حامل لأعمال المختبر في دورة "الآلات الكهربائية" معدات مختبر الكهرباء معدات تعليمية معدات تعليمية

SMTE451 حامل لأعمال المختبر في دورة "الآلات الكهربائية" معدات مختبر الكهرباء معدات تعليمية معدات تعليمية
نجمع وظائف منضدتي العمل
الوصف
صُممت منضدة العمل هذه لإجراء التجارب المعملية لدراسة الآلات الكهربائية في الجامعات والمعاهد المتخصصة.
تتكون منضدة العمل من هيكل مُجهز بالمعدات التالية: المعدات الكهربائية، ولوحات الدوائر الإلكترونية، واللوحة الأمامية، وسطح مكتب مُدمج.
تُوضع المعدات التالية داخل الهيكل:
لوحة مقوم التيار؛
وحدة مقاومات الحمل؛
محول كهربائي ثلاثي الأطوار للمختبر؛
المحول الكهربائي ثلاثي الأطوار قيد الدراسة.
تُعرض المخططات الكهربائية للأجهزة قيد الدراسة على اللوحة الأمامية. جميع المخططات المعروضة مُقسمة إلى مجموعات وفقًا لموضوع العمل المعملي المُجرى. تحتوي اللوحة الأمامية على: مقابس التبديل، وعدادات لوحة تناظرية، ومعدات التبديل، ووحدات تحكم، مما يسمح بتغيير خيارات العناصر أثناء إجراء العمل المعملي.
وحدات التحكم هي:
محول ذاتي ثلاثي الأطوار للمختبر (LAT)، يسمح بتغيير الجهد ضمن نطاق 0-20 فولت بفارق 2 فولت، و130-250 فولت بفارق 30 فولت؛
محولات ذاتية أحادية الطور للمختبر (LAT)، تسمح بتغيير الجهد ضمن نطاق 50-110 فولت بفارق 10 فولت؛
وحدات مقاومة الحمل، التي تسمح بتوصيل مقاومات ذات قيم مختلفة.
الآلات الكهربائية التالية مثبتة على لوحة العمل:
محرك كهربائي غير متزامن ذو دوار قفص سنجابي - قطعة واحدة؛
محركان تيار مستمر ذوا إثارة منفصلة - قطعتان؛
مولد تاكو ذو إثارة مغناطيسية دائمة؛
مولدات توليف ذاتية بدون تلامس.
لإجراء العمل المخبري، من الضروري تجميع مخطط الجهاز المدروس باستخدام وصلات موحدة، مما يسمح بتجميع المخططات دون فقدان وضوحها.
لإجراء العمل المخبري، من الضروري تجميع مخطط الجهاز المدروس باستخدام وصلات موحدة، مما يسمح بتجميع المخططات دون فقدان وضوحها. صُممت هذه المنصة لإجراء التجارب المعملية في مجال "الآلات الكهربائية".
تتكون المنصة هيكليًا من جزأين:
الهيكل الخارجي، الذي يضم جزءًا من المعدات الكهربائية، واللوحات الإلكترونية، واللوحة الأمامية، ووحدة الطاقة، وسطح المكتب المتكامل؛
وحدة تجميع الآلات، التي تشمل محرك تيار مستمر، ومحركًا غير متزامن ذي دوار ملفوف، ومحركًا غير متزامن آخر ذي دوار قفصي، بالإضافة إلى مستشعر سرعة بصري لتحديد اتجاه الدوران.
يمكن تزويد المنصة بوحدة آلات كهربائية تعتمد على محركات كهربائية صغيرة (90 واط) أو كبيرة (0.55 كيلو واط).
يحتوي هيكل المنصة على:
محول تردد لتوليد شبكة تيار متردد ثلاثية الأطوار بتردد متغير، وجهد تغذية المحرك غير المتزامن ومحولات الطاقة ثلاثية الأطوار. يعتمد المحول على وحدة تحكم دقيقة MB90F562 (فوجيتسو) ووحدة ذكية للطاقة PS11033 (ميتسوبيشي). تُستخدم وحدة التحكم لحساب بيانات الإدخال (تحديد الجهد والتردد) وإشارات الإخراج (التيار والجهد)، ولتبادل البيانات مع الحاسوب (RS-485)، وعرض القيم المقاسة على اللوحة الأمامية للجهاز. تتضمن وحدة الطاقة دوائر طاقة لمقوم جسري ثلاثي الأطوار، وعاكس جسري ثلاثي الأطوار يعمل بترانزستورات IGBT، بالإضافة إلى دوائر تشغيل وحماية (للحماية من قصر الدائرة، وعدم كفاية جهد التغذية، وإشارات التحكم غير الصحيحة). يتيح محول التردد للمستخدم استكشاف خصائص المحرك غير المتزامن في جميع أرباع خصائصه الميكانيكية.
