JDDJK-04電機及自動控制實驗裝置

 

（贈送正版3D虛擬仿真軟件：包含電工電子/電機及變壓器原理與拆裝/電力拖動繼電接觸控制等相關模擬實訓內容，該軟件受到國內院校相關專業(yè)教師的高度評價）

58000/套

   （實驗臺結構圖供參考，具體以實物掛件配置為準）

一、概述

   本裝置是我公司根據(jù)當前實驗教學改革的發(fā)展，集眾多國內外廠家的優(yōu)點，精心研制、改進而成的新一代實驗設備。依據(jù)高等院校《電機學》，《電機與拖動》，西安交通大學王兆安教授等編著的《電力電子技術》（第五版）和上海大學陳伯時教授編著的《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第三版）實驗大綱要求進行設計。涵蓋了"電機學" 、 "電機與變壓器" "電機與拖動""電力電子技術"、"直流調速"、"交流調速"、"電機控制"、"電力拖動自動控制系統(tǒng)"等專業(yè)課程所開設的實驗項目。特別適用于高等院?，F(xiàn)有的電機、電力電子技術及電氣控制實驗設備的更新改造，同時也為中等專業(yè)學校、職業(yè)技術學院等新建或擴建實驗室，迅速開設實驗課提供了理想的實驗設備，為教師或研究生開發(fā)新實驗或進行科學研究工作提供良好的實驗條件。

二、實驗裝置特點

1、綜合性強 本裝置掛件配齊時可完成目前國內各類院校電機，電力電子及電氣控制學科課程的全部實驗項目。

   2、適應性強 能滿足各類學校相應課程的實驗教學，實驗的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調整，普及與提高可根據(jù)教學的進程作有機地結合。裝置采用組件式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可，淘汰。

   3、整套性強 從儀器儀表、專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導線等均配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結合實驗的需要進行配置。

   4、直觀性強 各實驗掛件采用分隔結構形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確，操作、維護方便。

   5、科學性強 裝置占地面積少，節(jié)約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數(shù)；小電機耗電省，節(jié)約能源；實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環(huán)境；電氣控制實驗，內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外，還為學生走向社會打下良好的基礎；

   6、開放性強 控制屏供電隔離（浮地設計），并設有外電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護等功能，使用方便；各測量儀表均有保護功能。整套裝置經過精心設計，加上可靠的元器件質量及可靠工藝作為保障，產品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實驗創(chuàng)造了條件，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。

7、仿真軟件虛擬現(xiàn)實，內容豐富 ：3D仿真軟件包含電工電子/電機及變壓器原理及拆裝/電力拖動繼電接觸控制等模塊。分為電工基礎、照明電路、儀器儀表、低壓電器、電力拖動、電子器件、電子技術、機床電路、PLC控制等100多個實訓內容，學校可以根據(jù)學生學習進度選擇相應的訓練模塊進行訓練

三、技術性能

1、輸入電源：三相四線(或三相五線) ～380V±10% 50Hz 

2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m 

3、裝置容量：＜1.5KVA

4、重 量： 480Kg

5、外形尺寸：187×73×160cm3 

四、裝置的基本裝備

1、DQ01B電源控制屏(鐵質噴塑結構，鋁質面板)

(1) 交流電源

    提供三相0～450V可調交流電源，同時可得到單相0～250V可調電源(配有一臺三相同軸聯(lián)動自耦調壓器（規(guī)格1.5KVA、0～450V），克服了三只單相調壓器采用鏈條結構或齒輪結構組成的許多缺點)。可調交流電源輸出處設有過流保護技術，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關指示三相電網電壓和三相調壓電壓。

   (2) 高壓直流電源兩路

    提供220V(1A)勵磁電源及0～250V(3A)連續(xù)可調穩(wěn)壓電樞電源各一組，并設有直流數(shù)顯電壓表及切換開關。

   (3) 人身安全保護五大體系

設有三相隔離變壓器一組(三相電源經鑰匙開關、接觸器后，到隔離變壓器，再經三相調壓器輸出)，使輸出與電網隔離，對人身安全起到一定的保護作用；

設有電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。實驗連接線及插座，采用全封閉結構，使用安全、可靠、防觸電。

(4) 儀表保護體系

設有多只信號插座，與儀表相連，儀表超量程，即能告警并切斷電源，對儀表起到良好的保護作用。

（5）實驗管理器：具有設定時間、到時報警、切斷電源及記錄各種告警次數(shù)等功能。

(6) 控制屏正面大凹槽內，設有兩根不銹鋼鋼管，可掛儀表及實驗部件。凹槽底部設有多個小圓形單相三芯220V電源插座，供儀表等部件供電用。控制屏兩側設有三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。設有實驗裝置照明用的220V、40W日光燈一盞。

