Typ 5130
MOTOR BOARD Typ 5130
Das MOTOR BOARD Typ 5130 ist eine universelle Drehzahlregelstrecke für Leistungselektronik, Regelungstechnik und Nachrichtentechnik. Ein eingebauter Vierquadrant-Verstärker, eine integrierte Vierquadrant-Anzeige sowie die optionale Erweiterung um Temperatur- und Lichtregelung machen das Board zu einem vielseitigen Trainingssystem.
- Universelle Drehzahlregelstrecke für verschiedene Lehrgebiete
- Durch Steckmodul zur Temperatur- und Lichtregelung erweiterbar
- Integrierte Vierquadrant-Anzeige zur optischen Betriebszustandskontrolle
- Veränderbare Schwungmasse zur Einstellung der Zeitkonstante
- Zweikanaliger Winkelencoder zur direkten Erfassung von Drehzahl und Drehrichtung
- Eingebauter Vierquadrant-Verstärker für Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb
Einsatz und Funktionsprinzip
Mit dem MOTOR BOARD bietet hps SystemTechnik eine Regelstrecke an, die in der Leistungselektronik, in der Regelungstechnik und in der Nachrichtentechnik eingesetzt werden kann.
Das Board ist als universelle Drehzahlregelstrecke ausgeführt und bildet den Maschinensatz mit DC-Motor, DC-Generator, Tachogenerator, zweikanaligem Winkelencoder und veränderbarer Schwungmasse in kompakter Form ab.
Vierquadrantenbetrieb und Anzeige
Im MOTOR BOARD ist ein DC-Leistungsverstärker eingebaut, der zum direkten Anschluss an einen Regler oder an eine PLL-Schaltung vorgesehen ist.
Durch Umstecken kann der Verstärker nur für die positive Stromrichtung oder für beide Stromrichtungen eingesetzt werden. Dadurch ist ein Vierquadrant-Antrieb möglich.
Der augenblickliche Betriebszustand des Maschinensatzes wird über einen Vierquadrant-Anzeiger mit vier LEDs optisch überwacht.
Erweiterung für Temperatur- und Lichtregelung
Zur Temperatur- und Lichtregelung wird das Steckmodul Temperatur- und Lichtregelstrecke Typ 5125.5 angeboten.
Dafür ist auf dem MOTOR BOARD ein Steckfeld vorgesehen, das mit Spannungsteilern zur Istwerterfassung von Temperatur und Licht beschaltet ist.
Die Temperatur- und Lichtregelstrecke gehört nicht zum Lieferumfang des MOTOR BOARD, ist aber als empfohlenes Zubehör vorgesehen.
Mechanische Ausführung
Die Frontplatte des MOTOR BOARD besteht aus 5 mm starkem Schichtpressstoff, ist mattblau ausgeführt und mit weißen Symbolen entsprechend den eingebauten Funktionsgruppen graviert.
Die Rückseite ist mit einem grauen Kunststoffgehäuse abgedeckt, das durch seine Formgebung eine arbeitsgerechte Schräglage des Boards auf dem Tisch erlaubt.
Ein Adapterfeld dient sowohl zum Übergang von 4-mm- auf 2-mm-Steckverbindungen als auch zum Einstecken von zwei Adaptern mit BNC-Buchse und 4-mm-Steckern.
Versuchshandbuch und Themen
Zum MOTOR BOARD gehört das Versuchshandbuch "Regelstrecken / Regelkreise" (Typ V 0122). Das Inhaltsverzeichnis ist auf der Produktseite als separates PDF verlinkt und enthält 19 Versuchsthemen sowie einen Lösungsteil und einen Anhang.
- Maschinensatz mit DC-Motor, DC-Generator und Tachogenerator
- Sichtfenster zur optischen und stroboskopischen Beobachtung der Drehbewegung
- Netzanschluss
- 230 V AC / 115 V AC (110 V AC), 50 ... 60 Hz, 20 VA
- Netzschalter
- Ein / Aus mit Kontrolleuchte
- Motor
- Nennspannung 12 V; Nenndrehzahl 5900 min-1; Drehzahl max. 8000 min-1; Stromaufnahme max. 0,5 A
- Generator
- Nennspannung 12 V; Maximalstrom 0,5 A
- Encoder
- Auflösung 100 Linien / Umdr.; Ausgangskanäle 2; Ausgangsspannung TTL (entkoppelt über TTL-Baustein)
- Last
- Hinzuschaltbarer Lastwiderstand 33 Ohm / 5 W; mit parallelgeschalteter Lampe
- Stromistwert-Erfassung
- Messwiderstand 1 Ohm
- Nachgeschalteter Verstärker
- Verstärkungsfaktor 10; Innenwiderstand 200 Ohm
- DC-Verstärker
- Eingang I 0 ... +/-10 V, Verstärkungsfaktor V = 1,2; Eingang II 0 ... +/-5 V, Verstärkungsfaktor V = 2,4; Ausgangsspannung bei Vierquadrant-Betrieb 0 ... +/-12 V; Ausgangsstrom max. 0,5 A
- Vierquadrant-Anzeige
- 4 LEDs in 2 Farben, zur Unterscheidung von Motor- bzw. Generator-Quadranten
- Abmessungen und Gewichte
- MOTOR BOARD (Typ 5130): 266 x 297 x 90 mm (B x H x T), Gewicht ca. 2,2 kg; Temperatur- und Lichtregelstrecke (Typ 5125.5): 37 x 56 x 35 mm (B x T x H), ohne Stecker, Gewicht ca. 65 g
- Tachogenerator
- Tachoausgangsspannung 2 V / 1000 min-1; über Verstärker entkoppelt; Ri = 200 Ohm
- Empfohlenes Zubehör
- Versuchshandbuch "Regelstrecken / Regelkreise" Typ V 0122; Temperatur- und Lichtregelstrecke Typ 5125.5
- 1 Kenngrößen der Drehzahlregelstrecke3
- 2 Kenngrößen der Temperatur- und Lichtregelstrecke17
- 3 Der Motor mit Strom- bzw. Momentenregelung25
- 4 Drehzahlregelung37
- 5 Spannungsregelung mit einem Maschinengenerator47
- 6 Drehzahlregelung mit unterlagerter Stromregelung55
- 7 Gleichstrommotor am ungesteuerten und gesteuerten Einphasen-Einweg-Gleichrichter75
- 8 Vierquadrantenbetrieb eines Gleichstrommotors mit einem Thyristor-Stromrichter87
- 9 Vierquadrantenbetrieb mit einer H-Brücke103
- 10 Elektronische Last119
- 11 Temperaturregelung mit P- und PI-Regler125
- 12 Temperaturregelung mit einem Zweipunktregler135
- 13 Temperaturregelung mit PID-Regler und Impulsgruppensteuerung143
- 14 Helligkeitsregelung mit P-, PI- und PID-Regler149
- 15 Bode-Diagramm, Ortskurve und Regelbarkeit einer P-T3-Strecke155
- 16 Anpassung und Glättung von Istwerten173
- 17 Kenngrößen und Betriebsverhalten der Servo-Regelstrecke183
- 18 Lageregelung189
- 19 Lageregelung mit Einflußgrößen197