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2024年4月16日

電機拖動實驗臺,電機拖動及自動控制實驗臺

SBDJK-04型電機拖動及自動控制系統(tǒng)實驗臺

一、電機拖動及自動控制系統(tǒng)實驗臺概述

電機拖動實驗裝置是我公司根據(jù)當(dāng)前實驗教學(xué)改革的發(fā)展，集眾多國內(nèi)外廠家的優(yōu)點，精心研制、改進而成的新一代實驗設(shè)備。依據(jù)高等院�！峨姍C學(xué)》，《電機與拖動》，西安交通大學(xué)王兆安教授等編著的《電力電子技術(shù)》（第五版）和上海大學(xué)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(shè)計。涵蓋了"電機學(xué)" 、 "電機與變壓器" "電機與拖動""電力電子技術(shù)"、"直流調(diào)速"、"交流調(diào)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(shè)的實驗項目。特別適用于高等院校現(xiàn)有的電機、電力電子技術(shù)及電氣控制實驗設(shè)備的更新改造，同時也為中等專業(yè)學(xué)校、職業(yè)技術(shù)學(xué)院等新建或擴建實驗室，迅速開設(shè)實驗課提供了理想的實驗設(shè)備，為教師或研究生開發(fā)新實驗或進行科學(xué)研究工作提供良好的實驗條件。

(圖1：實驗設(shè)備實物外形參考圖片，也可以根據(jù)學(xué)校要求定做）

(圖2：部分實驗掛件及電機實物圖片展示）

(圖3：實驗設(shè)備教室安裝布局效果圖，具體以教室實際尺寸為準(zhǔn)）

二、電機拖動實驗裝置特點

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

2、適應(yīng)性強 能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實驗教學(xué)，實驗的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進程作有機地結(jié)合。裝置采用組件式結(jié)構(gòu)，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，永不淘汰。

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(dǎo)線等均配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)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(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護方便。

5、科學(xué)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(jīng)特殊設(shè)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(nèi)容豐富，設(shè)計合理，除了加深理論知識外，還為學(xué)生走向社會打下良好的基礎(chǔ)；

6、開放性強 控制屏供電隔離（浮地設(shè)計），并設(shè)有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。整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠工藝作為保障，產(chǎn)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(xué)生分析問題和解決問題的能力。

三、技術(shù)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： 350Kg

5、外形尺寸：187×70×160cm3

四、電機拖動實驗裝置的基本裝備

1、DQ01電源控制屏(鐵質(zhì)噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板)

(1) 交流電源

提供三相0～450V可調(diào)交流電源，同時可得到單相0～250V可調(diào)電源(配有一臺三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器（規(guī)格1.5KVA、0～450V），克服了三只單相調(diào)壓器采用鏈條結(jié)構(gòu)或齒輪結(jié)構(gòu)組成的許多缺點)�？烧{(diào)交流電源輸出處設(shè)有過流保護技術(shù)，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調(diào)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(guān)指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓電壓。

提供三相同步變壓器1組，電壓為：380V/3×15V。

(2) 高壓直流電源兩路

提供220V(0.5A)勵磁電源及0～250V(3A)連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電樞電源（內(nèi)設(shè)過載保護措施）各一組，并設(shè)有直流數(shù)顯電壓表及切換開關(guān)。

(3) 人身安全保護體系

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

設(shè)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(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。

設(shè)有電壓型漏電保護器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，即切斷電源。

實驗連接線及插座，采用全封閉結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。

（4）實驗室智慧用電安全控制系統(tǒng)

智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。

1、智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實時監(jiān)控設(shè)備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設(shè)備，PC端進行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動使用，PC端可分時預(yù)約設(shè)備的啟動和停止！

2、手機APP：用電狀態(tài)界面實時顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時間值等。后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等。

3、PC端軟件：每個設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶報警定位跟蹤與信息統(tǒng)計；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能。可一鍵開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨控制每臺設(shè)備的開關(guān)！