（7）嵌入式多功能網絡虛擬儀器（不需電腦配合使用）：

A、終端部分采用7寸彩色觸摸屏（裝學生實驗屏上）同時配有虛擬示波器、虛擬邏輯分析儀、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、虛擬數(shù)字量輸入輸出模塊。

B、基于LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法，學生可自行設計各種虛擬儀器。

C、參數(shù)：

1）、雙蹤存貯示波器，多種同步方式，存貯深度可編程；

通道數(shù)：2路

帶寬：20MHZ

分辨率：8位

電壓范圍：-10~+10V

存貯深度：64K

2）、雙通道頻譜分折儀；

 3）、數(shù)字三用表，可測電阻、電流、電壓等；

數(shù)字IO口

通道數(shù)：8路IO

輸入電平：TTL

輸出電平：TTL

電流驅動：20mA/通道

4）、四路智能遠程電源控制

5）、數(shù)據(jù)具有上傳與保存功能并能通過服務器顯示

2、DQ02實驗桌

    實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體封閉式結構，造形美觀大方；設有兩個大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調節(jié)機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。

3、DQ03-1不銹鋼電機導軌、光碼盤測速系統(tǒng)及在線可編程智能數(shù)顯轉速表（0-10V反饋輸出）。

4、DQ05三相組式變壓器（三只相同的單相變壓器組成，原邊220V/0.35A，副邊55V/1.4A）

5、DQ07直流復勵發(fā)電機（Un=DC200V ， IN=0.5A ，  PN=100W ， n=1600RPM ，絕緣等級E ）

6、DQ09直流并勵電動機（（Un=DC220V ， IN=1.1A ，  PN=185W ， n=1500RPM ，絕緣等級E ）

7、DQ10三相鼠籠式異步電動機（Un= AC3800V/220V，接法 Y/Δ，轉速 1420 RPM，功率100W ,電流0.5A，絕緣等級E）

8、DQ11三相線繞式異步電動機（AC220V，接法 Y，轉速 1380RPM，功率120W ,電流0.6A，絕緣等級E）

9、GDQ12線繞式異步電機起動與調速電阻箱

提供0、2、5、15、35五檔同軸聯(lián)調的三相繞線異步電動機轉子起動、調速電阻一組。

10、DQ14 三相同步電機 

作為發(fā)電機使用時PN（W）=170W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.45A， nN(r/min)= 1500，UfN（V）=14V，IfN（A）=1.2A，絕緣等級E級。

（作為電動機使用時，PN（W）=90W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.35A， nN(r/min)= 1500，UfN（V）=10V，IfN（A）=0.8A，絕緣等級E級。

11、DQ19校正直流測功機（（Un=220V、IN=2.2A、PN=355W、n=1500r/min，絕緣等級E）

即可作電動機又可作測功機，做電動機使用時，可作為發(fā)電機的原動機，也可用于拖動電動機完成四象限測試；作測功機使用時，由于電機經特殊設計，容量是被測電機的2～3倍，并經精密儀器校正，能很好的完成被測電機的加載輸出轉矩的測試。

12、DQ22直流數(shù)字電壓、毫安、安培表(三只)

    直流數(shù)顯電壓表一只，采用ICL公司高性能AD轉換器配以高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍0-300V。手動量程為：2V、20V、300V。測量精度為0.5級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

    直流數(shù)顯毫安表一只，采用ICL公司高性能AD轉換器配以高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-2000mA。手動量程為：20mA、200mA、2000mA。測量精度為0.5級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。 

    直流數(shù)顯電流表一只，測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度為0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

    13、DQ25單三相智能型功率、功率因數(shù)表

    由24位專用DSP、16位高精度AD轉換器和高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。軟件上采用RTOS設計思路，同時配有PC監(jiān)控軟件來加強分析能力。能同時測量兩路單相功率P1、P2，三相功率等于兩路功率之和（兩表法測量三相總功率）。功率測量精度為1.0級，功率因數(shù)測量范圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A，能自動判別負載性質（感性顯示"L"，容性顯示"C"，純電阻不顯示），并可存儲測量數(shù)據(jù)，供隨時查閱。

14、DQ26三相可調電阻器(三組90Ω×2/1.3A/150W瓷盤電阻)

15、DQ27三相可調電阻器(三組900Ω×2/0.41A/150W瓷盤電阻)

