Machine Test System 0.3

LD 7732000
Machine Test System 0.3
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Description

Das Maschinenprüfsystem 0,3 ist der Gerätesatz zur Kennlinienaufnahme elektrischer Maschinen der 0,3 kW-Klasse in allen vier Betriebsquadranten.
Das System besteht aus mehreren Komponenten, welche auch einzeln erhältlich sind.

  1. Maschinen Test CASSY (773 1900)
  2. Elektrisches Dynamometer (773 1990)
  3. Kupplungs- und Wellenabdeckung 0,3 transparent (773 108)
  4. Maschinen Grundbank 90 cm (773 110)

Mit diesem Paket sind vor allem Prüfungen nach DIN/ISO 60034-2-1 Standardverfahren zur Bestimmung der Verluste und des Wirkungsgrades aus Prüfungen, die für die Effizienzklassen IE1 bis IE4 notwendig sind, einfach und vollständig für Studierende und Auszubildende durchführbar.

Eine Vielzahl von Versuchen zum Verständnis von elektrischen Motoren und Generatoren - sowie deren Anwendung können hiermit durchgeführt werden. Dabei zeichnet sich das System durch

  • einfache Bedienung am Steuergerät,
  • einfachen Wechsel der Prüflinge,
  • sicherere Betrieb und vor allem nachvollziehbare Messungen - auch der mechanischen Messgrößen Drehmoment und Drehzahl

aus.

Folgende Versuche im Bereich der elektrischen Maschinen sind Beispiele für den Einsatz des Maschinenprüfsystems:

  • Transformatoren: Einschaltstrom von Transformatoren und Maschinen, Übersetzungsverhältnis von Transformatoren
  • Elektrische Maschinen: Analyse von Maschinen als Motor und Generator, Verhalten an verschiedenen Lastfällen, z.B. Schwungmasse, Gebläse, zeitlich variante Lastfälle, z.B.: Windkraftanlagen.
  • Untersuchung von  Antrieben: Frequenzumrichter mit Asynchronmaschine, Frequenzumrichter mit MP Maschinen, AC-Servo-Antriebe, DC Servo-Antriebe
    - Anlassen mit Stern-Dreieck-Schaltung, Untersuchung von Steuergeräte für Sanftanlauf, Schweranlauf mit Schleifring-Läufer

Das System ist besonders geeignet um Versuche ohne zusätzliche Software durchzuführen, da sich alle Hauptfunktionen auch direkt über die Bedieneinheit mit Drehrad und farbigen Display ansteuern lassen und Messwerte, Messkurven und Steuerfunktionen zugänglich sind.

Beim Einsatz mit Software empfiehlt sich der Einsatz von CASSY Lab. Alternativ können auch die verfügbaren Treiber für LabView, MATLAB genutzt werden.

Detaillierte Informationen:

Maschinen Test CASSY - das integrierte didaktische Mess- und Steuergerät

Diese TPS-Gerät ist eine Kombination aus einem Mess- und Analysegerät und einem Steuergerät für das Elektrische Dynamometer. Als kompaktes Gerät kann es im Rahmensystem TPS oder als Tischgerät genutzt werden.

Während der Versuche wird das Maschinen Test CASSY als Steuergerät eingesetzt:

  • Automatische Hochlauf- und Belastungskennlinien
  • Lastsimulation: Schwungmasse, parametrierbarer Lüfterantrieb (M~k•n2), parametrierbarer Wickelantrieb (M~ k/n), Hubantrieb (M=konstant), freie Kennlinie gemäß Benutzereingabe (Mi=ni)

Weiteren Lastsimulationen lassen sich über 

  • den analogen Eingang zur externen Steuerung ±10 V und
  • die Steuerung über die Softwareschnittstelle aus CASSY Lab mit LAB Docs, LabVIEW, MATLAB und andere Systeme

durchführen.

Um die bestmögliche Sicherheit zu gewähren nutzt das System kontinuierlich folgende Sicherheitsmechanismen

  •  Temperaturüberwachungen für Elektrisches Dynamometer,
  •  Überwachung von Maximalstrom und Maximalspannung des Dynamometers,
  •  Temperaturüberwachung für  Prüfling,
  •  Überwachung der Wellenabdeckung in in der elektrischen Sicherheitsschleife,
  •  Überwachung der Maschinen-Grundbank in der elektrischen Sicherheitsschleife und
  •  Überwachung angegebener Drehzahl- und Drehmomentgrenzen für die Maschinen

mit Systemabschaltung mit Wiederanlaufschutz.


