電力電子及電機控制實驗裝置
電力電子及電機控制實驗裝置,電力電子及自動化控制實訓臺涵蓋了電子技術(shù)(數(shù)、模電子技術(shù))、電力電子變流技術(shù)、電機與拖動、自動控制、可編程控制器、單片機。 ...
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本文關(guān)鍵詞：電力電子及電機控制實驗裝置
ZRJDQ-5電力電子及電機控制實驗裝置
一、概述
電力電子及自動化控制實訓臺是根據(jù)機械工業(yè)出版社出版的《維修電工技師培訓教材》中相關(guān)技能的培訓要求，而研發(fā)的實訓裝置。該裝置不僅可作為各企業(yè)、職業(yè)技術(shù)院校、技校等單位的維修電工技師培訓用的操作臺，而且也可作為有關(guān)部門對維修電工技師資格認定的考核鑒定設(shè)備。本套裝置還增設(shè)了故障設(shè)置與排除功能，具有豐富的波形觀測孔和故障測試孔，便于培訓考核。
它不僅涵蓋了電子技術(shù)(數(shù)、模電子技術(shù))、電力電子變流技術(shù)、電機與拖動、自動控制、可編程控制器、單片機等幾個方面的技能培訓，還可以用于對從業(yè)人員進行崗位培訓、就業(yè)培訓以及各省、市的維修電工培訓和鑒定考核使用。
二、特點
1、綜合性強 本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學校電子技術(shù)，電力電子、半導體變流、交直流調(diào)速、PLC可編程控制技術(shù)、電機控制理論等幾個方面的技能培訓項目。
2、適應性強 能滿足各類學校相應課程的實驗教學，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學的進程作有機的結(jié)合，裝置采用積木式結(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 從專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導線配套齊全，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套。
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；實驗內(nèi)容豐富，設(shè)計合理，除了加深理論知識外還可結(jié)合實際開設(shè)設(shè)計性實驗。
6、開放性強 控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，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，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠；控制屏還設(shè)有定時器兼報警記錄儀，為學生實驗技能的考核提供一個統(tǒng)一的標準。由于整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實驗室，創(chuàng)造了條件。
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℃） 海撥＜4000m
3、裝置容量：＜1.5KVA
4、外形尺寸：187×70×162 cm3
四、裝置的基本裝備
1、DK01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）
（1）交流電源：三相交流電源 220V 1.5A電流（帶有過流保護措施）
三相交流電源 380 3A （具有輸出短路保護）
（2）高壓直流電源
勵磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護。
（3）指針式儀表：
交流電壓表一只：可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級;
（4）數(shù)字式儀表
1）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，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；
2）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯，具有超量程告警功能，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示；
3）直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級；
4）直流數(shù)字毫安表一只：測量范圍為0～2000mA，分20 mA、200 mA、2000 mA三檔，直鍵開關(guān)切換，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。
（5）人身安全保護體系
三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計），對人身安全起到一定的保護作用。
電流型漏電保護裝置：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：強、弱電連接及插座分開，不能混插。強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
（6）實驗管理器
具有設(shè)定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區(qū)分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
（7)故障設(shè)置箱：單片機智能故障設(shè)置，可設(shè)置40個故障點，并可對其進行排故功能。
（8）控制屏其它設(shè)施
控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼管，可掛置實驗部件控制屏兩邊設(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設(shè)有實驗臺照明用的40W日光燈一盞。
2、DK02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固定電機導軌、測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表。
電機導軌平整度好，無應力變形，加工精細，同心度好與互換性好，能保證電機與電機之間連接的同心度不超過±5絲，電機運行噪音小，實訓參數(shù)典型，能較好滿足實訓要求。
4、DQ29-2 電阻負載及開關(guān)
提供兩組900Ω×2/0.41A瓷盤電阻和一只轉(zhuǎn)換開關(guān)
5、DK03晶閘管主電路
