RU125718U1

RU125718U1 - REMOTE STAND FOR RESEARCH OF REGULATED ELECTRIC DRIVE SYSTEMS WITH REMOTE CONTROL

Info

Publication number: RU125718U1
Application number: RU2012133948/07U
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Климаш; Михаил Александрович Соколовский
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2013-03-10

Abstract

Стенд для исследования регулируемых систем электропривода, содержащий асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, подключенный к преобразователю частоты, нагрузочную машину, дополнительный преобразователь частоты и электронно-вычислительную машину, отличающийся тем, что в качестве нагрузочной машины применена асинхронная машина, подключенная к дополнительному преобразователю частоты, а также введены измерительные датчики, подключенные к силовым входам и выходам обоих преобразователей частоты и к их фильтрам в промежуточных звеньях постоянного тока; при этом информационные выходы датчиков присоединены к измерительным входам цифрового осциллографа, который присоединен к электронно-вычислительной машине для передачи данных на устройства вывода и отображения информации, и кроме этого через электронно-вычислительную машину осуществлена связь по проводным или беспроводным информационным сетям с удаленным рабочим местом, с которого производится контроль и управление стендом.A stand for the study of adjustable electric drive systems, comprising an squirrel-cage induction motor connected to a frequency converter, a load machine, an additional frequency converter and an electronic computer, characterized in that an asynchronous machine connected to an additional frequency converter is used as a load machine, and also introduced measuring sensors connected to the power inputs and outputs of both frequency converters and to their filters in the intermediate DC links; wherein the information outputs of the sensors are connected to the measuring inputs of a digital oscilloscope, which is connected to an electronic computer for transmitting data to output devices and displaying information, and in addition, the electronic computer is connected via wired or wireless information networks with a remote workstation, from which control and management of the stand is made.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности, к электроэнергетическим системам и может быть использовано для научных исследований промышленных комплексов и электрифицированного транспорта с частотно - регулируемым электроприводом, а также может использоваться в учебном процессе при подготовке специалистов электротехнического профиля, включая программы индивидуально-дистанционного обучения через сети Интернет.The proposed technical solution relates to electrical engineering, in particular, to electric power systems and can be used for scientific research of industrial complexes and electrified vehicles with a frequency-controlled electric drive, and can also be used in the educational process for the training of specialists in electrical engineering, including individual-distance learning programs over the Internet.

Известен лабораторный стенд по исследованию электромеханических систем с двигателями переменного тока, который взят за прототип [http://esmo.kdu.edu.ua/publ/ESMO_2012.pdf], стр.176-177.A well-known laboratory bench for the study of electromechanical systems with AC motors, which is taken as a prototype [http://esmo.kdu.edu.ua/publ/ESMO_2012.pdf], p.176-177.

Стенд - прототип состоит из двух основных компонентов, а именно панели управления и электромеханической системы взаимосвязанных двигателей переменного тока: асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и синхронного двигателя с постоянными магнитами. Панель управления электродвигателями содержит сервопреобразователь для управления синхронным двигателем и преобразователь частоты для регулирования скорости асинхронного двигателя. Контроль и управление преобразователем частоты и сервопреобразователем осуществляет электронно-вычислительная машина.The prototype stand consists of two main components, namely a control panel and an electromechanical system of interconnected AC motors: an asynchronous squirrel-cage motor and a permanent magnet synchronous motor. The electric motor control panel comprises a servo converter for controlling a synchronous motor and a frequency converter for controlling the speed of the induction motor. Monitoring and control of the frequency converter and servo converter is carried out by an electronic computer.

К недостаткам устройства прототипа следует отнести отсутствие дистанционного управления стендом, малый объем информации, получаемый посредством контрольно-измерительных приборов, используемых в стенде и невозможность управления и получения информации о действующих и мгновенных значениях измеряемых величин в виде осциллограмм с удаленного рабочего места. Это вызвано ограниченным использованием средств электронно-вычислительной техники в составе стенда.The disadvantages of the prototype device include the lack of remote control of the stand, the small amount of information obtained through the control and measuring devices used in the stand and the inability to control and obtain information about the current and instantaneous values of the measured values in the form of oscillograms from a remote workstation. This is due to the limited use of electronic computing equipment in the stand.

Задачей полезной модели является создание стенда для исследования регулируемых систем электропривода с дистанционным управлением с возможностью измерения мгновенных значений измеряемых величин.The objective of the utility model is to create a stand for the study of adjustable electric drive systems with remote control with the ability to measure instantaneous values of measured values.

Технический результат от решения поставленных задач заключается в обеспечении возможности работы со стендом дистанционно, т.е. управления им с любого места от любой электронно-вычислительной машины, например ноутбука или персонального компьютера, и получении возможности измерения мгновенных значений величин.The technical result from solving the tasks is to provide the ability to work with the stand remotely, i.e. control it from anywhere from any electronic computer, such as a laptop or personal computer, and gaining the ability to measure instantaneous values.

