KYDK-602A 电机及自动控制实验装置

KYDK-602A 电机及自动控制实验装置

一、概述
　　KYDK-602A 电机及自动控制实验装置，是由本公司设计的新颖综合实训装置，满足了目前我国高等院校"电机学"、"电机与拖动"、"微特电机及系统"、"继电接触控制"、"可编程控制器技术"、"工厂电气控制"、"电力电子技术"、"半导体变流技术"、交直流电机调速系统"及"自动控制理论"等课程所开设的实训项目等课程实训大纲的要求，特别适用于高等院校现有的电机、电气技术实训设备的更新改造，同时也为中等专业学校、职业技术学院等新建或扩建实训室，迅速开设实训课提供了理想的实训设备，为教师或研究生开发新实训或进行科学研究工作提供良好的实训条件。

二、实训装置特点
　　1、综合性强 本装置挂件配齐时可完成目前国内各类院校电机及电气学科课程的全部实训项目。
　　2、适应性强 能满足各类学校相应课程的实训教学，实训的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机地结合。装置采用组件式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实训，只需添加部件即可，永不淘汰。
　　3、整套性强 从仪器仪表、专用电源、电机及其它实训部件到实训连接专用导线等均配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实训的需要进行配置。
　　4、直观性强 各实训挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。
　　5、科学性强 装置占地面积少，节约实训用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电省，节约能源；实训噪声小，整齐美观，改善实训环境；电气控制实训，内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外，还为学生走向社会打下良好的基础；测量仪表采用指针式（带超量程告警等）、数模双显、数字式、智能化及人机对话等相结合，密切结合教学实训需要进行配置，使装置测量手段现代化；设有定时器兼报警记录仪，为学生实训技能的考核提供一个统一的标准。
　　6、开放性强 控制屏供电隔离（浮地设计），并设有内、外电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，使用方便；各测量仪表均有保护功能。整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实训创造了条件，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。
三、技术性能
　　1.输入电源：三相四线（或五线制）～380V±10% 50Hz
　　2.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
　　3.装置容量：＜1.5kVA
　　4.外形尺寸：187cm×73cm×160cm
四、实验项目
　（一）电机部分
　　1.直流电机实验
　　（1）认识实验
　　（2）直流并励电动机
　　（3）直流电动机转动惯量测试
　2.异步电机实验
　　（1）三相鼠笼异步电动机的工作特性
　　（2）三相异步电动机的起动与调速
　　（3）三相鼠笼异步电动机的不对称运行
　　（4）三相鼠笼异步电动机的温升
　　（5）三相鼠笼式异步电动机转子转动惯量的测试
　3.电动机机械特性的测定
　　（1）直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性
　　（2）三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性
　　（3）三相异步电机M-S曲线的测绘
　4.微特电机实验
　　（1）直流伺服电机实验
　5.继电接触控制与电力拖动（电气控制）的实验
　　（1）三相异步电动机点动和自锁的控制线路
　　（2）三相异步电动机正反转的控制线路
　　（3）顺序控制线路
　　（4）三相鼠笼异步电动机降压起动的控制线路
　　（5）三相线绕式异步电动机起动的控制线路
　　（6）三相异步电动机能耗制动的控制线路
　　（7）三相异步电动机单向启动及反接制动的控制线路
　（二）电力电子部分
　1.电力电子技术实验项目
　　（1）三相半波可控整流电路实验
　　（2）三相半波有源逆变电路实验
　　（3）三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
　　（4）三相交流调压电路实验
　　（5）单向晶闸管(SCR)特性实验
　2.交流电机调速系统实验
　　（1）双闭环三相异步电机调压调速系统实验(SCR)
　　（2）双闭环三相异步电机串极调速系统实验(SCR)
　3.DSP控制调速系统实验
　　（1）DSP矢量控制变频调速系统实验(IPM)
