DBZ-780A 電機(jī)及控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置

一、概述
  電機(jī)及控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教材《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時(shí)編著)、《電力電子技術(shù)》(第五版)(西安交通大學(xué)王兆安編著)等實(shí)驗(yàn)大綱的要求，吸收國(guó)內(nèi)、外同類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，精心研制而成。在同類(lèi)產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性?xún)r(jià)比高。
二、特點(diǎn)
1、電機(jī)及控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置綜合性強(qiáng)本裝置綜合了目前國(guó)內(nèi)各類(lèi)學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機(jī)控制、控制理論等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、適應(yīng)性強(qiáng)能滿(mǎn)足各類(lèi)學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)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(jìn)程作有機(jī)的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性強(qiáng)從專(zhuān)用電源、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專(zhuān)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(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。
4、直觀性強(qiáng)各實(shí)驗(yàn)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(hù)方便。
5、科學(xué)性強(qiáng)裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房，減少基建投資；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù)；小電機(jī)耗電省，節(jié)約能源，實(shí)驗(yàn)噪聲小，整齊美觀，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識(shí)外還可結(jié)合實(shí)際開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
6、開(kāi)放性強(qiáng)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(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)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(hù)等功能，使用安全可靠；控制屏還設(shè)有定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的考核提供一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。由于整套裝置經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，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(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)造了條件。
7、先進(jìn)性強(qiáng)本裝置著重從新器件高度來(lái)考慮，在保留了晶閘管實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動(dòng)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)新器件有足夠的認(rèn)識(shí)和了解，緊跟時(shí)代步伐。
三、適用范圍
    電機(jī)及控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置涵蓋了各高等院校等所開(kāi)設(shè)的“電力電子技術(shù)(或稱(chēng)半導(dǎo)體變流技術(shù))”、“直流調(diào)速”、“交流調(diào)速”、“電機(jī)控制”、“電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)”及“控制理論”等專(zhuān)業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
四、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(duì)濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m
  3、裝置容量：＜1.5KVA
  4、外形尺寸：187×70×158 cm3 
五、裝置的基本裝備
（一）、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（均帶有過(guò)流保護(hù)措施）
       提供交流電源：直流調(diào)速檔為三相交流電200V/3A。
                 交流調(diào)速檔為三相交流電240V/3A。
2.高壓直流電源
勵(lì)磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護(hù)。
3.指示及測(cè)量?jī)x表
   （1）交流數(shù)字電壓表：可通過(guò)其下方的波段開(kāi)關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓；
   （2）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～500V，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，四位數(shù)字顯示，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；
   （3）真有效值交流數(shù)字電流表一只：測(cè)量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，四位數(shù)字顯示，為調(diào)速系統(tǒng)提供電流的指示；
   （4）直流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級(jí)，為調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；
   （5）直流數(shù)字電流表一只：測(cè)量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級(jí)，為調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。
4.人身安全保護(hù)體系
（1）三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過(guò)三相漏電保護(hù)器，然后經(jīng)鑰匙開(kāi)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(jì)），對(duì)人身安全起到一定的保護(hù)作用。
（2）電流型漏電保護(hù)裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過(guò)一定值，即切斷電源。
（3）實(shí)驗(yàn)連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接及插座分開(kāi)，不能混插。
（4）強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
5、控制屏其它設(shè)施
    控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根鋼管，可掛置實(shí)驗(yàn)部件，凹槽底部設(shè)有3芯插座， 掛件的供電由這些插座提供?？刂破羶蛇呍O(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(shí)驗(yàn)臺(tái)照明用的40W日光燈一盞。
（二）、DK02實(shí)驗(yàn)桌
    實(shí)驗(yàn)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(jiān)固，形狀似長(zhǎng)方體封閉式結(jié)構(gòu)，造形美觀大方；設(shè)有兩個(gè)大抽屜、柜門(mén)，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(gè)寬敞舒適的工作臺(tái)面。實(shí)驗(yàn)桌還設(shè)有四個(gè)萬(wàn)向輪和四個(gè)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動(dòng)和固定，有利于實(shí)驗(yàn)室的布局。
（三）實(shí)驗(yàn)器材
1.DQ03-1固定電機(jī)導(dǎo)軌、測(cè)速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
  2.DQ27三相可調(diào)電阻（每組900Ω×2/0.41A）
  3.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(xiǎn)絲保護(hù)裝置，晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級(jí)帶鏡面直流電流表±2A，精度1.0級(jí)各一只和平波電抗器一組。