Решение поставленных задач достигается тем, что в качестве нагрузочной машины применена асинхронная машина, подключенная к дополнительному преобразователю частоты, а также введены измерительные датчики, подключенные к силовым входам и выходам обоих преобразователей частоты и к их фильтрам в промежуточных звеньях постоянного тока; информационные выходы датчиков присоединены к измерительным входам цифрового осциллографа, который присоединен к электронно-вычислительной машине для передачи данных на устройства вывода и отображения информации, и кроме этого через электронно-вычислительную машину осуществлена связь по проводным или беспроводным информационным сетям с удаленным рабочим местом, с которого производится контроль и управление стендом.The solution of the tasks is achieved by the fact that an asynchronous machine connected to an additional frequency converter is used as a load machine, as well as measuring sensors are connected that are connected to the power inputs and outputs of both frequency converters and to their filters in the intermediate DC links; information outputs of the sensors are connected to the measuring inputs of a digital oscilloscope, which is connected to an electronic computer for transmitting data to output devices and display information, and in addition, through an electronic computer, communication via wired or wireless information networks with a remote workstation from which control and management of the stand is carried out.

Устройство стенда для исследования регулируемых систем электропривода с дистанционным управлением представлено на фиг. Он состоит из следующих элементов: 1 - питающая сеть; 2 - датчики входа преобразователя 6; 3 - выпрямитель преобразователя 6; 4 - фильтр звена постоянного тока преобразователя 6; 5 - транзисторный инвертор напряжения преобразователя 6; 6 -преобразователь частоты нагрузочной машины; 7 - датчики выхода преобразователя 6; 8 - нагрузочная асинхронная машина; 9 - датчики сети постоянного тока; 10 - датчики входа преобразователя 14; 11 - выпрямитель преобразователя 14; 12 - фильтр звена постоянного тока преобразователя 14; 13 -транзисторный инвертор напряжения преобразователя 14; 14 - дополнительный преобразователь частоты; 15 - датчики выхода преобразователя 14; 16 - испытуемый асинхронный двигатель; 17 - цифровой осциллограф; 18 - устройства ввода информации; 19 - электронно-вычислительная машина; 20 - устройства вывода и отображения информации; 21 - удаленное рабочее место.The device of the stand for the study of adjustable electric drive systems with remote control is shown in FIG. It consists of the following elements: 1 - power supply network; 2 - input sensors of the Converter 6; 3 - converter rectifier 6; 4 - filter DC link Converter 6; 5 - transistor inverter voltage Converter 6; 6 - frequency converter of the loading machine; 7 - output sensors of the Converter 6; 8 - load asynchronous machine; 9 - DC network sensors; 10 - input sensors of the Converter 14; 11 - rectifier Converter 14; 12 - filter DC link Converter 14; 13 - transistor voltage inverter of the Converter 14; 14 - an additional frequency converter; 15 - output sensors of the Converter 14; 16 - tested induction motor; 17 - digital oscilloscope; 18 - input device information; 19 - electronic computer; 20 - device output and display information; 21 - remote workplace.

Элементы устройства соединены следующим образом.The elements of the device are connected as follows.

Выпрямитель преобразователя 6, фильтр звена постоянного тока преобразователя 6 и транзисторный инвертор напряжения преобразователя 6 соединены последовательно и образуют преобразователь частоты нагрузочной асинхронной машины. Выпрямитель преобразователя 14, фильтр звена постоянного тока преобразователя 14 и транзисторный инвертор напряжения преобразователя 14 образуют дополнительный преобразователь частоты электродвигателя 16. Между выходом выпрямителя 3 и выходом выпрямителя 11 присоединен датчик сети постоянного тока. К выходу транзисторного инвертора напряжения преобразователя 6 присоединен датчик 7, к выходу датчика 7 присоединена нагрузочная асинхронная машина 8. К выходу транзисторного инвертора напряжения преобразователя 14 присоединен датчик 15, к выходу датчика 15 присоединен испытуемый асинхронный электродвигатель 16. Датчики 2 и 10 соединены параллельно и подключены к питающей сети 1. Выход датчика 2 соединен с входом выпрямителя 3. Выход датчика 10 соединен с входом выпрямителя 11. Преобразователи частоты 6 и 14 соединены параллельно и подключены к электронно-вычислительной машине 19. Информационные выходы датчиков 2, 7, 9, 10 и 15 подключены к информационным входам цифрового осциллографа 17. Устройства ввода информации 18 подключены к входу электронно-вычислительной машины. Устройства вывода и отображения информации 20 и удаленное рабочее место 21 подключены к выходам электронно-вычислительной машины 19.Converter rectifier 6, DC-link filter of converter 6 and transistor voltage inverter of converter 6 are connected in series and form a frequency converter of a load induction machine. The converter rectifier 14, the DC-link filter of the converter 14 and the transistor voltage inverter of the converter 14 form an additional frequency converter of the electric motor 16. A DC network sensor is connected between the output of the rectifier 3 and the output of the rectifier 11. A sensor 7 is connected to the output of the transistor inverter for voltage of the converter 6, a load induction machine 8 is connected to the output of the sensor 7. A sensor 15 is connected to the output of the transistor inverter for voltage of the converter 14, the tested asynchronous motor 16 is connected to the output of the sensor 15. Sensors 2 and 10 are connected in parallel and connected to the mains 1. The output of the sensor 2 is connected to the input of the rectifier 3. The output of the sensor 10 is connected to the input of the rectifier 11. The frequency converters 6 and 14 are connected in parallel and connected to the electric to a computing machine 19. The information outputs of the sensors 2, 7, 9, 10 and 15 are connected to the information inputs of a digital oscilloscope 17. Information input devices 18 are connected to the input of the electronic computer. The information output and display devices 20 and the remote workstation 21 are connected to the outputs of the electronic computer 19.