　　（a）磁场定向控制(FOC)变频调速实验
　　（b）直接转矩控制(DTC)变频调速实验
五、装置的基本装备
　1、DQ01电源控制屏(铁质喷塑结构，铝质面板)　
　（1）交流电源
　　提供三相0～450V可调交流电源，同时可得到单相0～250V可调的交流电源(配有一台三相同轴联动自耦调压器（规格1.5kVA、0～450V），克服了三只单相调压器采用链条结构或齿轮结构组成的许多缺点)。可调交流电源输出处设有过流保护装置，当相间、线间过电流及直接短路均能自动保护，克服了调换保险丝带来的麻烦。配有三只指针式交流电压表，通过切换开关，可指示三相电网电压和三相调压电压
　（2）高压直流电源两路
　　提供220V(0.5A)励磁电源及40～250V(3A)连续可调稳压电枢电源(具有过压、过流、过热及短路软截止自动恢复保护功能)各一组，并设有直流数显电压表及切换开关
　（4）仪表保护体系
　　设有多只信号插座，与仪表相连。当仪表超量程时，即能告警并切断输出电源，对仪表起到良好的保护作用
　（5）定时器兼报警记录仪（服务管理器）：具有设定时间、到时报警、切断电源及记录各种告警次数等功能
　（6）控制屏正面大凹槽内，设有两根不锈钢钢管，可挂仪表及实验部件。凹槽底部设有多个12芯、10芯、4芯（33V）等插座，以及蓝色单相三芯220V电源插座，给仪表等部件供电用。控制屏两侧设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。实验台照明用220V、40W的日光灯一盏
　2.实验桌
　　实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固，形状似长方体封闭式结构，造型美观大方；设有两个大抽屉、柜门，用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌底部装有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定
　3.不锈钢电机导轨、光码盘测速系统（日本欧姆龙1024增量式光电编码器）及数显转速表
　　不锈钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度与互换性好，能保证电机与电机、电机与测功机之间连接的同心度不超过±5丝。电机运行时噪声小，实验参数典型，能较好满足实验的要求。
　4.直流并励电动机
　5.三相鼠笼式异步电动机
　6.三相线绕式异步电动机
　7.线绕式异步电机起动与调速电阻箱
　8.校正直流测功机
　9.直流数字电压、毫安、安培表(三只)
　　直流数显电压表一只，测量范围0～1000V，分2V、20V、200V、1000V四档，直键开关切换，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度为0.5级，具有超量程报警、指示及切断总电源等功能。
直流数显毫安表一只，测量范围0～2000mA，分20mA、200mA、2000mA三档，直键开关切换,三位半数显,精度为0.5级，具有超量程报警、指示及切断总电源等功能
　　直流数显电流表一只，测量范围0～5A，三位半数显，精度为0.5级，具有超量程报警、指示及切断总电源等功能
　10.数/模交流电流表（三只）
　　提供真有效值交流数字电流表一只，测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程告警、指示及切断总电源功能
　　提供指针式精密交流电流表两只，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相应的刻度线），测量范围0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四档，精度1.0级，直键开关切换，设有超量程告警、指示及切断总电源功能
　11.数/模交流电压表（三只）
　　提供真有效值交流数字电压表一只，测量范围0～500V，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显
提供指针式精密交流电压表两只，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相应的刻度线），测量范围0～500V，分10V、30V、100V、300V、500V五档，输入阻抗1MΩ，精度1.0级，直键开关切换，每档均有超量程告警、指示及切断总电源功能
　12.单三相智能功率、功率因数表（三只表）
　　由两套微电脑，高速、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话的智能控制模式。为了提高测量范围和测试精度，将被测电压、电流瞬时值的取样信号经A/D变换，采用专用的DSP计算有功功率、无功功率。单相功率及三相功率P1、P2的测量，其精度为0.5级；电压、电流量程分别为450V、5A，可测量负载的有功功率、无功功率、功率因数及负载的性质等；此外还可以贮存、记录15组功率和功率因数的测试结果数据，并可逐组查询。通过两表法即可测量三相总功率，直接显示总功率P(即P1+P2之和)