يوفر محول عرض النبضة طاقة لدائرة العضو الدوار وملف إثارة محرك التيار المستمر، بالإضافة إلى طاقة دائرة الدوار لمحرك غير متزامن ثلاثي الأطوار ذي دوار ملفوف في وضع المحرك المتزامن والمولد. يُنفذ محول عرض النبضة بالاعتماد على عنصر الطاقة في محول التردد. يُستخدم ذراعان من ذراعي الجهاز للحصول على محول عرض نبضي متناظر قابل للعكس، بينما يُستخدم الذراع الثالث كمحول عرض نبضي غير قابل للعكس لدوار محرك غير متزامن ثلاثي الأطوار. يتم توفير الطاقة للملفات باستخدام ترانزستور MOSFET واحد من شركة International Rectifier. يعتمد نظام التحكم على وحدة تحكم دقيقة AT Mega163 (Atmel) ويتولى حساب إشارات الإدخال (التي تحدد الجهد والتردد والتيار اللازمين للكبح الديناميكي) وإشارات الإخراج (تيارات التثبيت والإثارة والدوار)، كما يوفر تبادل البيانات مع الحاسوب (RS-485)، وعرض القيم المقاسة على اللوحة الأمامية للجهاز. يُزود محول عرض النبضة لدائرة عضو المحرك الكهربائي بوضع نظام مغلق (للتحكم في التيار أو السرعة)، بالإضافة إلى وضع المولد.
تعتمد وحدة القياس على أجهزة قياس رقمية. بالإضافة إلى قياسات التيار والجهد المباشرين، يمكن لكل قناة حساب ما يلي:
القيمة الفعالة للتيار والجهد المترددين؛
زاوية الإزاحة بين التيار والجهد، بالإضافة إلى حساب جيب تمام الزاوية (cos(φ))؛
القدرة الفعالة.

نظام تحكم بالمرحلات والموصلات، يسمح للمستخدم بما يلي:
تشغيل/إيقاف دائرة المحرك غير المتزامن ذي الدوار ذي القفص السنجابي (نجمة/مثلث)؛
تغيير قيمة مقاومة الحمل في الدائرة ثلاثية الأطوار؛
توصيل المحركات غير المتزامنة بشبكة كهربائية بتردد 50 هرتز وجهد 3-380/220 فولت أو محول تردد؛
مقاومات في دائرة ملف الإثارة (مرحلتان)؛
مقاومات الحمل في الدائرة ثلاثية الأطوار (ثلاث مراحل)؛
مقاومات تفريغ الجهد الزائد في الوحدات الذكية.
يتم تشغيل محول التردد ومحول عرض النبضة لتشغيل الشبكة الداخلية (وضع الاستعادة) لتقليل استهلاك الطاقة من الشبكة.
ثلاثة محولات ثنائية الملفات؛
موصلات طاقة النظام الفرعي للمرحلات.
تُعرض مخططات توصيل العناصر المدروسة على اللوحة الأمامية. جميع المخططات مُقسّمة إلى مجموعات وفقًا لموضوع المختبر. تحتوي اللوحة على مقابس تحويل، ومؤشرات للأجهزة الرقمية، ومفاتيح كهربائية، وأدوات تحكم تُمكّن المستخدم من تغيير معلمات العناصر أثناء العمل المخبري.
أدوات التحكم على اللوحة الأمامية للمختبر:
مقياس جهد ضبط نقطة التحكم في محول عرض النبضة العكسي، وهو الإشارة المرجعية للنظام المغلق؛
مقاييس جهد ضبط نقطة التحكم لمحولات عرض النبضة لمصدر الطاقة لملفات إثارة محرك التيار المستمر ودوار المحرك غير المتزامن الملفوف في وضع الآلة المتزامنة؛
مقاييس جهد ضبط نقطة التحكم لمحول التردد، والتي تسمح بالتغيير السلس لتردد الخرج (0-163 هرتز) وإعدادات جهد الخرج (0-220 فولت)؛
أدوات تحكم النظام الفرعي للمرحلات.