16、DQ28  三相可調電抗器

每相均由一個127V/0.5A的固定電抗器和一個0～250V的自耦調壓器組成，既可作固定電感和可調電抗器使用，也可作自耦調壓器使用。

17、DQ29可調電阻器、電容器

提供90Ω×2/1.3A及900Ω×2/0.41A瓷盤電阻各一組，35μF/450V、4μF/450V電力電容各1只。

18、DQ31波形測試及開關板

由變壓器波形測試部分和兩個三刀雙擲開關、一個雙刀雙擲開關組成。

19、DQ23數(shù)/模交流電流表

由三只數(shù)字交流電流表和一只指針式精密交流電流組成。 測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，四位數(shù)碼顯示。指針式精密交流電流表一只，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相應的刻度線），測量范圍0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四檔，精度1.0級，直鍵開關切換，設有超量程指示，告警等功能。

   20、DQ24數(shù)/模交流電壓表

提供真有效值交流數(shù)字電壓表一只，測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯

提供指針式精密交流電壓表兩只，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相應的刻度線），測量范圍0～500V，分10V、30V、100V、300V、500V五檔，輸入阻抗1MΩ，精度1.0級，直鍵開關切換，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。

21、DQ32旋轉燈、并網開關、同步機勵磁電源

    由并網用的三組相燈<黃、綠、紅各兩只>,一組并網開關和一組同步機勵磁電源<8- 40v/2.5a可調="">組成。

22、DK03晶閘管主電路

提供12只6A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過外加觸發(fā)信號進行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口）。另外有一組平波電抗器（200mH、500mH和1000mH）和一組續(xù)流二極及精度1.0級帶鏡面指針±300V的直流電壓表、精度1.0級帶鏡面指針±2A的直流電流表，兩表均為正負顯示。

23、DK04三相晶閘管集成觸發(fā)電路

提供三相晶閘管觸發(fā)電路、功放電路等，與DK03配套使用。設有觸發(fā)脈沖觀察孔、同步信號觀察孔、鋸齒波斜率調節(jié)觀察孔等。

24、DK05 單相晶閘管觸發(fā)電路實驗 

提供單結晶體管、正弦波觸發(fā)電路，鋸齒波同步移向、單相交流調壓觸發(fā)電路，TCA785集成觸發(fā)電路

25、DK06電機調速控制實驗（Ⅰ）

電流反饋與過流保護(FBC+FA)、給定器(G)、轉速變換器(FBS)、反號器(AR)、電壓隔離器(TVD)、調節(jié)器I和調節(jié)器II。其中調節(jié)器I和調節(jié)器II的反饋電阻、電容均外接(從DK10上獲得)，實驗時可以靈活改變系統(tǒng)的參數(shù)，觀測不同的參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性及相應時間等影響；更可以讓學生從調速系統(tǒng)的各種參數(shù)(如電機的機電時間常數(shù)等)出發(fā)對調節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間的參數(shù)分別設計，同時進行實際結果的驗證，從而完成設計性實驗。

26、DK06-1電機調速控制實驗（Ⅱ）

提供以下模塊：給定（帶數(shù)顯）、調節(jié)器I、轉速變換（FBS）、調節(jié)器II、反號器（AR）、電流變換（FBC）。其中調節(jié)器I和調節(jié)器II的比例增益由電位器調節(jié)。

27、DK07直流斬波實驗

    根據(jù)西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四版)中相關的直流斬波內容而設計的；提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專用的PWM控制集成電路SG3525。可完成教材中降壓斬波電路（Buck Chopper）、升壓斬波電路（Boost Chopper）、升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實驗。

28、DK08給定及實訓器件

    提供給定（±15V可調電壓輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法）、二極管等。

29、DK10可調電阻器，電容器

提供耐壓AC100V的可調電容三組，調節(jié)范圍為0.1～11.37uF，0～999KΩ十進制可調電阻兩組。

30、DK12變壓器實訓

    提供三相芯式變壓器一個（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機串級調速實訓和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實訓；還設有三相不控整流電路等模塊。

31、DK13功率器件驅動電路實驗箱

    主要是為完成新器件特性實驗提供驅動和保護電路，使學生了解電力電子新器件的驅動特性。主要包括電源、驅動電路、PWM波形發(fā)生器。

  （1）電源：為驅動電路提供電源，包括±5V、+20V、±15V直流電源。

  （2）驅動電路：包括MOSFET、IGBT的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用了專用芯片EXB841。

  （3）PWM波形發(fā)生器：由SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要為新器件驅動電路提供PWM驅動波形；可以通過頻率調節(jié)旋鈕進行頻率調節(jié)；通過占空比電位器來調節(jié)PWM波的占空比 頻率調節(jié)范圍4KHz～10KHz。

