НТЦ-10.72 Моделирование переходных процессов в электроэнергетических системах с МПСО

Техническое описание

Питание ~3 220/127 В, 50Гц
Потребляемая мощность, Вт не более 750
Габаритные размеры стенда: 
Ширина, мм 1310
Высота, мм 1460
Глубина, мм 600
Габаритные размеры модуля:
Высота, мм 550
Ширина, мм 140
Глубина, мм 550
Габаритные размеры машинного агрегата:
Длина, мм 1200
Ширина, мм 300
Высота, мм 400
Вес оборудования, кг., не более 160

Технические характеристики системы измерений:

Количество отображаемых параметров на стенде 18 шт. (18 индикаторов)
вольтметров 10 шт.
амперметров 1 шт.
ваттметров/амперметров 2 шт.
ваттметров 1 шт.
измерителей скорости 1 шт.
измеритель частоты 1 шт.
измеритель угла выбега ротора 1 шт.
служебный индикатор 1 шт.
Диапазон измеряемых напряжений от ±0,1 В до ±400 В
Диапазон измеряемых токов от ±500 мкА до ±2А
Диапазон измеряемых скоростей от 1 рад/с до 314 рад/с
Диапазон измеряемых частот от 0 Гц до 89 Гц
Точность измерений, до 1%

Технические характеристики широтно-импульсного преобразователя:

Номинальный ток ±20 А
Напряжение звена постоянного тока 180 В
Частота преобразователя 8 кГц
Перегрузка по току ±40 А

Технические характеристики частотного преобразователя:

Мощность: 1,5 кВт
Номинальный ток: 7 А
Рабочий диапазон выходных напряжений: 3~0 - 220 В
Метод управления: синусоидальная ШИМ  (управление U/f, независимое)
Диапазон управления по частоте: от 0 до 150 Гц
Разрешающая способность по частоте: 1 Гц
Запас по перегрузке: 150% от номин. выходного тока в течение 1 минуты (интегральная зависимость)

Технические характеристики МПСО:

Количество гальванически развязанных АЦП 3 шт.
Количество каналов в одном АЦП 7 шт.
Частота дискретизации АЦП 1 МГц
Количество каналов ЦАП 1 шт.
Амплитуда сигнала ЦАП, до ±5 В
Частота дискретизации ЦАП 1 МГц
Диапазон измеряемых напряжений От ±0,1 В До ±750 В
Диапазон измеряемых токов От ±500 мкА До ±10А
Точность измерений, до 0,5%

Технические характеристики ПК:

Операционная система: Microsoft Windows XP
Коммуникационные порты: USB 2.0
Процессор: Intel Atom 1600 MHz
Оперативная память: DDR2 1024 MB
Жесткий диск: 160 GB
Видеоподсистема: Intel GMA 950 1024x600 8.9”
Устройства ввода информации: Клавиатура, Touchpad
Устройства чтения сменных носителей: Compact Flash, SD-card, USB-Flash.

Техническое описание:

Конструктивно стенд состоит из двух частей:

корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель, силовой модуль и столешница интегрированного рабочего стола;
машинного агрегата, в состав которого входит один асинхронный электродвигатель с фазным ротором серии ДМТF 0,11-6У1-IP44 (РНОМ=1,4кВт, nНОМ=880об/мин, UСТАТОРА Y/?=380/220В, IСТАТОРА Y/?=5,3/9,2А, UРОТОРА=118В, IРОТОРА=9А), один асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР71В6У3 (РНОМ =0,55 кВт, nНОМ =1000 об/мин, UПИТ Y/?=380/220В, IСТАТОРА Y/? =1,8/3,1А), а так же оптический датчик скорости.

В корпусе стенда размещены:

Частотный преобразователь предназначенный для формирования трехфазной сети переменного тока регулируемой частоты и напряжения питания гонных асинхронных электродвигателей с коротко-замкнутым ротором. Преобразователь построен на базе микроконтроллера MB90F562 (Fujitsu) и силового интеллектуального модуля PS11035 (Mitsubishi). 
Контроллер служит для обсчетов входных (задания напряжения и частоты) и выходных (мощность, напряжение) сигналов, организации обмена данных с ПК (RS-485), вывода измеряемых величин на лицевую панель стенда. 
Силовой модуль включает в себя силовые цепи трехфазного мостового выпрямителя, трехфазного мостового инвертора на IGBT транзисторах, а также цепи драйверов и защиты (от токов короткого замыкания, недостаточного напряжения питания драйверов, неправильной подачи сигналов управления.)
Широтно-импульсный преобразователь, предназначенный для питания цепи ротора трехфазного асинхронного двигателей с фазным ротором в режиме генератора. 
Широтно-импульсный преобразователь реализован на силовой элементной базе Частотного преобразователя. Два его плеча используются в качестве нереверсивных ШИПов для роторов трехфазного асинхронного двигателя. 
Система управления построена на микроконтроллере AT Mega163 (Atmel) и реализует обсчеты входных (задания тока) и выходных (токи роторов, частоты вращения машинных агрегатов) сигналов, организацию обмена данных с ПК (RS-485), вывод измеряемых величин на лицевую панель стенда. 
Модуль измерений построен на базе цифрового измерительного комплекса встроенного в стенд и подключаемого к персональному компьютеру через шину USB. 
Проведение лабораторных работ возможно как в ручном режиме, так и в режиме диалога с персональным компьютером.
Релейно-контакторное управление, которое позволяет :подключать генератор на параллельную работу с сетью ~3 50Гц 220/127 В;
селективно подключать ветви двухцепной линии электропередачи между питающей сетью и синхронным генератором; 
изменять величину емкости ветвей трехфазных ЛЭП;
устанавливать вид короткого замыкания, регулировать время создания режима короткого замыкания в пределах 1 - 10с;
сбросовый резистор энергии при перенапряжении на интеллектуальных модулях;
лампы накаливания для синхронизации трехфазного генератора с сетью.

