Kit de formation en génie électrique et électronique

I. Exigences de base Ce kit de formation en génie électrique et électronique répond aux besoins d’enseignement expérimental de cours tels que « Analyse des circuits », « Génie électrique de base », « Génie électrique » et « Entraînements de moteurs ». Outre la réalisation des projets expérimentaux correspondants à ces cours, il répond également aux exigences de formation en ingénierie des universités et des écoles supérieures.
II. Structure et processus de fabrication
1.Ce kit est doté d’une structure à double couche en alliage d’aluminium. Cette structure permet l’installation amovible de modules d’alimentation CA, d’alimentations CC, de générateurs de signaux, d’instruments de mesure CA/CC, de modules expérimentaux, etc. Une table d’expérimentation, équipée de rangements (armoires et tiroirs), est prévue en partie basse.
2.Ce kit offre de multiples protections pour garantir la sécurité des étudiants. L’alimentation et les instruments de mesure sont conçus avec des protections contre les coupures de circuit, les circuits ouverts et les surtensions afin d’assurer la sécurité des équipements.
3.Ce kit comprend les instruments nécessaires aux expériences : une alimentation monophasée réglable, une alimentation triphasée CA 380 V, une alimentation CC (avec sources de courant et de tension constants), un générateur de signaux et un fréquencemètre, des voltmètres et ampèremètres CA, des wattmètres et des facteurs de puissance monophasés et triphasés, ainsi que des voltmètres et ampèremètres CC.
III. Expériences réalisables
1.Expériences en génie électrique
1) Utilisation d’instruments électriques et calcul des erreurs de mesure
2) Méthodes de réduction des erreurs de mesure des instruments
3) Conception et expérimentation d’un circuit d’extension de limiteur de tension d’instrument
4) Conception et expérimentation d’un circuit d’extension de limiteur de courant d’instrument
5) Tracé des caractéristiques volt-ampère de composants connus
6) Mesure du potentiel et de la tension et tracé des diagrammes de potentiel
7) Vérification des lois de Kirchhoff et du principe de superposition
8) Vérification du théorème de Thévenin
9) Principe et validation expérimentale de la transformation de réseau équivalent
10) Expérimentations et conception de VCVS, VCCS, CCVS et CCCS
11) Expériences sur les réseaux à deux ports
12) Observation et mesure de signaux électriques typiques
13) Réponse et validation de circuits RC du premier ordre
14) Étude de la réponse dynamique d’un circuit du second ordre
15) Détermination des caractéristiques d’impédance des composants R, L et C
16) Validation des gyroscopes
17) Utilisation de Oscilloscopes
18) Test des réseaux en double T
19) Test des caractéristiques des réseaux RC sélectifs en fréquence
20) Résonance série de R, L, C
21) Mesure des paramètres équivalents d’un circuit alternatif par la méthode des trois mètres
22) Expérience d’amélioration du facteur de puissance
23) Mesure d’un circuit d’inductance mutuelle
24) Test des caractéristiques d’un transformateur monophasé à noyau de fer
25) Mesure de la tension et du courant dans un circuit alternatif triphasé
26) Mesure de la puissance dans un circuit triphasé
27) Mesure du facteur de puissance et de la séquence de phases
2.Expérience sur les entraînements de moteurs
1) Commande de démarrage direct d’un moteur asynchrone triphasé
2) Démarrage étoile/triangle d’un moteur asynchrone triphasé
3) Expérience de rotation avant et arrière d’un moteur asynchrone triphasé
4) Démarrage séquentiel d’un moteur asynchrone triphasé
5) Freinage par consommation d’énergie
3.Formation par simulation virtuelle de moteurs
1) Expérience sur les caractéristiques de fonctionnement de Moteur asynchrone triphasé à cage d’écureuil