4、后臺系統(tǒng)：實時視頻監(jiān)控每個教室，可一鍵預(yù)覽所有設(shè)備的在線和運行情況，分析設(shè)備使用率及運行時間！

現(xiàn)場需對功能逐一演示，提供有效、權(quán)威的證明文件，證實該產(chǎn)品的可靠、安全、先進性。

(5) 控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根圓鋼管，可掛儀表及實驗部件。凹槽底部設(shè)有多個小圓形單相三芯220V電源插座，供儀表等部件供電用�？刂破羶蓚�(cè)設(shè)有三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。設(shè)有實驗裝置照明用的220V、40W日光燈一盞。

2、DQ02實驗桌

實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)，造形美觀大方；設(shè)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(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。

3、DQ03-1固定電機導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及數(shù)字轉(zhuǎn)速表。

包括固定電機的導(dǎo)軌及測速系統(tǒng)等。導(dǎo)軌平整度好，無應(yīng)力變形，加工精細(xì)，同心度好，互換性好，能保證電機與電機、電機與測功機之間同心連接，電機運行噪聲小，實驗參數(shù)典型，能較好滿足實驗要求。

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、DQ08直流串勵電動機

額定電壓、額定電流、額定功率和額定轉(zhuǎn)速分別為220V、0.8A、120W、1400r/min

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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)速電阻箱

提供0、2、5、15四檔同軸聯(lián)調(diào)的三相繞線異步電動機轉(zhuǎn)子起動、調(diào)速電阻一組。

10、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(jīng)特殊設(shè)計，容量是被測電機的2～3倍，并經(jīng)精密儀器校正，能很好的完成被測電機的加載輸出轉(zhuǎn)矩的測試。

11、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(zhuǎn)換器配以高速MPU單元設(shè)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、指示等功能。

直流數(shù)顯毫安表一只，采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速MPU單元設(shè)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，具有短路保護功能。

12、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(zhuǎn)換器和高速MPU單元設(shè)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(shè)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(fù)載性質(zhì)（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。

13、DQ26三相可調(diào)電阻器(三組90Ω×2/1.3A/150W瓷盤電阻)

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

15、DQ29可調(diào)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。

16、DQ31波形測試及開關(guān)板

由變壓器波形測試部分和兩個三刀雙擲開關(guān)、一個雙刀雙擲開關(guān)組成。

17、DQ44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。

18、DQ45數(shù)/模交流電壓表

由三只數(shù)字交流電壓表和一只指針式精密交流電壓表組成。

19、DQ36步進電機控制箱及步進電機實驗部件

本控制箱適用于三相步進電動機的控制，提供脈沖發(fā)生器，具有可調(diào)脈寬的脈沖串輸出功能，提供步進驅(qū)動器，工作電壓：12V-26VDC，峰值0-3A可調(diào)電流輸出。提供三相步進電機實驗部件一套。

20、DK03晶閘管主電路

提供12只6A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)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(fù)顯示。

21、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(shè)有觸發(fā)脈沖觀察孔、同步信號觀察孔、鋸齒波斜率調(diào)節(jié)觀察孔等。

22、DK06電機調(diào)速控制實驗（Ⅰ）

提供以下模塊：電流反饋與過流保護（FBC+FA）、給定器（G）、轉(zhuǎn)速變換器（FBS）、速度調(diào)節(jié)器（ASR）、反號器（AR）、電流調(diào)節(jié)器（ACR）等

23、DK06-1 電機調(diào)速控制電路（II）

提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。

24、DK07直流斬波實驗

根據(jù)西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)中相關(guān)的直流斬波內(nèi)容而設(shè)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。

25、DK08給定及實訓(xùn)器件

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

26、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載

提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)電源；一個整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調(diào)電阻，為相應(yīng)的實驗提供一個可調(diào)的阻性負(fù)載。

27、DK12變壓器實驗

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(diào)速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊。

