GL-DLDZ-1A tecnologia de electrónica de potência e equipamentos experimentais de controlo de motores

Ⅰ. Visão Geral do Produto

O equipamento experimental GL-DLDZ-1A para tecnologia eletrónica de potência e controlo de motores baseia-se nos requisitos dos mais recentes livros de texto unificados de faculdades e universidades, como "Tecnologia de Eletrónica de Potência" (4ª edição) e "Sistema de Controlo Automático de Tração Elétrica" (3ª edição). Incorpora as vantagens de produtos similares nacionais e internacionais, considera plenamente a situação atual e as tendências de desenvolvimento do laboratório e é cuidadosamente desenvolvido. Entre produtos similares, apresenta as vantagens de uma estrutura razoável, funções completas, boa fiabilidade e elevada relação custo-benefício.

Ⅱ. Características do Produto

1. Ampla abrangência Este dispositivo integra os atuais projetos experimentais de eletrónica de potência, conversão de semicondutores, regulação de velocidade CA e CC, conversão de frequência CA, controlo de motores, teoria de controlo, etc., em diversas escolas na China.

2. Alta adaptabilidade Pode servir o ensino experimental de cursos correspondentes em diversas escolas. A profundidade e a amplitude podem ser ajustadas de forma flexível de acordo com as necessidades. A popularização e o aperfeiçoamento podem ser combinados organicamente de acordo com o progresso do ensino. O dispositivo adota uma estrutura de blocos de construção, fácil de substituir. Se precisar de expandir funções ou desenvolver novas experiências, basta adicionar componentes, e estes nunca serão eliminados.

3. Alta completude: desde fontes de alimentação especiais, motores e outros componentes experimentais até fios especiais para ligação experimental, o desempenho e as especificações dos componentes de suporte satisfazem perfeitamente as necessidades da experiência.

4. Intuitividade elevada: cada suporte experimental adota uma estrutura separada, o painel de componentes é esquemático, as linhas são claras, as tarefas de cada suporte são claras e a operação e manutenção são convenientes.

5. Elevada cientificidade: o dispositivo ocupa uma pequena área, poupa espaço experimental e reduz o investimento em infraestruturas; os pequenos motores de suporte são especialmente concebidos para simular as características e os parâmetros dos motores de pequena e média dimensão; os pequenos motores consomem menos energia, poupam energia e apresentam baixo ruído experimental, além de serem organizados e bonitos, melhorando o ambiente experimental; o conteúdo experimental é rico e o design é razoável. Além de aprofundar o conhecimento teórico, as experiências de design também podem ser combinadas com a prática.

6. Abertura forte: A alimentação do painel de controlo é isolada por um transformador de isolamento trifásico e equipada com um dispositivo de proteção contra fugas de tensão e um dispositivo de proteção contra fugas de corrente para garantir a segurança do operador; cada saída de energia possui funções de monitorização e proteção contra curto-circuitos, e cada instrumento de medição possui uma função de proteção fiável, que é segura e fiável de utilizar; o painel de controlo está também equipado com um gestor de experiências para fornecer um padrão unificado para a avaliação das competências experimentais dos alunos. Como todo o conjunto de equipamentos foi cuidadosamente concebido, com componentes e processos fiáveis como garantia, o desempenho do produto é excelente, o que cria condições para laboratórios abertos.

7. Forte avanço: O equipamento concentra-se no novo nível de dispositivos. Com base na preservação da experiência com tirístores, acrescenta um grande número de experiências modernas de tecnologia eletrónica de potência sobre as características de novos dispositivos, o acionamento de novos dispositivos e as aplicações típicas de novos dispositivos, para que os alunos possam ter conhecimento e compreensão suficientes de novos dispositivos e acompanhar o ritmo dos tempos.

III. Configuração do Equipamento

1. Painel de controlo de energia DL01

(1) Fonte de alimentação CA (todas com medidas de proteção contra sobrecorrente)

Fornece alimentação CA: O reactor de velocidade CC é trifásico CA 200 V/3 A

O reactor de velocidade CA é trifásico CA 240 V/3 A

(2) Fonte de alimentação CC de alta tensão

Alimentação de excitação: 220 V (0,5 A), com proteção contra curto-circuito na saída.