Das intuitiv bedienbare Messsystem wurde vom Power Analyser CASSY (727100) entlehnt und erweitert. Es besitzt vier isolierte Messkanäle CAT III 300 mit jeweils I und U Messung (max. 8 gleichzeitig verwendbar) zur Überwachung des Prüflings. Die Eingänge sind jeweils über 4 mm Sicherheitsbuchsen geführt und zusätzlich elektrisch gesichert.

Damit lassen sich unter anderem folgende Messungen durchführen.

Elektrische Messungen am Prüfling:

  •  Messbereiche U: 25 /70/250/700 VAC ±36 /±100/±360/±1000 VDC
  •  Messbereiche I: 0,7/1,6/7/16 AAC ±1/±2,5/±10/±16 ADC
  • Gleichzeitige Messung von U, I, φ_u, φ, f und P in je 4 Kanälen
  •  Abtastrate max. 1.000.000 Werte/s pro Kanal bei U und I max. 500.000 Werte/s, gilt auch für abgeleitete Messgrößen
  •  Momentanwerte und gemittelte Werte  U, I und P aktivierbar
  •  Effektivwerte (AC+DC / AC) U und I aktivierbar
  •  Individuell zuschaltbarer Grundwellenfilter für Strom und Spannung in jedem Kanal

Messungen am Elektrischen Dynamometer (7731990)

  •  Drehmomentmessung bis ± 9,9 Nm
  •  Drehzahlmessung bis ± 5000 min-1
  •  Drehwinkelmessung
  •  Strom und Spannung des Dynamometers

Die Nutzung des Maschinenprüfsystems in der Ausbildung kann grundsätzlich auf zwei Arten erfolgen:

  1. Nutzung ohne weitere Software: Hier erfolgt die Bedienung direkt am Gerät. Messdaten und Einstellen werden auf dem Display angezeigt und können für eine spätere Verwendung auch auf dem permanenten internen Speicher (4GB) abgelegt werden. Per USB-C Buchse lässt sich das Maschinen Test CASSY wie ein USB Stick von einem PC auslesen.
  2.  Nutzung mit Software: Neben den digitalen Anleitungen (Lab Docs) stehen zusätzlich vielfältige Softwaremöglichkeiten zur Verfügung: CASSY Lab zur Aufnahme und Analyse von Kennlinien, Treiber für LabVIEW und MATLAB. Hier kann das System per USB-C oder per WLAN an einen Computer oder ein mobiles Endgerät angebunden werden.

Das Bedienkonzept wurde auf die Bedürfnisse im Ausbildungsbetrieb optimiert und ist vergleichbar mit den bewährten CASSY Geräten:

  •  Anzeige auf  9 cm  Farbbildschirm (QVGA 3,5"),
  •  Anzeige von bis 24 Messwerten gleichzeitig, Anzeige aller Werte für jeden Kanal, Anzeige aller Werte in Tabellenform,
  •  Anzeige und Auswertung der Messwerte in unterschiedlichen Diagrammen,
  • Anzeige eines Echtzeit-Vektordiagramms
  •  Anzeige aller Parameter zur Steuerung und Konfiguration - auch für computerlosen Betrieb,
  •  Bedienung über 4 Taster und Inkrementalgeber mit Taster, zusätzlich 5 Taster mit "Short-Cuts"
  • Vierquadrantenanzeige mit LEDs zur Anzeige der Betriebsart

Zu Parametrierung, Steuerung und Übertragung der Messergebnisse mit Software stehen folgende Schnittstellen zur Verfügung:

  •  USB-Type C Schnittstelle mit PC oder Laptop zur Nutzung mit CASSY Lab oder als USB-Laufwerk
  •  Drahtloses Netzwerk (WLAN) zur Nutzung als Client oder Wifi Access Point. PIN und QR Code gesteuerte Anmeldung möglich.
    Der integrierte Webserver - aber auch der integrierte VNC Server ermöglichen eine direkte Darstellung der Anzeigen und Messergebnisse auf netzwerkfähigen Endgeräten z.B. Wifi-Projektoren.