28、DK14單相交直交變頻原理

根據(jù)普通高等教育"九五"國家級重點教材王兆安，黃俊主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）的內(nèi)容進行開發(fā)。用于展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生了解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅(qū)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(fù)載（電阻，電感）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(qū)動芯片的工作特性。

29、DK19半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源

提供了半橋型開關(guān)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(diào)制控制方案。可完成"開關(guān)電路在開環(huán)與閉環(huán)下負(fù)載特性的測試"以及"電源電壓波動對輸出的影響"等實驗內(nèi)容。

30、實驗連接線

實驗連接線：根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插連接線（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(xì)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(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。

31、GDK28 三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)

提供0.4KW三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)1套。

32、提供配套實驗指導(dǎo)書1套。

五、裝置可完成的實驗項目

（一）電機及拖動部分實驗

1.直流電機實驗

(1)認(rèn)識實驗

(2)直流并（他）勵電動機

(3)直流串勵電動機

(4)直流并勵電動機轉(zhuǎn)動慣量的測定

2.變壓器實驗

(1)單相變壓器空載與短路

(2)三相變壓器

(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

3.異步電機實驗

(1)三相鼠籠異步電動機的工作特性（空載試驗、短路試驗、負(fù)載試驗）

(2)三相異步電動機的起動與調(diào)速（直接起動、Y-Δ起動、自耦變壓器降壓起動、轉(zhuǎn)子串電阻起動、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速）

4.電動機機械特性的測定

(1)直流他勵電動機在各種運轉(zhuǎn)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曲線的測繪

5.微特電機實驗

(1)步進電動機實驗

（二）電力電子技術(shù)實驗

1.電力電子技術(shù)實驗項目

(1)三相半波可控整流電路實驗

(2)三相橋式半控整流電路實驗

(3)三相半波有源逆變電路實驗

(4)三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

(5)三相交流調(diào)壓電路實驗

2.典型電力電子器件線路實驗

(1) 單相正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)逆變電路實驗(IGBT)

(2)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)

序號	編號	名稱	數(shù)量
1	DQ01	電源控制屏	1套
2	DQ02	實驗桌	1張
3	DQ03-1	固定電機導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表	1套
4	DQ05	三相組式變壓器	1套
5	DQ08	直流串勵電動機	1件
6	DQ09	直流并（他）勵電動機	1臺
7	DQ10	三相鼠籠式異步電動機	1臺
8	DQ11	三相線繞異步電機	1臺
9	GDQ12	三相線繞異步電機啟動調(diào)速電阻箱	1件
10	DQ19	校正直流測功機	1臺
11	DQ22	直流數(shù)字電壓、毫安、安培表（三只表）（注：按實驗要求每套需配2件）	2件
12	DQ25	單/三相智能功率、功率因數(shù)表	1件
13	DQ26	三相可調(diào)電阻器（每組90Ω*2/1.3A）	1件
14	DQ27	三相可調(diào)電阻器（每組900Ω*2/0.41A）	1件
15	DQ29	可調(diào)電阻器、電容器90Ω2/1.3A、900Ω2/0.41A	1件
16	DQ31	波形測試及開關(guān)板	1件
17	DQ44	數(shù)/模交流電流表	1件
18	DQ45	數(shù)/模交流電壓表	1件
19	DQ36	步進電機控制箱及步進電機實驗部件	1件
20	DK03	晶閘管主電路	1件
21	DK04	三相晶閘管觸發(fā)電路	1件
22	DK06	電機調(diào)速控制實驗（Ⅰ）	1件
23	DK06-1	電機調(diào)速控制電路（II）	1件
24	DK07	直流斬波電路實驗	1件
25	DK08	給定及實驗器件	1件
26	DK11	單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載	1件
27	DK12	變壓器實驗	1件
28	DK14	單相交直交變頻原理	1件
29	DK19	半橋性開關(guān)穩(wěn)壓電源	1件
30		實驗連接線及易損配件	1件
31	GDK28	三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)	1套
32	指導(dǎo)	提供實驗指導(dǎo)書1套	1件
34		實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)	全室配1套