لإجراء التجربة المخبرية، من الضروري تجميع دائرة العنصر المدروس باستخدام وصلات قياسية، مما يسمح للمستخدم بتجميع الدائرة دون فقدان الوضوح.
يُرفق مع طاولة المختبر برنامج ومجموعة من الوثائق المنهجية والتقنية المخصصة لأعضاء هيئة التدريس. يُتيح هذا المختبر إجراء التجارب العملية التالية:
1. دراسة محول طاقة ثنائي الملفات باستخدام طريقتي الدائرة المفتوحة والدائرة القصيرة.
دراسة محول أحادي الطور في أوضاع تشغيل مختلفة، وتحديد معلمات الدائرة المكافئة، وتقييم الخصائص الخارجية للمحول.
2. التحديد التجريبي لمجموعات توصيل محول ثلاثي الأطوار ثنائي الملفات.
دراسة مخططات متجهات الجهد لأنماط توصيل مختلفة، والتحديد التجريبي لمجموعة توصيل محول ثلاثي الأطوار.
3. دراسة محرك غير متزامن ثلاثي الأطوار ذي دوار قفص سنجابي.
دراسة تصميم وخصائص محرك غير متزامن ثلاثي الأطوار ذي دوار قفص سنجابي باستخدام طرق الدائرة المفتوحة والدائرة القصيرة والتحميل الفوري.
4. دراسة طرق بدء تشغيل محركات غير متزامنة ثلاثية الأطوار ذات دوار قفص سنجابي. دراسة قدرة بدء تشغيل المحركات غير المتزامنة ثلاثية الأطوار، وتجميع الدوائر، وتقييم الخصائص الساكنة والديناميكية لبدء تشغيل المحرك.
5. دراسة مولد التيار المستمر ذي الإثارة المتوازية.
دراسة مبدأ تشغيل وخصائص مولد التيار المستمر ذي الإثارة المتوازية.
6. دراسة مولد التيار المستمر ذي الإثارة المنفصلة.
دراسة مبدأ تشغيل وخصائص مولد التيار المستمر ذي الإثارة المنفصلة.
7. دراسة محرك التيار المستمر ذي الإثارة المتوازية.
دراسة مبدأ تشغيل وخصائص محرك التيار المستمر ذي الإثارة المتوازية.
8. دراسة المحول أحادي الطور.
الموضوع المدروس: محول أحادي الطور. خلال العمل المخبري، دُرست حالات التشغيل في وضع الخمول، وقصر الدائرة، وتحت الحمل، وقُيست الخصائص الخارجية للمحول.
9. دراسة محول ثلاثي الأطوار.
الموضوع المدروس: محول ثلاثي الأطوار. خلال العمل المخبري، دُرست حالات التشغيل في وضع الخمول، وقصر الدائرة، وتحت الحمل، وقُيست الخصائص الخارجية للمحول.
10. دراسة مجموعات وصلات المحول ثلاثي الأطوار.
الموضوع المدروس: محول ثلاثي الأطوار. خلال العمل المخبري، دُرست نسبة جهد الملفات الابتدائية والثانوية للمحول عند وصل الملفات 0، 5، 6، 11 في مجموعات.
11. دراسة محرك تيار مستمر ذي إثارة منفصلة.
الموضوع المدروس: محرك تيار مستمر ذو إثارة منفصلة، ​​ومحرك تيار مستمر مُحمّل في وضع الكبح الديناميكي. خلال العمل المخبري، قُيست خصائص التشغيل والتحكم للمحرك.
12. دراسة مولد تيار مستمر ذي إثارة منفصلة.
الموضوع المدروس: مولد تيار مستمر يدور بواسطة محرك كهربائي يعمل بالتيار المستمر. أثناء العمل المخبري، تُقاس خصائص المولد في وضع الخمول، والخصائص الخارجية، وخصائص التحكم.
١٣. دراسة المحرك غير المتزامن ذي الدوار ذي القفص السنجابي.