(3) Instrumentos digitais

1) Voltímetro digital CA: pode indicar a tensão de entrada da rede elétrica trifásica através do interruptor seletor de gama abaixo deste, com uma precisão de 1,0 nível;

2) Um voltímetro digital CA de valor efetivo real: gama de medição de 0 a 500 V, avaliação automática da gama e comutação automática, precisão de 0,5 níveis, visor digital de três dígitos e meio, fornecendo indicação de tensão para o sistema de regulação de velocidade CA;

3) Um amperímetro digital CA de valor efectivo real: gama de medição de 0 a 5 A, avaliação automática da gama e comutação automática, precisão de 0,5 níveis, visor digital de três dígitos e meio, com alarme de sobre-gama, indicação e funções de corte total de energia, fornecendo indicação de corrente para o sistema de regulação de velocidade;

4) Um voltímetro digital CC: gama de medição de 0 a 300 V, visor digital de três dígitos e meio, impedância de entrada de 10 MΩ, precisão de 0,5 níveis, fornecendo indicação de tensão para o sistema de regulação de velocidade reversível;

5) Um amperímetro digital CC: gama de medição de 0 a 5 A, visor digital de três dígitos e meio, precisão de 0,5 níveis, com alarme de sobregama, indicação e funções de corte total de energia, fornecendo indicação de corrente para o sistema de regulação de velocidade reversível.

(4) Sistema de proteção da segurança pessoal

Um conjunto de transformadores de isolamento trifásicos: A alimentação trifásica passa primeiro pelo protetor de fuga trifásico e, em seguida, pela chave seletora e contactor até ao transformador de isolamento, de modo a que a saída seja isolada da rede elétrica (projeto de ligação à terra flutuante), o que desempenha um papel protetor na segurança pessoal.

Protetor de fugas de tensão 1: Protege contra fugas na linha antes do transformador de isolamento, aciona o contactor no painel de controlo e corta o fornecimento de energia.

Protetor de fugas de tensão 2: Protege contra fugas na linha após o transformador de isolamento e na cablagem durante a experiência, emite um sinal de alarme e corta o fornecimento de energia para garantir a segurança pessoal.

Dispositivo de proteção contra fuga de corrente: Se houver fuga no painel de controlo, a corrente de fuga exceder um determinado valor e o fornecimento de energia será cortado.

Fios e tomadas de ligação experimental: Os fios e tomadas de ligação de corrente forte e fraca estão separados e não podem ser misturados. Os fios e as tomadas de ligação de alta corrente adotam um processo totalmente fechado, seguro, fiável e que previne choques elétricos.

(5) Outras características do painel de controlo

Na ranhura grande na parte frontal do painel de controlo, encontram-se dois tubos de aço inoxidável para a fixação dos componentes experimentais. A parte inferior da ranhura possui tomadas de 12, 10, 4 e 3 núcleos. A alimentação da caixa de suspensão é fornecida por estas tomadas. Estão instaladas tomadas monofásicas tripolares de 220 V e trifásicas tetrapolares de 380 V em ambos os lados do painel de controlo. Existe também uma lâmpada fluorescente de 40 W para iluminar o dispositivo experimental.

2. Mesa experimental DL02

A mesa experimental é uma estrutura de ferro com uma dupla camada de revestimento fosco e denso. A mesa é uma placa de alta densidade à prova de fogo, impermeável e resistente ao desgaste, com uma estrutura sólida e uma estrutura retangular fechada. É bonita e generosa no formato. Equipado com duas gavetas grandes e portas de armário para a colocação de ferramentas, pendentes e materiais. A mesa é utilizada para instalar o painel de controlo de energia e proporciona uma superfície de trabalho espaçosa e confortável. A mesa experimental está ainda equipada com quatro rodas universais e quatro mecanismos de ajuste fixos, fáceis de mover e fixar, o que se adapta ao layout do laboratório.

3. Calha do motor em aço inoxidável DJQ03-1, sistema de medição de velocidade do encoder ótico (codificador fotoelétrico japonês Omron 1024) e tacómetro digital.

4. Resistor ajustável trifásico DJQ27 (900Ω × 2/0,41A por grupo).

5. Circuito principal do tiristor DL03.

São fornecidos 12 tirístores de 5A/1000V, divididos em dois grupos de pontes positiva e negativa. Cada tiristor está equipado com um dispositivo de proteção. Os tirístores da ponte positiva e negativa podem ser acionados por sinais externos (com uma interface de entrada de impulsos de disparo), o que pode completar melhor a experiência de projeto. Existe um voltímetro CC de ponteiro de precisão com espelho de ±500 V, precisão de nível 1,0, um amperímetro CC com espelho de ±5 A, precisão de nível 1,0, um de cada e um reactor de suavização.