2) Expérience sur la régulation de vitesse à fréquence variable d’un moteur asynchrone triphasé
4.Contenu de l’expérience de simulation virtuelle des principes de la technologie électrique et électronique (basée sur la plateforme logicielle Multisim)
1) Lois de Kirchhoff
2) Vérification du principe de superposition
3) Vérification du théorème de Thévenin
4) Détermination des caractéristiques d’impédance des composants R, L et C
5.Projet de formation par simulation virtuelle avec animation 3D de circuit électrique
1) Introduction à la plateforme d’expérimentation électrique
2) Cartographie des caractéristiques volt-ampère des composants linéaires et non linéaires
3) Vérification des lois de Kirchhoff
4) Vérification de la superposition et de l’homogénéité des circuits linéaires
5) Source de tension, source de courant et transformation équivalente des sources de puissance
6) Vérification des théorèmes de Thévenin et de Norton
7) Test des caractéristiques d’impédance de R, Composants L et C
8) Étude des circuits résonants série R, L et C
9) Étude des circuits à inductance mutuelle
10) Essai expérimental d’amélioration du facteur de puissance des lampes fluorescentes
11) Mesure des circuits à inductance mutuelle
12) Essai des caractéristiques des transformateurs monophasés à noyau de fer
13) Mesure de la tension et du courant dans les circuits triphasés à courant alternatif
14) Mesure de la puissance dans les circuits triphasés
IV. Caractéristiques techniques du kit
1.Puissance totale : ≤ 1,5 kVA ;
2.Dimensions : 1 450 mm × 750 mm × 1 600 mm (± 200 mm) ;
3.Poids : ≤ 200 kg ;
4.Alimentation : AC3N/380 V/50 Hz/3 A.
V. Spécifications techniques de l’emballage
1.Fonctions de protection et de sécurité
1) Protection contre les fuites de courant, conforme aux normes nationales de sécurité électrique basse tension ;
2) Deux types de câbles d’expérimentation sont utilisés. Les expériences haute tension utilisent des câbles de sécurité entièrement en plastique, éliminant tout risque d’électrocution lié au contact avec des pièces métalliques. Les expériences basse tension utilisent des câbles à embouts métalliques ; les deux types ne peuvent pas être interconnectés. Ceci empêche toute contamination croisée entre le courant haute tension et le courant basse tension.
3) Les panneaux de commande sont gravés et sérigraphiés avec un matériau isolant haute résistance d’une épaisseur ≥ 3 mm.
4) L’alimentation et les instruments de mesure du dispositif expérimental sont conçus avec des protections contre la coupure de circuit, les circuits ouverts et les surtensions.
2.Structure du kit
2.1 Le kit comprend un support double couche en alliage d’aluminium, une alimentation, des instruments de mesure, une table d’expérimentation, des modules, des câbles et des pièces de rechange. Le support double couche en alliage d’aluminium peut accueillir des alimentations CA et CC, des instruments de mesure CA/CC, des générateurs de signaux, des circuits et d’autres modules. La table d’expérimentation est en fer avec une finition thermolaquée. Son plateau est en panneau de fibres de haute densité (HDF). Des tiroirs et des armoires de rangement sont situés en dessous.
2.2 Modules de boîtiers suspendus pour l’expérimentation : Afin de garantir la sécurité, la praticité et l’efficacité du service après-vente pour les enseignants et les étudiants, tous les boîtiers suspendus sont fabriqués avec des matériaux isolants non métalliques et écologiques pour leurs parois et panneaux, évitant ainsi l’utilisation de métaux.
3.Instruments du dispositif expérimental
1) Alimentation secteur : Fournit une alimentation triphasée réglable de 0 à 430 V/3 A. L’alimentation est protégée par un interrupteur différentiel et la sortie est doublement protégée par un circuit électronique et des fusibles, avec indication de perte de phase par LED.