В силовом модуле установлены:

силовой пускатель релейной подсистемы; 
резисторы и дроссели, моделирующие активные и индуктивные сопротивления линий электропередачи
Модуль оснащен вентилятором для обдува керамических проволочных резисторов

На лицевой панели изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы, изображенные на панели, разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых работ. На панели установлены коммутационные гнёзда, индикаторы цифровых приборов, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы.

Органы управления на лицевой панели стенда:

задающий потенциометр для управления нереверсивным широтно-импульсным преобразователем питания ротора асинхронного электродвигателя с фазным ротором в режиме синхронной машины;
задающий потенциометр частотного преобразователя, позволяющий плавно менять задание выходной частоты (0 ÷ 89 Гц) и выходного напряжения (0 ÷ 220 В) питания гонного асинхронного двигателя с коротко-замкнутым ротором;
органы управления релейной подсистемой.
Для проведения работы необходимо собрать схему объекта исследования с помощью унифицированных перемычек, позволяющих собирать схемы без потери их наглядности. 
Проведение лабораторных работ возможно как в ручном режиме, так и в режиме диалога с персональным компьютером. 
Предусмотрена возможность сборки схем собственной разработки с помощью перемычек различной длины и подключения к каналам измерения микропроцессорной измерительной системы МПСО.

Программное обеспечение МПСО позволяет:

выводить в одних координатных осях до 21 измерительного канала, с индивидуальной настройкой параметров масштаба по вертикали для каждого из каналов и общей для всех каналов настройкой параметров масштаба по горизонтали;
строить фигуры Лиссажу для двух любых измерительных каналов;
производить анализ спектра любого из используемых измерительных каналов;
производить измерение частоты сигнала на любом используемом канале ;
вычислять активную, реактивную составляющие мощности, полную мощность, коэффициент мощности;
сохранять массив данных из буфера для последующего анализа;
производить экспорт осциллограмм в графические форматы;
задавать параметры ЦАП. ЦАП позволяет формировать сигналы синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы.

Комплектность

Комплектность оборудования "Моделирование переходных процессов в электроэнергетических системах с МПСО" модификации НТЦ-72.000:

• лабораторный стенд "Моделирование переходных процессов в электроэнергетических системах с МПСО" НТЦ-72.000;
• машинный агрегат;
• программное обеспечение;
• паспорт;
• комплект перемычек;
• преобразователь интерфейса RS-485 – USB.

Рекомендуемое дополнительное оборудование:

Трехфазный трансформатор ТСЗМ1 1,6 Трансформатор предназначен для подключения лабораторного стенда к промышленной сети 3~380/220 В 50 Гц.

К лабораторному стенду прилагается программное и методическое обеспечение:

• программа тестирования студента для допуска к лабораторным работам. В процессе тестирования проверяются как теоретические знания, так и знание содержания выполняемой лабораторной работы. В результате тестирования студент получает оценку знаний;
• программное обеспечение измерительного комплекса;
• комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.

Лабораторные работы

1. Исследование режимов и статической устойчивости простейшей электрической системы при помощи электродинамической модели.
2. Исследование влияния видов короткого замыкания на динамическую устойчивость системы электропередачи с помощью электродинамической модели.
3. Асинхронный режим в простейшей электрической системе.
4. Снятие характеристик режима простейшей электрической системы из двух станций соизмеримых мощностей.

Код стенда: НТЦ-10.72
Количество выполняемых работ: 4
Сеть: 3~50Гц 220В 3P+N
Потребляемая мощность: 750 Вт
Рекомендуемое дополнительное оборудование: ПК/ноутбук
Программное обеспечение: ОсциллоГраф

Лабораторный стенд предназначен для использования в качестве учебного оборудования в высших и средних специальных учебных заведениях при проведении лабораторно-практических занятий.