提供12只5A/1000V的晶閘管，分成正、反橋兩組，每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過觸發(fā)信號進行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口）。另外，還設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表（±300V，精度1.0級）、帶鏡面精密指針式直流電流表（±2A，精度1.0級）各一只以及平波電抗器一組。
6、DK04 三相晶閘管觸發(fā)電路
提供三相觸發(fā)電路、功放電路等，與“DK03”配套使用。
7、DK05晶閘管觸發(fā)電路實驗
提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、鋸齒波同步觸發(fā)電路和西門子TCA785集成觸發(fā)電路。
8、DK06電機調(diào)速控制實驗（Ⅰ）
提供以下模塊：給定（帶數(shù)顯）、調(diào)節(jié)器I、轉(zhuǎn)速變換（FBS）、調(diào)節(jié)器II、反號器（AR）、電流變換（FBC）、電壓隔離器（TVD）。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的比例增益可用電位器進行調(diào)節(jié)。
9、DK06-1電機調(diào)速控制實驗（Ⅱ）
提供以下模塊：提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）及邏輯控制（DLC）。
10、DK07-1直流斬波電路
主要由斬波器觸發(fā)電路及斬波主電路兩大部分組成。
11、DK08給定及實訓器件
提供一只燈泡負載、給定電壓（帶數(shù)顯，±15V可調(diào)電壓輸出）、二極管。
12、DK09新器件特性實驗
提供SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，與DK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅(qū)動特性實驗。
13、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負載
提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應的實驗提供可調(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，為相應的實驗提供一個可調(diào)的阻性負載。
14、DK13 功率器件驅(qū)動與保護電路
電源：為驅(qū)動電路提供電源：包括±5V、±15V、+20的直流電源
驅(qū)動電路：提供GTR，GTO ，的MOSFET和IGBT的驅(qū)動保護電路。其中IGBT的驅(qū)動電路采用了專用芯片EXB841，MOSFET的驅(qū)動電路由分立元件組成。
PWM波形發(fā)生器：以SG3525為核心PWM波形發(fā)生器主要是為新器件驅(qū)動電路提供PWM驅(qū)動波形，可以通過頻率調(diào)節(jié)旋鈕進行頻率調(diào)節(jié)；通過占空比電位器來調(diào)節(jié)PWM波形的占空比。
15、DK29 功率表及單相變壓器
提供一只功率表和一只單相變壓器。
16、DK12變壓器實驗
提供三相芯式變壓器一個和一組三相不控整流電路。
17、PLC可編程控制器主機及模擬實訓（主機為FX1N-40MR，含SC-09通訊編程電纜、通訊模塊）
18、PLC可編程控制器模擬實訓（一）
提供運料小車、混料罐、機械滑臺、機械手及十字路口交通燈控制線路的實訓模塊。
19、PLC可編程控制器模擬實訓（二）
提供三相異步電動機Y/Δ啟動，三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)，四層電梯實訓模塊。
20、GDK28 變頻器調(diào)速控制實訓組件（三菱D720,0.4KW）
21、DZ-1電子技術(shù)實訓組件（一）
提供鋸齒波發(fā)生器、RC正弦波振蕩器、正弦波方波鋸齒波發(fā)生器、電壓頻率轉(zhuǎn)換器、集成功率放大器、步進電機與環(huán)行分配器等實訓模塊。
22、DZ-2電子技術(shù)實訓組件（二）
提供可逆計數(shù)譯碼器、十位邏輯電平、簡易數(shù)字式頻率計、單脈沖控制移位寄存器、數(shù)碼管顯示等實訓模塊。
23、DZ-3電子技術(shù)實訓組件（三）
提供多種運算放大器、有源濾波器、電壓比較器、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、555時基電路、集成三端穩(wěn)壓電路等實訓模塊。
24、DZ-4電子技術(shù)實訓電源組件
提供電子技術(shù)實訓用的電源（±5V、±12V、±15V直流電源）、單次脈沖源、函數(shù)信號發(fā)生器、數(shù)字頻率計等。
25、MCU-1 單片機組件
單脈沖發(fā)生電路（復位電路）、8位邏輯電平輸出、8位發(fā)光二極管電路、查詢式鍵盤、陣列式鍵盤、5LED靜態(tài)（串行）顯示電路、6LED動態(tài)（掃描）顯示電路、8155與單片機接口電路、8255與單片機接口電路、DAC0832與單片機接口電路、ADC0809與單片機接口電路、單片機的RS-232C總線接口、單片機的Centronics(最小應用系統(tǒng))總線接口、93C46串行EEPROM與單片機接口電路、EEPROM的外部程序存儲器擴展電路、點陣型液晶顯示屏控制電路、16×8LED點陣電路、I2C總線接口電路、看門狗電路。利用以上設(shè)備及實訓模塊，可以方便構(gòu)建實訓項目。
26、DQ19 校正直流測功機（發(fā)電機，作為模擬負載使用）
220V、2.0A、 350W、1500r/min，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
27、DQ19直流并勵電動機
28、DQ10三相鼠籠式異步電動機
29、DQ11三相線繞式異步電動機
30、DQ12線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子專用箱
31、DQ36步進電機控制箱及步進電機實訓部件
提供三相步進電機及步進電機驅(qū)動系統(tǒng)1套
32、高壓直流無刷電機及控制器
高壓直流無刷電機控制器采用DSP控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電機正、反轉(zhuǎn)控制及調(diào)速等功能。提供220V、100W、1500r/min高壓直流無刷電機一臺
33、電腦小推車
提供鋁木結(jié)構(gòu)電腦小推車一個，帶萬向輪，設(shè)有顯示器保護罩。
34、導線架
提供歐式導線架，主要用于懸掛和放置實訓專用導線，外形尺寸為530mm×430mm×1200mm。
35、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，兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
五、本裝置能開設(shè)的實驗項目（所列器材全部配置時）
(一)電子技術(shù)
1. 鋸齒波發(fā)生器
2. RC正弦波振蕩器
3. 正弦波 方波 鋸齒波發(fā)生器
4. 電壓頻率轉(zhuǎn)換器