6. Circuito de disparo do tiristor trifásico DL04

São fornecidos circuitos de disparo trifásicos, circuitos de amplificador de potência, etc., que são utilizados em conjunto com o "DL03".

7. Experiência com circuito de disparo tiristor DL05

Fornece cinco circuitos de disparo, incluindo circuito de disparo de transístor de junção única, circuito de disparo de defasagem síncrona sinusoidal, circuito de disparo de defasagem síncrona dente de serra, circuito de disparo de regulação de tensão CA monofásica e circuito de disparo Siemens TCA785.

8. Experiência com controlo de velocidade do motor DL06 (I)

Fornece os seguintes módulos: realimentação de corrente e proteção contra sobrecorrente (FBC+FA), setter (G), conversor de velocidade (FBS), inversor (AR), isolador de tensão (TVD), regulador I e regulador II. Os resistores e condensadores de realimentação dos reguladores I e II são externos (obtidos do DJK08). Durante a experiência, os parâmetros do sistema podem ser alterados de forma flexível para observar os efeitos de diferentes parâmetros na estabilidade e no tempo de resposta do sistema. Permite também aos alunos projetar os parâmetros de amplificação e de tempo de integração do regulador com base em vários parâmetros do sistema de controlo de velocidade (como a constante de tempo eletromecânica do motor) e, ao mesmo tempo, verificar os resultados reais, de modo a completar a experiência de projeto.

9. Experiência com chopper CC DL07

Concebido com base no conteúdo relevante sobre chopper CC em "Power Electronics Technology" (4ª edição), editado pelos Professores Wang Zhaoan e Huang Jun da Universidade Xi'an Jiaotong; fornece os componentes necessários para formar um circuito chopper CC e utiliza um circuito integrado de controlo PWM dedicado SG3525. Consegue realizar seis experiências típicas do livro: Chopper Buck, Chopper Boost, Chopper Boost-Buck, Chopper Cuk, Chopper Sepic e Chopper Zeta.

10. DL08 Dispositivos experimentais e fornecidos

Fornece (saída de tensão ajustável de ±15 V), varistor (como elemento de proteção contra sobretensão, ligado internamente em triângulo), díodo, fonte de alimentação de 24 V e indutor.

11. DL09 Experiência com novas características de dispositivos

Fornece novos dispositivos SCR, MOSFET, IGBT, GTO e GTR. Utilizados em conjunto com o DL06, permitem a medição das suas curvas características; utilizados em conjunto com o DL13, permitem a realização de experiências com características de acionamento de novos dispositivos eletrónicos de potência.

12. Caixa de resistências e condensadores ajustáveis DL10

Fornece três conjuntos de condensadores ajustáveis com uma tensão suportável de 63 V CA, com uma gama de ajuste de 0,1 a 11,37 µF, e dois conjuntos de resistências ajustáveis decimais com uma gama de 0 a 999 KΩ.

13. DL11 - Regulação de tensão monofásica e carga regulável

Fornece um regulador de tensão CA monofásico de acoplamento automático de 0 a 250 V/0,5 KVA para fornecer uma fonte de alimentação ajustável para as experiências correspondentes; um circuito de filtro retificador e um resistor ajustável de disco cerâmico de 0 a 90 Ω/1,3 A (série) ou 0 a 45 Ω/2,6 A (paralelo) para fornecer uma carga resistiva ajustável para as experiências correspondentes.

14. Experiência com transformador DL12

Fornece um transformador de núcleo trifásico (o transformador possui dois conjuntos de enrolamentos secundários, com tensões de 127 V/63,6 V/31,8 V nos enrolamentos primário e secundário), utilizado para experiências de regulação de velocidade em série de motores assíncronos e experiências com circuitos inversores ativos em ponte trifásica e ponte monofásica; possui também um circuito retificador trifásico não controlado e um transformador inversor.