4.DK04三相晶閘管觸發(fā)電路
   提供三相觸發(fā)電路、功放電路，脈沖變壓器等，與“DK03”配套使用。
5.DK05晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
    提供單結(jié)晶體管、鋸齒波同步移向、正弦波同步移向觸發(fā)電路，KC05單相交流調(diào)壓，西門(mén)子TCA785集成觸發(fā)電路等。
6.DK06電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）
    提供以下模塊：電流反饋與過(guò)流保護(hù)（FBC+FA）、給定器（G）、轉(zhuǎn)速變換器（FBS）、速度調(diào)節(jié)器（ASR）、反號(hào)器（AR）、電流調(diào)節(jié)器（ACR）等
7.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0.1～11.37?F，0～999kΩ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組；供電流調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器反饋回路使用，可靈活改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時(shí)間。
8.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(shí)驗(yàn)提供可調(diào)電源；一個(gè)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(pán)可調(diào)電阻，為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)可調(diào)的阻性負(fù)載。
  9.DK12變壓器實(shí)驗(yàn)
    提供三相芯式變壓器一個(gè)（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(jī)串級(jí)調(diào)速實(shí)驗(yàn)和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊。
10.DK14單相交直交變頻原理
　　根據(jù)普通高等教育"九五"國(guó)家級(jí)重點(diǎn)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(jìn)行開(kāi)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(hào)的形成方法，了解IGBT管專(zhuān)用集成驅(qū)動(dòng)芯片的特點(diǎn)及其使用，能完成如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
　　1）SPWM波形成的過(guò)程；
　　2）交直交變頻電路在不同負(fù)載（電阻，電感）時(shí)的工作情況和波形，并研究工作頻率對(duì)電路工作波形的影響；
　　3）IGBT管專(zhuān)用集成驅(qū)動(dòng)芯片的工作特性。
11.DK17雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調(diào)速系統(tǒng)
  通過(guò)對(duì)四個(gè)橋臂上IGBT管的觸發(fā)控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)可逆直流他勵(lì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的目的，主要由三大部分組成，即主回路部分、控制電路部分和調(diào)節(jié)部分。主回路由直流電源、四種IGBT管組成；控制回路部分由專(zhuān)用芯片產(chǎn)生PWM脈沖波，PWM波脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的四路控制脈沖，分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)橋臂的IGBT管；調(diào)節(jié)部 分由兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器組成，并通過(guò)速度環(huán)、電流環(huán)構(gòu)成的反饋回路使電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行在給定的轉(zhuǎn)速下。本實(shí)驗(yàn)箱可完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：（1）、全橋DC/DC 變換電路實(shí)驗(yàn)（2）雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速實(shí)驗(yàn)。
12.DK06-1 電機(jī)調(diào)速控制電路（II）
提供以下模塊：零電平檢測(cè)（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
13.DQ07-1直流發(fā)電機(jī)(DC220V，240W，n=1500RPM)
14.DQ09直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī) （Un=DC220V ， IN=1.1A ，  PN=185W ， n=1500RPM ，絕緣等級(jí)E ）
15.DQ11三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)（AC220V，接法 Y，轉(zhuǎn)速 1380RPM，功率100W ,電流0.6A，絕緣等級(jí)E）
16.GDQ12線繞式異步電機(jī)起動(dòng)與調(diào)速電阻箱
提供0、2、5、15的三相繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子起動(dòng)、調(diào)速電阻一組。
17.GDK28三相異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)
提供日本三菱FR-D720變頻調(diào)速系統(tǒng)1套，端子引出到面板，設(shè)有1K歐姆調(diào)速電位器1只。
18.實(shí)驗(yàn)連接線：
電機(jī)及控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)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(wú)氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭采用實(shí)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(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
六、本裝置能開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
2．鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
3．單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
4．單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
5．單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
6．三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
7．三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
8．三相半波有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
9．三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
10．單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
11．三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
(二）典型電力電子器件線路實(shí)驗(yàn)
    1．單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電路原理實(shí)驗(yàn)
    2．全橋DC/DC變換電路實(shí)驗(yàn)
（三）直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)（直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)）
    1．晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試
2．帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
    3．轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
    4．邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
    5．轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)（H橋、IGBT）
（四）交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（交流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)）
    1．雙閉環(huán)三相繞線異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
    2．雙閉環(huán)三相繞線異步電機(jī)串極調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3. 變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
七、 裝置配置清單