5. 集成功率放大器
6. 步進電機環(huán)形分配器
7. 可逆計數(shù)譯碼顯示電路
8. 數(shù)字定時器
9. 數(shù)字式頻率計
10. 單脈沖控制移位寄存器
11. 運算放大器（比例、加法、減法、積分）
12. 電壓比較器
13. 有源濾波器
14. 集成三端穩(wěn)壓塊的應用
15. D/A 轉(zhuǎn)換實訓
16. A/D 轉(zhuǎn)換實訓
17. 555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
18. 555組成的多諧振蕩器
(二)電力電子變流技術(shù)
1. 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
2. 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路
3. 西門子TCA785集成觸發(fā)電路
4. 單相半波可控整流電路
5. 單相橋式半控整流電路
6. 單相橋式全控整流電路
7. 三相半波可控整流電路
8. 三相橋式半控整流電路
9. 三相橋式全控整流電路
10. 單相交流調(diào)壓電路
11. 三相交流調(diào)壓電路
12. GTR、GTO、MOSFET、IGBT特性、驅(qū)動及保護電路
13. 直流斬波實訓
(三)電機與拖動
1. 單相變壓器的設(shè)計，單相變壓器的空載、短路
2. 三相芯式變壓器同名端的判別及Y/Y-12，△/Y-1聯(lián)接組別
3. 直流電動機的機械特性及回饋制動
4. 交流電動機的機械特性及回饋制動
5. 步進電機
6. 直流伺服電動機
7. 開關(guān)磁阻電機
(四)自動控制
1. 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)各主要單元的調(diào)試
2. 單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
3. 電壓、電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
4. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
5. 帶電流截止的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
6. 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
7. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
8. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)三相異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)
9. 三相異步電機交流變頻調(diào)速系統(tǒng)
(五)可編程控制器
1. 基本指令練習
2. 用PLC進行運料小車的控制線路設(shè)計，并進行模擬調(diào)試
3. 用PLC進行混料罐的控制線路設(shè)計，并進行模擬調(diào)試
4. 用PLC進行機械滑臺的控制線路設(shè)計，并進行模擬調(diào)試
5. 用PLC進行機械手的控制線路設(shè)計，并進行模擬調(diào)試
6. 用PLC進行十字路口交通燈的控制線路設(shè)計，并進行模擬調(diào)試
7. 用PLC進行四層電梯的控制線路設(shè)計，并進行模擬調(diào)試
8. 用PLC進行三相異步電動機Y/△啟動控制線路設(shè)計，并進行調(diào)試
9. 用PLC進行三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路設(shè)計，并進行調(diào)試
（六）變頻器，觸摸屏實訓
1. 變頻器基本操作實訓
2. 變頻器調(diào)速實訓
3. 基于PLC通信方式的變頻器的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
4. 基于PLC通信方式的變頻器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
（七）本裝置可設(shè)置的部分故障內(nèi)容
1．可控硅觸發(fā)脈沖的丟失
2．整流橋熔斷絲故障
3．觸發(fā)電路同步信號的故障
4．觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖調(diào)節(jié)失效
5．速度調(diào)節(jié)器積分電容短路
6．速度調(diào)節(jié)器輸出斷路
7．轉(zhuǎn)速變換輸出斷路
8．電流調(diào)節(jié)器積分電容短路
9．電流調(diào)節(jié)器輸出斷路
10．電壓隔離器輸出斷路
11．反號器輸工作不正常
.......
本裝置最多可設(shè)置40個獨立的故障點，每個實訓項目可通過多種故障的組合，可設(shè)置更多的故障。
六、裝置的配置清單：
序號
名 稱
數(shù)量
備注
1
電源控制屏
1件
2
實驗桌
1張
3
固定電機導軌、測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
1件
4
可調(diào)電阻負載及開關(guān)組件（每組900Ω*2/0.41A）
1件
5
晶閘管主電路
1件
6
三相晶閘管觸發(fā)電路
1件
7
單相晶閘管觸發(fā)電路
1件
8
給定及實訓器件
1件
9
新器件特性實驗
1件
10
功率器件驅(qū)動與保護電路
1件
11
電機調(diào)速控制實驗（Ⅰ）
1件
12
電機調(diào)速控制實驗（Ⅱ）
1件
13
直流斬波電路
1件
14
單相調(diào)壓與可調(diào)負載
1件
15
功率表及單相變壓器
1件
16
變壓器實驗
1件
17
PLC可編程控制器主機及模擬實訓
1件
18
PLC可編程控制器模擬實訓（一）
1件
19
PLC可編程控制器模擬實訓（二
1件
20
變頻器控制（三菱D720）
1件
21
電子技術(shù)實訓組件（一）
1件
22
電子技術(shù)實訓組件（二）
1件
23
電子技術(shù)實訓組件（三）
1件
24
電子技術(shù)實訓電源組件（四）
1件
25
校正直流測功機
1臺
26
直流并勵電動機
1臺
27
三相鼠籠式異步電動機
1臺
28
三相線繞式異步電動機
1臺
29
線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子專用箱
1件
30
步進電機控制箱及步進電機實訓部件
1套
31
高壓直流流無刷電機控制箱及直流無刷電機實訓部件
1套
32
單片機實訓組件
1套
33
歐式導線架
1件
34
電腦小推車（鋁木結(jié)構(gòu)，帶萬向輪和顯示器保護罩）
1張
35
高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插實驗連接線
1套
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