32、DK14單相交直交變頻原理

根據(jù)普通高等教育"九五"重點教材，王兆安、黃俊主編的《電力電子技術》(第四版)的相關內容進行開發(fā)，用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅動芯片的特點及其使用。能完成如下實驗項目：1、SPWM波形成的過程；2、交直交變頻電路在不同負載（電阻，電感和電機）時的工作情況和波形，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；3、IGBT管專用集成驅動芯片的工作特性。

33、DK19半橋型開關穩(wěn)壓電源 

    提供了半橋型開關穩(wěn)壓電源的主電路和控制電路，主電路的電力電子器件為電力MOSFET管；控制電路采用專用PWM控制集成電路SG3525，采用恒頻脈寬調制控制方案?？赏瓿?開關電路在開環(huán)與閉環(huán)下負載特性的測試"以及"電源電壓波動對輸出的影響"等實驗內容。

34、SB06實驗連接線 

采用高可靠護套結構插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸優(yōu)良。

五、裝置可完成的實驗項目

（一） 電機及拖動部分實訓

1.1 直流電機

(1)電機認知（銘牌，冷態(tài)電阻，啟動，換向，調速）

(2)直流發(fā)電機

(3)直流他勵（或并勵）電機實驗（工作特性、機械特性和調速方法）

(4)直流電動機轉動慣量測試

1.2變壓器實驗

(1)單相變壓器(空載、短路和負載實驗)

(2)三相變壓器(空載、短路和負載實驗)

(3)三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路

(4)三相三繞組變壓器

(5)單相變壓器的并聯(lián)運行

(6)三相變壓器的并聯(lián)運行

1.3 異步電機

(1)三相鼠籠異步電動機的工作特性

(2)三相異步電動機的起動與調速（直接起動，Y-△起動，自耦變壓器起動和繞線式異步電動機轉子串電阻起動和調速）

(3)三相鼠籠異步電動機的不對稱運行

(4)三相鼠籠異步電動機的溫升

(5)三相鼠籠式異步電動機轉子轉動慣量的測試

1.4同步電機

(1)三相同步發(fā)電機的運行特性 

(2)三相同步發(fā)電機的并網運行

(3)三相同步電動機

(4)三相同步電機參數(shù)的測定

(5)三相同步發(fā)電機的突然短路

(6)三相同步電機的不對稱運行

1.5 電動機機械特性的測定 

(1)直流他勵電動機在各種運轉狀態(tài)下的機械特性

(2)三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性

(3)三相異步電機M-S曲線測繪

（二）電力電子技術及自動控制部分實驗

2.1電力電子技術實驗項目

(1)單結晶體管觸發(fā)電路

(2)正弦波觸發(fā)電路

(3)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗

(4)TCA785集成觸發(fā)電路

(5)單相橋式半控整流電路實驗

(6)單相橋式全控整流電路實驗

(7)單相橋式有源逆變電路實驗

(8)三相半波可控整流電路的研究

(9)晶閘管三相半波有源逆變電路的研究

(10)三相橋式半控整流電路實驗

(11)三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

(12)單相交流調壓電路實驗

(13)三相交流調壓電路實驗

(14)單向晶閘管(SCR)特性實驗

(15)可關斷晶閘管(GTO)特性實驗

(16)功率場效應管(MOSFET)特性實驗

(17)電力晶體管(GTR)特性實驗

(18)絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實驗

(19)可關斷晶閘管(GTO)驅動與保護電路實驗

(20)功率場效應管(MOSFET)驅動與保護電路實驗

(21)電力晶體管(GTR)驅動與保護電路實驗

(22)絕緣雙極型晶體管(IGBT)驅動與保護電路實驗

2.2典型電力電子器件線路實驗

(1)單相正弦波脈寬調制（SPWM）逆變電路實驗

(2)全橋DC/DC變換電路實驗

(3)半橋型開關穩(wěn)壓電源的性能研究

(4)直流斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型線路)(IGBT)

2.3直流電機調速實驗

(1)晶閘管直流調速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實驗(SCR)

(2)晶閘管直流調速系統(tǒng)主要單元的調試(SCR)

(3)單閉環(huán)(電壓單閉環(huán)、轉速單閉環(huán)、電流單閉環(huán))不可逆直流調速系統(tǒng)實驗(SCR)

(4)雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(tǒng)實驗(SCR)

(5)邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)實驗(SCR)

(6)雙閉環(huán)控制可逆直流脈寬調速系統(tǒng)(H橋、IGBT)

2.4交流電機調速實驗

(1)雙閉環(huán)三相異步電機調壓調速系統(tǒng)實驗(SCR)

(2)雙閉環(huán)三相異步電機串極調速系統(tǒng)實驗(SCR)