Устройство (фиг.) работает следующим образом.The device (Fig.) Works as follows.

Напряжение питающей сети через датчики 2 и 10 поступает на входы выпрямителей 3 и 11. С выхода выпрямителя 3, напряжение постоянного тока через фильтр звена постоянного тока 4, поступает на вход транзисторного инвертора напряжения 5, посредством которого оно преобразовывается в систему синусоидальных напряжений. С выхода транзисторного инвертора напряжения 5, через датчики 7, система синусоидальных напряжений приводит в действие нагрузочную асинхронную машину 8. С выхода выпрямителя 11, напряжение постоянного тока через фильтр звена постоянного тока 12, поступает на вход транзисторного инвертора напряжения 13, посредством которого оно преобразовывается в систему синусоидальных напряжений. С выхода транзисторного инвертора напряжения 13, через датчики 15 система синусоидальных напряжений приводит в действие испытуемый асинхронный двигатель 16. Между выходами выпрямителей 3 и 11 включены датчики сети постоянного тока 9, которые измеряют мгновенные значения напряжения и тока сети постоянного тока. Мгновенные значения напряжения и тока, измеренные датчиками 2, 7, 9, 10 и 15 поступают на измерительные входы цифрового осциллографа 17, который преобразует эти сигналы в цифровой формат и передает их в электронно-вычислительную машину 19. Контроль и управление преобразователями частоты 6 и 14 осуществляется электронно-вычислительной машиной 19. С устройств ввода информации 18 поступают управляющие воздействия, согласно которым электронно-вычислительная машина обрабатывает поступающую на ее входы информацию, выводит ее на устройства вывода и отображения информации 20, а также вырабатывает управляющие воздействия требуемые для работы стенда. Для контроля и управления стендом с удаленного рабочего стола 21, электронно-вычислительной машиной организуется связь по проводным или беспроводным информационным сетям.The voltage of the supply network through the sensors 2 and 10 is supplied to the inputs of the rectifiers 3 and 11. From the output of the rectifier 3, the DC voltage through the filter of the DC link 4 is supplied to the input of the transistor voltage inverter 5, through which it is converted into a system of sinusoidal voltages. From the output of the transistor voltage inverter 5, through the sensors 7, the sinusoidal voltage system drives the load induction machine 8. From the output of the rectifier 11, the DC voltage through the filter of the DC link 12, is fed to the input of the transistor voltage inverter 13, through which it is converted to system of sinusoidal voltages. From the output of the transistor voltage inverter 13, through the sensors 15, the sinusoidal voltage system drives the test induction motor 16. Between the outputs of the rectifiers 3 and 11, the DC network sensors 9 are connected, which measure the instantaneous values of the voltage and current of the DC network. The instantaneous voltage and current values measured by sensors 2, 7, 9, 10, and 15 are fed to the measuring inputs of a digital oscilloscope 17, which converts these signals to a digital format and transfers them to an electronic computer 19. Monitoring and control of frequency converters 6 and 14 is carried out by an electronic computer 19. Control actions are received from the input devices 18, according to which the electronic computer processes the information received at its inputs, outputs it to the output devices and from presentation of information 20, and also develops control actions required for the operation of the stand. To monitor and control the stand from a remote desktop 21, an electronic computer is organized communication via wired or wireless information networks.

Наиболее целесообразной областью применения являются электроприводы работающие в опасных для человека местах и требующих постоянного контроля, а также общеобразовательные учреждения, на базе которых осуществляется подготовка специалистов электротехнической направленности, включая программы индивидуально - дистанционного обучения через сети Интернет.The most appropriate field of application is electric drives operating in hazardous places and requiring constant monitoring, as well as educational institutions, on the basis of which the training of electrotechnical specialists is carried out, including individual distance learning programs via the Internet.

Claims

A stand for the study of adjustable electric drive systems, comprising an squirrel-cage induction motor connected to a frequency converter, a load machine, an additional frequency converter and an electronic computer, characterized in that an asynchronous machine connected to an additional frequency converter is used as a load machine, and also introduced measuring sensors connected to the power inputs and outputs of both frequency converters and to their filters in the intermediate DC links; wherein the information outputs of the sensors are connected to the measuring inputs of a digital oscilloscope, which is connected to an electronic computer for transmitting data to output devices and displaying information, and in addition, the electronic computer is connected via wired or wireless information networks with a remote workstation, from which control and management of the stand is made.