الشيء المدروس: محرك غير متزامن ذو دوار ذي قفص سنجابي مُحمّل بمحرك تيار مستمر في وضع الكبح الديناميكي. أثناء العمل المخبري، تُقاس خصائص التشغيل والخصائص الميكانيكية للمحرك.
١٤. دراسة مُذبذبات التزامن (Selsyns) في وضعَي التشغيل المؤشر والمحول.
الشيء المدروس: مُذبذبات التزامن (Selsyns) في وضعَي التشغيل المؤشر والمحول. أثناء العمل المخبري، تُدرس عملية تشغيل مُذبذبات التزامن (Selsyns) في وضعَي التشغيل المؤشر والمحول.
المواصفات الفنية للمنصة:
الجهد ~٢٢٠ فولت، ٥٠ هرتز / ٣~٥٠ هرتز، ٢٢٠ فولت، ٣ أقطاب + محايد + محايد
استهلاك الطاقة، واط: ٢٥٠ / ١ كيلوواط حراري
المواصفات الفنية لنظام القياس:
عدد المعلمات المعروضة على المنصة: ١٥ معلمة (١٢ مؤشرًا)
٤ فولتميترات.
٦ أجهزة قياس التيار الكهربائي.
جهاز قياس الطور: جهاز واحد.
جهاز قياس السرعة: جهاز واحد.
جهاز قياس القدرة: جهازان.
جهاز قياس التردد: جهاز واحد.
نطاق قياس الجهد: من ±1 فولت إلى ±750 فولت
نطاق قياس التيار: من ±1 مللي أمبير إلى ±5 أمبير
نطاق قياس السرعة: من ±1 راديان/ثانية إلى ±314 راديان/ثانية
نطاق قياس التردد: من 0 هرتز إلى 163 هرتز
دقة القياس: تصل إلى 1%
المواصفات الفنية لمحول عرض النبضة:
التيار المقنن: ±5 أمبير
جهد وصلة التيار المستمر: 300 فولت
تردد المحول: 8 كيلوهرتز
حمل التيار الزائد: ±7 أمبير
المواصفات الفنية لمحول التردد:
قدرة المحرك: 0.4 كيلوواط / 1.5 كيلوواط
التيار المقنن: 7 أمبير
نطاق جهد الخرج: من 3 إلى 220 فولت
طريقة التحكم: تعديل عرض النبضة الجيبي (التحكم في التردد، مستقل)
نطاق التحكم في التردد: من 0 إلى 163 هرتز هرتز
دقة التردد: 0.3 هرتز
هامش التحميل الزائد: 150% من تيار الخرج المقنن لمدة دقيقة واحدة (اعتماد تكاملي)
مجموعة كاملة من المعدات NTC-06.01 "الآلات الكهربائية":
تُجرى القياسات باستخدام عدادات لوحة تناظرية. يوجد 10 عدادات لوحة مثبتة على اللوحة الأمامية للمنضدة، من بينها:
مقياس أمبير تيار متردد (حدود القياس 0.2/0.5/1 أمبير، فئة الدقة 2.5) قطعة واحدة؛
مقياس أمبير تيار مستمر (حدود القياس 1 أمبير، فئة الدقة 2.5) قطعتان؛
مقياس أمبير تيار مستمر (حدود القياس 0.2 أمبير، فئة الدقة 2.5) قطعة واحدة؛
مقياس فولت تيار متردد (حدود القياس 100 فولت، فئة الدقة 1) قطعة واحدة؛
مقياس فولت تيار مستمر (حدود القياس 200 فولت، فئة الدقة 1) قطعة واحدة؛
... مقياس واط تيار متردد (حد القياس 40/450 واط، دقة الفئة 2.5) قطعة واحدة؛
مقياس سرعة الدوران (حد القياس 5000 دورة في الدقيقة، دقة الفئة 4) قطعة واحدة.
يُزوَّد منضدة المختبر بالدعم المنهجي التالي: مجموعة وثائق منهجية وتقنية لأعضاء هيئة التدريس.
تتيح المنضدة إجراء الأعمال المخبرية التالية:
منضدة مختبر "آلات كهربائية"؛
مجموعة آلة واحدة؛
كابل USB 2.0 من نوع AM-BM؛
قرص مضغوط قابل للتسجيل (CD-R) يحتوي على الوثائق والبرامج المصاحبة؛
جواز سفر؛
مجموعة أسلاك توصيل.