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SBDQ-1E型電力拖動動控制綜合實驗裝置

一 、概述

電力拖動動控制綜合實驗裝置、電力拖動動控制綜合實驗設備綜合了目前我國高等院校"電機學"、"電機與拖動"、"控制微電機"、"電機控制"、"工廠電氣控制""電力電子技術(shù)""電力拖動自動控制系統(tǒng)"等課程實驗大綱的要求。特別適用于高等院?，F(xiàn)有的電機、電氣技術(shù)實驗設備的更新改造，同時也為中等專業(yè)學校、職業(yè)技術(shù)學院等新建或擴建實驗室，迅速開設實驗課提供了理想的實驗設備，為教師或研究生開發(fā)新實驗或進行科學研究工作提供良好的實驗條件。

(圖1：實驗設備實物外形參考圖片，也可以根據(jù)學校要求定做）

二、特點

1、綜合性強 本裝置綜合了目前國內(nèi)各類院校電機及電氣類課程的全部實驗項目。

2、適應性強 能滿足各類學校相應課程的實驗教學，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，設計合理，除了加深理論知識外，還為學生走向社會打下良好的基礎(chǔ)；測量儀表采用指針式（帶超量程告警等）、數(shù)字式、智能化及人機對話等相結(jié)合，密切結(jié)合教學實驗需要進行配置，使裝置測量手段現(xiàn)代化；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。

6、開放性強 控制屏供電隔離（浮地設計），并設有內(nèi)、外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；各測量儀表均有保護功能。整套裝置經(jīng)過精心設計，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： 480Kg

5、外形尺寸：187×700×160cm3

四、實驗項目

（一）電力電子技術(shù)實驗

1、 電力電子技術(shù)實驗項目（電力電子器件的典型線路實驗）

1）SPWM單相交直交變頻電路的性能研究

2）全橋DC-DC變換電路

3）三相整流電路（SCR））

4）交直流調(diào)速（電力拖動自動控制）實驗

(1)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試(SCR)

(2)開環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)實驗

(3)單閉環(huán)(轉(zhuǎn)速單閉環(huán)、電流單閉環(huán))不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)

（4）轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)控制晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗

(5)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)（H橋、IGBT）

（6）雙閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實驗

（7）雙閉環(huán)交流串級調(diào)速系統(tǒng)實驗

（8）變頻調(diào)速系統(tǒng)實驗

（二）電機與拖動基礎(chǔ)實驗

1、 變壓器實驗

(1) 單相變壓器 

(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 

(6) 三相變壓器的并聯(lián)運行

2、 直流電機實驗

(1) 直流電機認識實驗 

(2) 直流發(fā)電機 

(3) 直流并勵電動機

(4) 直流并勵電動機轉(zhuǎn)動慣量的測試

3、 異步電機實驗

(1) 三相鼠籠異步電動機的工作特性 

(2）三相異步電動機的起動與調(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

五、裝置的配置

1、DQ01電源控制屏(鐵質(zhì)噴塑結(jié)構(gòu))

 (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)。可調(diào)交流電源輸出處設有過流保護技術(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380V/15V*3一只。

(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)部具有過壓、過流保護功能)各一組，并設有直流數(shù)顯電壓表及切換開關(guān)。

(3) 人身安全保護   

設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。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。

設有電壓型漏電保護器，實驗中若有漏電現(xiàn)象，發(fā)出報警功能，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。

2、DQ02實驗桌

1）實訓桌采用四個工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝調(diào)節(jié)腳，方便高度調(diào)節(jié)，主體結(jié)構(gòu)通過左、右各2個C字形鋁壓成型構(gòu)件聯(lián)接，臺面高度約800mm，桌面板下設支撐框架，截面尺寸為30×30mm，承受力不少于300kg。立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套塑料堵頭，槽內(nèi)適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。C字形鋁壓成型構(gòu)件為左、右對稱件，采用壓鑄成型工藝，經(jīng)機加工、拋丸、噴砂，表面藍色靜電噴涂工藝。

2）實訓桌桌面采用25mm麻灰色高密度層壓板封邊特制，有效提高絕緣等級；

3）實訓儲物柜采用冷沖壓鈑金一體成型，封閉式結(jié)構(gòu)，表面靜電噴涂；柜體設有雙門柜用于放置實訓掛箱，設有二個抽屜用于放置實訓導線和指導書等。

3、DQ03-1電機導軌、測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表

包括測速系統(tǒng)及固定電機的導軌等。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、電機與測功機之間很好的連接，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、DQ07直流復勵發(fā)電機（Un=DC200V ， IN=0.5A ，  PN=100W ， n=1600RPM ，絕緣等級E ）

6、DQ09直流并（他）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（ 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 1400 RPM，功率100W ,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（220V、2.2A、 355W、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，具有斷路保護等功能。

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。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)

16、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。

17、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。

18、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。 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，設有超量程指示，告警等功能。

19、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，設有超量程指示、告警等功能。

20、DK03晶閘管主電路

提供12只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設有保護裝置，晶閘管可通過外加信號進行觸發(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一只，帶鏡面直流電流表±2A一只，平波電抗器一組。 

21、DK04三相晶閘管觸發(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，留有波形測試孔。

22、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的比例增益由電位器調(diào)節(jié)。

23、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、BCR等。

24、DK10可調(diào)電阻器，電容器

提供耐壓AC100V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。

25、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。

26、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；還設有三相不控整流電路等模塊。

27、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)》(第五版)的相關(guān)內(nèi)容進行開發(fā)，用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解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載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。

28、DK17雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調(diào)速系統(tǒng)

通過對四個橋臂上IGBT管的觸發(fā)控制，來實現(xiàn)對可逆直流他勵電機進行調(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)動四個橋臂的IGBT管；調(diào)節(jié)部 分由兩個PI調(diào)節(jié)器組成，并通過速度環(huán)、電流環(huán)構(gòu)成的反饋回路使電機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行在給定的轉(zhuǎn)速下。

電力拖動動控制綜合實驗裝置可完成的實驗項目有：

（1）全橋DC/DC 變換電路實驗

（2）雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速實驗。

29、DK28三相異步電機變頻調(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，設有1K歐姆調(diào)速電位器1只。

30、實訓連接線及配件

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，接觸優(yōu)良。

六、電力拖動動控制綜合實驗設備配置清單