Optimiert ist das Maschinenprüfsystem für die Nutzung mit CASSY Lab. Beispielsweise lassen sich folgende Messgrößen direkt ableiten, darstellen und auswerten:

  •  Elektrische Leistungsgrößen S, P, QC und QL
  •  Elektrische Arbeit WS, W und WQ
  •  Elektrische Widerstände R, Z, XC, XL, G, Y BC und BL
  •  Mit-, Gegen- und Null-Komponente in 3-Phasen-Systemen
  •  Zeitliche Ableitung, zeitliches Integral, FFT-Analyse, Mittelwert, Histogramm und Modellbildung

Zusätzlich frei verfügbare Treiber erlauben es, die Daten mit LabVIEW und MATLAB oder mit eigener Software auszuwerten.

Elektrisches Dynamometer - AC-Servo -Pendelmaschine mit Messeinheit

Das Elektrische Dynamometer ist das Grundsystem des Maschinenprüfsystems zur Kennlinienaufnahme elektrischer Maschinen der 0,3 kW-Klasse in allen vier Betriebsquadranten. Dieses System ermöglicht Prüfungen nach DIN/ISO 60034-2-1 Standardverfahren zur Bestimmung der Verluste und des Wirkungsgrades aus Prüfungen , die für die Effizienzklassen IE1 bis IE4 notwendig sind.

Technisch handelt es sich um eine pendelnd gelagerter  AC-Servo-Maschine (Pendelmaschine) mit integriertem Inkrementaldrehgeber zur Drehzahlerfassung sowie einem sichtbaren Edelstahl-Biegesystem mit Dehnungsmessstreifen zur Drehmomentaufnahme. Diese Maschine kann alle Maschinen der 0,3 kW-Klasse antreiben oder bis zum Stillstand abbremsen.

Als Prüflinge sind sämtliche Maschinen aus dem LEYBOLD Maschinensortiment 0,3 auf Aluminiumsockel geeignet. Alternativ können vorhanden Maschinen mit dem Montageset (773181 / 773182) für dieses System einfach angepasst werden. Wenden Sie sich dahingehend an unsere Fachberater.

Die Versorgung erfolgt durch das Steuergerät über ein festes Anschlusskabel mit 7-poligem Rundsteckverbinder; die Signalübertragung erfolgt über ein festes Anschlusskabel mit D-Sub 25 Steckverbinder.

Die Drehstrompendelmaschine ist auf einem Aluminium-Sockel mit Gleitschienen aufgebaut, die auf dem mit gelieferten Aluminiumbank und Arretierung aufgestellt werden kann. Zur Kalibrierung der Drehmoment-Messung ist ein Ausgleichsgewicht an der Drehstrompendelmaschine befestigt. Mit einem Hebel und einen 1 kg Gewicht kann das Messsystem abgeglichen werden.

 Mechanische Komponenten - Sicher, stabil und leise

 Die Maschinen-Grundbank ist zusammen mit dem Sockelsystem speziell für die Ausbildung entwickelt worden.

  • Sichere mechanische Verbindung, zur Aufnahme von hohen Torsionskräften.
  • Mechanische Verriegelung alle Komponenten auf der Maschinen Grundbank, somit ist kein einfaches Entfernen von Komponenten (z.B.: Wellenabdeckungen) im Betrieb möglich.
  • Unkompliziertes Austauschen der Prüflinge durch Hebelschließer.
  • Elektrische Sicherheitsschleife durch alle Komponenten auf der Maschinenbank.
  • EMV Gerechtes Design mit Isolation der elektrischen Maschinen zum Sockel.
  • Transparent Wellenabdeckung - auch zu Messung mit Handmessgeräten zur Drehzahl und Drehwinkelbestimmung geeignet
  • Geräuschreduziertes Design, durch Kunststoffschienen, absorbierende Kammern im Aluminiumprofil und doppelter Entkopplung der Maschinen vom Tisch.

Im Maschinenprüfsystem ist die Maschinenbank mit einer Länge von 90cm enthalten. Falls andere Längen (100cm, 120cm) oder Sondermaße benötigt werden, wenden Sie sich bitte an unsere Fachberater.

 

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