2) Instruments de mesure CA
Voltmètre numérique CA (1 unité, précision 0,5 V, plage de mesure 0-450 V)
Ampèremètre numérique CA (1 unité, précision 0,5 V, plage de mesure 0-3 A)
Wattmètre (2 unités, précision 1 V, plage de mesure 0-450 V)
Facteur de puissance (2 unités, précision 1 V, plage de mesure 0-3 A)
3) Alimentations CC
Générateur de tension constante : réglable en continu de 0 à 30 V, courant de sortie maximal : 1 A ; stabilité de la tension < 3 %, ondulation < 1 mV, précision de réglage 1 % ; protection contre les courts-circuits et fonction de récupération automatique, avec un afficheur 3,5 digits.
Générateur de courant constant : réglable en continu de 0 à 200 mA, trois plages de mesure : 2 mA, 20 mA et 200 mA ; tension à vide maximale réglable à partir de 0,00 mA : 30 V, protection contre les courts-circuits, avec un afficheur 3,5 digits.
4) Instruments de mesure CC intelligents
Voltmètre CC : Plage de tension de 0 V à 750 V avec commutation automatique ; cinq gammes (200 mV/2 V/20 V/200 V/750 V), précision de 0,5 %. Résistance interne pour chaque gamme : 750 V – 941 kΩ, 200 V – 951 kΩ, 20 V – 1040 kΩ, 2 V – 940 kΩ, 200 mV – 940 kΩ.
Ampèremètre CC : Plage de courant de 0 A à 3 A avec commutation automatique ; quatre gammes (2 mA/20 mA/200 mA/3 V), précision de 0,5 %. Résistance interne pour chaque gamme : 3 A – 0,0667 Ω, 200 mV – 1,0667 Ω, 20 mA – 11,0667 Ω, 2 mA – 11,0667 Ω
5) Source de signal et fréquencemètre
La source de signal peut générer diverses formes d’onde. Le signal de sortie est amplifié et équipé d’un fréquencemètre à 6 digits.
Formes d’onde de sortie : onde carrée, onde sinusoïdale, onde triangulaire, impulsions doubles, quadruples et octuples, impulsion unique.
Fréquence de sortie : réglable en continu de 3 Hz à 1 MHz.
Distorsion de l’onde sinusoïdale : ≤ 1 %. Temps de montée de l’onde carrée : ≤ 100 ns.
Non-linéarité de l’onde triangulaire : variation de pente inférieure ou égale à 3 % (à 100 Hz).
Plage de réglage d’amplitude : 0 à 17 Vc-c, avec fonctions d’atténuation de 20 dB et 40 dB. Équipé d’un fréquencemètre numérique à 6 chiffres, il peut servir de source de signal de contrôle et de fréquencemètre externe.
Précision du fréquencemètre : 0,5 degré ; plage de mesure : 0-1 MHz.
6) Ensemble lampe fluorescente : Comprend un circuit de lampe fluorescente, un starter et un ballast inductif, permettant de réaliser des expériences sur les lampes fluorescentes. Inclut également un condensateur de tenue en tension de 500 V avec cinq plages de tension réglables (0,47-10,17 µF), permettant de réaliser des expériences sur les variations du facteur de puissance.
7) Circuit CA : Comprend un transformateur expérimental, une bobine d’inductance mutuelle et quatre jeux de prises de courant.
8) Circuit CA triphasé : Comprend des charges triphasées, avec trois lampes à incandescence de 25 W contrôlables indépendamment par phase.
9) Principe du circuit : Comprend des circuits VCCS et CCVS à source contrôlée, qui peuvent être combinés pour former quatre types d’expériences à source contrôlée. 10) Commande par contact relais I : Le boîtier expérimental comprend deux contacteurs de commande 220 V, un relais thermique et trois jeux d’interrupteurs.
11) Commande par contact relais II : Elle comprend un contacteur de commande 220 V, un relais temporisé, un bouton-poussoir, deux interrupteurs de fin de course, une diode 200 Ω/50 W et une diode 6 A/1 000 V.
12) Moteur asynchrone triphasé à cage d’écureuil (puissance inférieure à 200 W)