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的 "電機學"、"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"、"電力電子技術"、"半導體變流技術"、"電機控制"(直流電機調速、交流電機調速及變頻調速)、"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、外同類產品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類產品中結構合理、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各類學校"電機學"、"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"、"電力電子技術"、"半導體變流技術"、"電機控制"(直流電機調速、交流電機調速及變頻調速)、"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，深度和廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機的結合，裝置采用積木式結構，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，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；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；實驗內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外還可結合實際開設設計性實驗。
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。由于整套裝置經過精心設計，加上可靠的元器件質量及可靠的工藝作為保障，產品性能優(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上，加入了新器件的特性、新器件的驅動以及典型的新器件應用的大量現代電力電子技術實驗，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。
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 、電機及自動控制實驗裝置的配備
1、DQ01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)�？烧{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(0.5A)勵磁電源及0～250V(3A)連續(xù)可調穩(wěn)壓電樞電源(具有過壓、過流、過熱及短路軟截止自動恢復保護功能)各一組，并設有直流數顯電壓表及切換開關。
(3) 人身安全保護體系
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。
設有電壓，電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現象，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)定時器兼報警記錄儀（服務管理器）：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。設有實驗臺照明用的220V、40W日光燈一盞。
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、1024光碼盤測速系統(tǒng)及智能數顯轉速表
包括1024光碼盤測速系統(tǒng)及固定電機的不銹鋼導軌等。不銹鋼導軌平整度好，無應力變形，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，實驗參數典型，能較好滿足實驗要求。
5、DQ07直流復勵發(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速電阻箱
10、DQ19校正直流測功機
11、DQ22直流數字電壓、毫安、安培表(三只)
直流數顯電壓表一只，采用ICL公司高性能A/D轉換器配以高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數顯窗口實現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。具有數據存儲與查詢功能。
直流數顯毫安表一只，采用ICL公司高性能A/D轉換器配以高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數顯窗口實現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。具有數據存儲與查詢功能。
直流數顯電流表一只，測量范圍0～5A，三位半數顯，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、數顯窗口實現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（兩表法測量三相總功率）。功率測量精度為1.0級，功率因數測量范圍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），并可存儲測量數據，供隨時查閱。
13、DQ26三相可調電阻器(三組90Ω×2/1.3A瓷盤電阻)
14、DQ27三相可調電阻器(三組900Ω×2/0.41A瓷盤電阻)
15、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，10KΩ/8W、20KΩ/8W功率電阻各一個。
16、DQ31波形測試及開關板
由變壓器的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。
17、DQ44數/模交流電流表（四只）
由三只數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、DQ45數/模交流電壓表（四只）
由三只數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，直鍵開關切換，設有超量程指示、告警等功能。
18 、DQ23-1交流真有效值電壓表電流表
真有效值交流數字電流表，測量范圍0～5A。
真有效值交流數字電壓表，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），可更好的完成設計性實驗。設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）、轉速變換器（FBS）、速度調節(jié)器（ASR）、反號器（AR）、電流調節(jié)器（ACR）、電壓隔離器（TVD）。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，觀測不同的參數對系統(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(如電機的機電時間常數等)出發(fā)對調節(jié)器的放大倍數及積分時間的參數分別設計，同時進行實際結果的驗證，從而完成設計性實驗。
23、DK06-1電機調速控制電路（II）
提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
24、DK07直流斬波實驗
根據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�？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、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可調電阻、電容箱
提供耐壓AC63V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。
28、DK11單相調壓與隔離變壓器
提供一只0～250V/0.5kVA單相交流自耦調壓器，一個單相整流濾波電路，為相應的實驗提供可調電源；提供一個三相整流濾波電路，為相應實驗提供直流電源。
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速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設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：根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（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構聯接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，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子轉動慣量的測試實驗；
（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）電力電子技術實驗
1.單結晶體管觸發(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.單相交流調壓電路實驗；
15.三相交流調壓電路實驗；
16.單向晶閘管(SCR)特性實驗；
17.可關斷晶閘管(GTO)特性實驗；
18.功率場效應管(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）交直流調速實驗
1.晶閘管直流調速系統(tǒng)參數和環(huán)節(jié)特性的測定實驗(SCR)；
晶閘管直流調速系統(tǒng)主要單元的
2.調試(SCR)；
3.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)三相異步電機調壓調速系統(tǒng)實驗(SCR)；
7.雙閉環(huán)三相異步電機串極調速系統(tǒng)實驗(SCR)。
配置清單
|
序 號 |
編 號 |
名 稱 |
數量 |
|
1 |
DQ01 |
電源控制屏 |
1套 |
|
2 |
DQ02 |
實驗桌 |
1張 |
|
3 |
DQ03-1 |
不銹鋼電機導軌、光碼盤測速系統(tǒng)（配1024光電編碼器）及智能數顯轉速表 |
1件 |
|
4 |
DQ07 |
直流復勵發(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速電阻箱 |
1件 |
|
9 |
DQ19 |
校正直流測功機 |
1臺 |
|
10 |
DQ22 |
直流數字電壓、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/模交流電流表（四只表） |
1件 |
|
12 |
DQ45 |
數/模交流電壓表（四只表） |
1件 |
|
13 |
DQ25 |
單/三相智能功率、功率因數表 |
1件 |
|
14 |
DQ26 |
三相可調電阻器（每組90Ω*2/1.3A） |
1件 |
|
15 |
DQ27 |
三相可調電阻器（每組900Ω*2/0.41A） |
1件 |
|
16 |
DQ29 |
可調電阻器、電容器 |
1件 |
|
17 |
DQ31 |
波形測試及開關板 |
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 |
電機調速控制實驗（Ⅰ） |
1件 |
|
23 |
DK06-1 |
電機調速控制系統(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 |
可調電阻、電容箱 |
1件 |
|
28 |
DK11 |
單相調壓與可調負載 |
1件 |
|
29 |
DK12 |
變壓器實驗 |
1件 |
|
30 |
SG06 |
高可靠護套結構手槍插實驗連接線及配件 |
1套 |
