: de 0 a 163 Hz
Resolução de frequência: 0,3 Hz
Margem de sobrecarga: 150% da corrente de saída nominal durante 1 minuto (dependência integral)
Conjunto completo de equipamentos "Máquinas elétricas":
bancada de laboratório "Máquinas elétricas";
um conjunto de máquina;
conjunto de jumpers;
cabo AM-BM USB 2.0;
CD-R com documentos e software de acompanhamento.