15. Sistema de regulação de velocidade CC com conversão CC/CC em ponte H de malha dupla fechada DL17

A regulação de velocidade de um motor CC reversível com excitação separada é realizada através do acionamento e controlo dos tubos IGBT nos quatro braços da ponte. É constituído principalmente por três partes: o circuito principal, o circuito de controlo e a regulação. O circuito principal é constituído por uma fonte de alimentação CC e quatro tubos IGBT; o circuito de controlo gera ondas de impulsos PWM por um chip dedicado, e os quatro impulsos de controlo gerados pelo gerador de impulsos de onda PWM acionam os tubos IGBT dos quatro braços da ponte, respetivamente; a regulação é constituída por dois reguladores PI, e a malha de realimentação, composta pela malha de velocidade e pela malha de corrente, garante que o motor funciona de forma estável a uma determinada velocidade. Os desenhos experimentais que podem ser realizados são: (1) Experiência com circuito de conversão CC/CC em ponte completa; (2) Experiência de modulação por largura de pulso CC reversível em malha dupla fechada.

16. Gerador CC DJQ07-1

17. Motor CC shunt DJQ09

18. Motor assíncrono trifásico com fio enrolado DJQ11

19. Caixa especial para rotor de motor assíncrono com fio enrolado DL30

20. Os fios de ligação experimentais estão equipados com dois fios de ligação experimentais diferentes. A parte de corrente forte adota um fio de ligação tipo pistola com uma estrutura de bainha de alta fiabilidade (sem possibilidade de choque elétrico). O fio de cobre isento de oxigénio é trefilado num fio multifilar fino como um fio de cabelo, revestido com uma camada isolante de cloreto de polivinila nitrílica, e o contacto é seguro e fiável; a parte de corrente fraca adota um fio de ligação com uma estrutura elástica de cobre leve berílio. Os dois fios estão acoplados a tomadas com orifícios internos correspondentes, o que melhora significativamente a segurança e a racionalidade da experiência.

IV. Projetos experimentais de tecnologia de eletrónica de potência e equipamentos experimentais de controlo de motores

(I) Projetos experimentais de tecnologia de eletrónica de potência

1. Circuito de disparo de transístor de junção única

2. Experiência com circuito de disparo com deslocamento de fase síncrono de onda sinusoidal

3. Experiência com circuito de disparo com deslocamento de fase síncrono de onda dente de serra

4. Experiência com circuito retificador controlado por meia onda monofásico

5. Experiência com circuito retificador controlado por ponte monofásica

6. Experiência com circuito retificador totalmente controlado e inversor ativo em ponte monofásica

7. Experiência com circuito retificador trifásico controlado por meia onda

8. Experiência com circuito retificador meio controlado em ponte trifásico

9. Experiência com circuito inversor ativo de meia onda trifásico

10. Experiência com circuito retificador totalmente controlado e inversor ativo em ponte trifásica

11. Experiência com circuito regulador de tensão CA monofásico

12. Experiência com circuito regulador de potência CA monofásico

13. Experiência com circuito regulador de tensão CA trifásico

14. Tiristor unidirecional Experiência com característica (SCR)

15. Experiência com característica de tiristor de desligamento de porta (GTO)

16. Experiência com característica de tubo de efeito de campo de potência (MOSFET)

17. Experiência com característica de transístor de potência (GTR)

18. Experiência com característica de transístor bipolar isolado (IGBT)

(II) Experiências com circuitos típicos de dispositivos eletrónicos de potência

1. Experiência com circuito de conversão CC/CC em ponte completa

2. Estudo do desempenho de circuitos chopper CC (circuito chopper abaixador, circuito chopper elevador, circuito chopper elevador e abaixador,

circuito chopper Cu, circuito chopper Sepic, circuito chopper Zeta)

(III) Experiência de regulação da velocidade do motor de corrente contínua

1. Experiência de determinação dos parâmetros e características de ligação do sistema de regulação da velocidade CC aos tirístores

2. Depuração das unidades principais do sistema de regulação da velocidade CC a tirístores

3. Experiência com sistema de regulação da velocidade CC irreversível em malha fechada simples

4. Experiência com sistema de regulação da velocidade CC irreversível em malha fechada dupla

5. Duplo Sistema de regulação da velocidade por largura de impulso CC com controlo em malha fechada (ponte H, IGBT)

(IV) Experiência com sistema de regulação de velocidade de motores CA

1. Experiência com sistema de regulação de tensão e velocidade de motor assíncrono trifásico em malha fechada dupla

2. Experiência com sistema de regulação de velocidade de motor assíncrono trifásico em malha fechada dupla

Versão síncrona para PC:

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