　13. 1三相可调电阻器（三组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻）
　14.三相可调电阻器（三组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻）
　15.可调电阻器、电容器
　　提供90Ω×2/1.3A及900Ω×2/0.41A瓷盘电阻各一组，1μF/450V、2μF/450V、 35μF/450V、4μF/450V电力电容各1只，10KΩ/8W、20KΩ/8W功率电阻各1只
　16.波形测试及开关板
　　由变压器的波形测试部分和两个三刀三位开关、一个双刀双掷开关组成
　17.D61继电接触控制（一）
　　提供交流接触器（线圈电压220V）三只，热继电器一只，电子式时间继电器（通电延时，工作电压220V）一只，变压器（220V/26V/6.3V）、整流电路、能耗制动电阻（10Ω/25W）各一组，带灯按钮（黄、绿、红各一只）三只。面板上画有器件的外形，并将各器件的工作端子引到面板上，供实验接线用，器件的工作状态均有发光二极管指示。面板上设有摇臂结构，可看到具体的器件并对可需要调节的器件进行调节
　18.晶闸管主电路
　　提供12只5A/1000V的晶闸管，分成正、反桥两组，每只晶闸管均设有过流、过压保护装置，正、反桥晶闸管可通过外加信号进行触发(留有触发脉冲输入接口)，可更好的完成设计性实验；设有带镜面精密指针式直流电压表±300V，精度1.0级带镜面直流电流表±2A，精度1.0级各一只和平波电抗器一组。
　19.三相晶闸管触发电路
　　提供三相触发电路、功放电路等，配套使用。
　20.电机调速控制实验(I)
　　提供以下模块：电流反馈与过流保护(FBC+FA)、给定器(G)、转速变换器(FBS)、反号器(AR)、电压隔离器(TVD)、调节器I和调节器II。其中调节器I和调节器II的反馈电阻、电容均外接(从DJK08上获得)，实验时可以灵活改变系统的参数，观测不同的参数对系统稳定性及相应时间等影响；更可以让学生从调速系统的各种参数(如电机的机电时间常数等)出发对调节器的放大倍数及积分时间的参数分别设计，同时进行实际结果的验证，从而完成设计性实验。
　21.可调电阻、电容箱
　　提供耐压AC63V的可调电容三组，调节范围为0.1～11.37uF，0～999KΩ十进制可调电阻两组；供电流调节器，速度调节器反馈回路使用，可灵活改变调节器的放大倍数及积分时间。
　22.变压器实验
　　提供三相芯式变压器一个(该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V)，用于异步电机串级调速实验和三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验；还设有三相不可控整流电路用来产生直流电源。
　23.功率驱动保护组件
　　面板绘有功率驱动保护的原理框图，驱动电路安装在挂箱内，结构紧凑、原理直观。组件包括过压、欠压及过流保护电路；光藕隔离电路；IPM智能功率模块等。
　24.矢量控制变频调速组件
　　面板绘有DSP矢量控制变频调速原理框图及各种接口，控制板安装在挂箱内，控制板包括DSP控制器最小系统，DSP的FLASH内烧录有矢量控制系统程序。系统与电脑联机进行实验。实验项目：（1）磁场定向控制(FOC)变频调速实验；（2）直接转矩控制(DTC)变频调速实验。
　25.实验连接线及配件
　　根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验联接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线(不存在任何触电的可能)，里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。
六、装置的安全保护体系
　　1.三相四线制(或三相五线制)电源输入后经隔离输出（浮地设计），总电源由三相钥匙开关控制，设有三相带灯熔断器作为断相指示。
　　2.控制屏电源由接触器通过起、停按钮进行控制。
　　3.屏上装有两套电压型漏电保护装置，控制屏内或强电输出若有漏电现象，即告警并切断总电源，确保实验进程安全。
　　4.屏上装有一套电流型漏电保护器，控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值时，即切断电源。
　　5.屏上三相调压器原、副边各设有一套过流保护装置。调压器短路或所带负载太大，电流超过设定值，系统即告警并切断总电源。
　　6.设有定时器兼报警记录仪（服务管理器），对违章使用的次数进行记录，为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。
　　7.各种电源及各种仪表均有可靠的保护功能。
　　8.实验连接线安全、可靠、防触电。