一 、概述
"SG-DJ99電機及自動控制實驗裝置" 綜合了目前我國各類高校所開設(shè)的 "電機學(xué)"、"電機與拖動"、"控制微電機"、"繼電接觸控制"、"工廠電氣控制"、"可編程控制器技術(shù)"、"電力電子技術(shù)"、"半導(dǎo)體變流技術(shù)"、"電機控制"(直流電機調(diào)速、交流電機調(diào)速及變頻調(diào)速)、"電力拖動自動控制系統(tǒng)"及"控制理論"等課程實驗大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性價比高。
二 、電機及自動控制實驗裝置特點
1、綜合性強 本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學(xué)校"電機學(xué)"、"電機與拖動"、"控制微電機"、"繼電接觸控制"、"工廠電氣控制"、"可編程控制器技術(shù)"、"電力電子技術(shù)"、"半導(dǎo)體變流技術(shù)"、"電機控制"(直流電機調(diào)速、交流電機調(diào)速及變頻調(diào)速)、"電力拖動自動控制系統(tǒng)"及"控制理論"等課程實驗項目。
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)，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(xué)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(dǎo)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(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；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(xué)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。
7、先進性強 本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實驗的基礎(chǔ)上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動以及典型的新器件應(yīng)用的大量現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗，讓學(xué)生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。
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： 480Kg
5、外形尺寸：187×73×160cm3
四 、電機及自動控制實驗裝置的配備
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。
(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(具有過壓、過流、過熱及短路軟截止自動恢復(fù)保護功能)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)有電壓，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。強電連接線及插座，采用全封閉結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。
(4) 儀表保護體系
設(shè)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)定時器兼報警記錄儀（服務(wù)管理器）：具有設(shè)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(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼鋼管，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。控制屏兩側(cè)設(shè)有三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。設(shè)有實驗臺照明用的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不銹鋼電機導(dǎo)軌、1024光碼盤測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
包括1024光碼盤測速系統(tǒng)及固定電機的不銹鋼導(dǎo)軌等。不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無應(yīng)力變形，加工精細，同心度好，互換性好，能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲，電機運行噪聲小，實驗參數(shù)典型，能較好滿足實驗要求。
5、DQ07直流復(fù)勵發(fā)電機
6、DQ09直流并勵電動機
7、DQ10三相鼠籠式異步電動機
8、DQ11三相線繞式異步電動機
9、DQ12線繞式異步電機起動與調(diào)速電阻箱
10、DQ19校正直流測功機
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A/D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。
直流數(shù)顯毫安表一只，采用ICL公司高性能A/D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。
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、指示等功能。
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（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(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瓷盤電阻)
14、DQ27三相可調(diào)電阻器(三組900Ω×2/0.41A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，10KΩ/8W、20KΩ/8W功率電阻各一個。
16、DQ31波形測試及開關(guān)板
由變壓器的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（四只）
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(yīng)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(guān)切換，設(shè)有超量程指示，告警等功能。
20、DQ45數(shù)/模交流電壓表（四只）
由三只數(shù)字交流電壓表和一只指針式精密交流電流組成。 測量范圍0～450V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，四位數(shù)碼顯示。指針式精密交流電壓表一只，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相應(yīng)的刻度線），測量范圍0～500V，分10V、30V、100V、300V，500V五檔，精度1.0級，直鍵開關(guān)切換，設(shè)有超量程指示、告警等功能。
18 、DQ23-1交流真有效值電壓表電流表
真有效值交流數(shù)字電流表，測量范圍0～5A。
真有效值交流數(shù)字電壓表，測量范圍0～500V。
19、DK03晶閘管主電路
提供12只5A/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），可更好的完成設(shè)計性實驗。設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±2A，精度1.0級各一只和平波電抗器一組。
20、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。
21、DK05晶閘管觸發(fā)電路實驗
提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路、TCA785集成觸發(fā)電路共五個觸發(fā)電路實驗。
