1 Разработка концепции и аппаратная реализация проектируемого стенда
1.1 Обзор существующих решений
В настоящее время существует множество компаний, которые занимаются разработкой и производством учебных лабораторных стендов, комплектов, тренажеров, имитаторов, наглядных (в т. ч. интерактивных) пособий и информационных средств обучения.
Рассмотрим некоторые лабораторные стенды, предназначенные для обучения студентов и учащихся различных специальностей средних и высших учебных заведений, изучающих широкий спектр дисциплин, связанных с автоматизацией различных отраслей промышленности и программированием промышленных средств автоматизации.
Лабораторный стенд «Система автоматического регулирования электродвигателей постоянного и переменного тока»
Лабораторный стенд, внешний вид которого представлен на рисунке 1.1., предназначен для обучения студентов различных специальностей средних специальных и высших учебных заведений, изучающих дисциплины «Электрические машины», «Электрические машины и основы электропривода», «Основы электропривода», «Теория электропривода», «Автоматизированный электропривод», «Системы управления электроприводов»[1].
Рисунок 1.1 – Лабораторный стенд САР-ЭД-НН [1].
В состав лабораторного стенда входят:
Модули: питание стенда; питание; измеритель мощности; добавочные сопротивления № 1; ввод/вывод; регуляторы; тиристорный преобразователь; преобразователь частоты; измерительный; силовой.
Электромашинный агрегат (машина постоянного тока, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, энкодер).
Ноутбук.
Каркас.
Комплект соединительных проводов и силовых кабелей.
Программное обеспечение (компакт-диск).
Техническое описание лабораторного стенда.
Методические указания к проведению лабораторных работ.
Оборудование, входящее в состав стенда, позволяет решать рядзадач:исследование двигателя постоянного тока (ДПТ), исследование системы «Тиристорный преобразователь-Двигатель», изучение элементов системы управления электроприводов, разработка система подчиненного регулирования скорости ДПТ с внешним контуром скорости/напряжения [1].
1.1.2. Лабораторный стенд «Исполнительный двигатель постоянного тока»
Лабораторный стенд «Исполнительный двигатель постоянного тока», представленный на рисунке 1.2., отличается легкой компоновкой электрических цепей по принципу конструктора и наглядностью результатов опытов на реальных аналоговых, цифровых и виртуальных измерительных приборах [2].
Рисунок 1.2 - Лабораторный стенд (ИДПТ1-Н-Р) [2].
В состав лабораторного стенда входят:
Однофазный источник питания
Блок исполнительного двигателя постоянного тока
Блок мультиметров (2 мультиметра)
Рама настольная одноуровневая с контейнером
Набор аксессуаров для комплекта ИДПТ1-Н-Р
Оборудование, входящее в состав стенда, позволяет решать ряд задач:Снятие механической и регулировочной характеристик исполнительного двигателя постоянного тока с якорным/импульсным управлением [2].
1.1.3. Лабораторный стенд «Исполнительный бесколлекторный двигатель постоянного тока ибдпт1-н-к»
Лабораторный стенд «Исполнительный бесколлекторный двигатель постоянного тока», представленный на рисунке 1.3., отличается легкой компоновкой электрических цепей по принципу конструктора, надежной защитой стенда от перегрузок, коротких замыканий и неумелого обращения, наглядностью результатов опытов на реальных аналоговых, цифровых и виртуальных измерительных приборах, защитой пользователя от поражения электрическим током [3].
Рисунок 1.3 – Лабораторный стенд ИБДПТ1-Н-К [3].
В состав лабораторного стенда входят:
Однофазный источник питания
Блок исполнительного бесколлекторного двигателя постоянного тока.
Рама настольная одноуровневая с контейнером
USB осциллограф DSO 2090 или аналог.
Нетбук.
Набор аксессуаров для комплекта ИБДПТ1-Н-К.
Оборудование, входящее в состав стенда, позволяет решать ряд задач:определение режимных параметров бесколлекторного двигателя постоянного тока с датчиками Холла, определение внешней и регулировочной характеристик бесколлекторного двигателя постоянного тока с датчиками/без датчиков Холла [3].