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）、電壓隔離器（TVD）。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)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(yīng)時間等影響；更可以讓學(xué)生從調(diào)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(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間的參數(shù)分別設(shè)計，同時進行實際結(jié)果的驗證，從而完成設(shè)計性實驗。
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?？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚˙uck 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給定及實驗器件
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、24V電源及電感。
26、DK09新器件特性實驗
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，可完成電力電子新器件特性實驗。
27、DK10可調(diào)電阻、電容箱
提供耐壓AC63V的可調(diào)電容三組，調(diào)節(jié)范圍為0.1～11.37uF，0～999KΩ十進制可調(diào)電阻兩組。
28、DK11單相調(diào)壓與隔離變壓器
提供一只0～250V/0.5kVA單相交流自耦調(diào)壓器，一個單相整流濾波電路，為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)電源；提供一個三相整流濾波電路，為相應(yīng)實驗提供直流電源。
29、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一組。
30、SG06實驗連接線及配件
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(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。
五 、電機及自動控制實驗裝置完成的教學(xué)項目
（一）直流電機實驗
1.直流電機認識實驗；
2.直流發(fā)電機實驗；
3.直流并勵電動機實驗；
4.直流電動機轉(zhuǎn)動慣量測試；
（二）變壓器實驗
1.三相變壓器實驗；
2.三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路實驗；
3.三相三繞組變壓器實驗
4.三相變壓器的并聯(lián)運行實驗；
（三）異步電機實驗
1.三相鼠籠異步電動機的工作特性實驗
2.三相異步電動機的起動與調(diào)速實驗；
3.三相鼠籠異步電動機的不對稱運行實驗；
4.三相鼠籠式異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量的測試實驗；
（四）電機機械特性實驗
1.直流他勵電動機在各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機械特性實驗；
2.三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性實驗；
3.三相異步電機M-S曲線的測繪實驗；
（五）電力電子技術(shù)實驗
1.單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實驗；
2.正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗；
3.鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗；
4.西門子TCA785集成觸發(fā)電路實驗；
5.KC05集成觸發(fā)電路實驗；
6.KC04三相閘管觸發(fā)電路實驗；
7.單相半波可控整流電路實驗；
8.單相橋式半控整流電路實驗；
9.單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗；
10.三相半波可控整流電路實驗；
11.三相橋式半控整流電路實驗；
12.三相半波有源逆變電路實驗；
13.三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗；
14.單相交流調(diào)壓電路實驗；
15.三相交流調(diào)壓電路實驗；
16.單向晶閘管(SCR)特性實驗；
17.可關(guān)斷晶閘管(GTO)特性實驗；
18.功率場效應(yīng)管(MOSFET)特性實驗；
19.電力晶體管(GTR)特性實驗；
20.絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實驗(IGBT)；
21.直流斬波電路的性能研究降壓斬波電路(IGBT)；
22.直流斬波電路的性能研究升壓斬波電路(IGBT)；
23.直流斬波電路的性能研究升降壓斬波電路(IGBT)；
24.直流斬波電路的性能研究Cuｋ斬波電路(IGBT)；
25.直流斬波電路的性能研究Sepic斬波電路(IGBT)；
26.直流斬波電路的性能研究Zeta斬波電路(IGBT)；
（六）交直流調(diào)速實驗
1.晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實驗(SCR)；
晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的
2.調(diào)試(SCR)；
3.單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)；
4.雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)；
5.邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)；
6.雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)；
7.雙閉環(huán)三相異步電機串極調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)。
配置清單
|
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 |
不銹鋼電機導(dǎo)軌、光碼盤測速系統(tǒng)（配1024光電編碼器）及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表 |
1件 |
|
4 |
DQ07 |
直流復(fù)勵發(fā)電機 |
1臺 |
|
5 |
DQ09 |
直流并勵電動機 |
1臺 |
|
6 |
DQ10 |
三相鼠籠式異步電動機 |
1臺 |
|
7 |
DQ11 |
三相線繞式異步電動機 |
1臺 |
|
8 |
DQ12 |
線繞式異步電動機起動與調(diào)速電阻箱 |
1件 |
|
9 |
DQ19 |
校正直流測功機 |
1臺 |
|
10 |
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 |
|
11 |
DQ44 |
數(shù)/模交流電流表（四只表） |
1件 |
|
12 |
DQ45 |
數(shù)/模交流電壓表（四只表） |
1件 |
|
13 |
DQ25 |
單/三相智能功率、功率因數(shù)表 |
1件 |
|
14 |
DQ26 |
三相可調(diào)電阻器（每組90Ω*2/1.3A） |
1件 |
|
15 |
DQ27 |
三相可調(diào)電阻器（每組900Ω*2/0.41A） |
1件 |
|
16 |
DQ29 |
可調(diào)電阻器、電容器 |
1件 |
|
17 |
DQ31 |
波形測試及開關(guān)板 |
1件 |
|
18 |
DQ23-1 |
交流真有效值電壓表電流表 |
1件 |
|
19 |
DK03 |
晶閘管主電路 |
1件 |
|
20 |
DK04 |
三相晶閘管觸發(fā)電路 |
1件 |
|
21 |
DK05 |
單相晶閘管觸發(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)速控制系統(tǒng)（Ⅱ） |
1件 |
|
24 |
DK07 |
直流斬波電路（六種典型線路） |
1件 |
|
25 |
DK08 |
給定及實驗器件 |
1件 |
|
26 |
DK09 |
新器件特性實驗 |
1件 |
|
27 |
DK10 |
可調(diào)電阻、電容箱 |
1件 |
|
28 |
DK11 |
單相調(diào)壓與可調(diào)負載 |
1件 |
|
29 |
DK12 |
變壓器實驗 |
1件 |
|
30 |
SG06 |
高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插實驗連接線及配件 |
1套 |
