KYDJ-603 电机电力电子及电气控制技术实验装置

KYDJ-603 电机电力电子及电气控制技术实验装置

一、概述
　　KYDJ-603 电机.电力电子及电气控制技术实验装置，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(或三相五线) ～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、重 量： 480Kg
　　5、外形尺寸：1870×730×1600mm
四、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技术，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0～230V(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。
　　(3) 人身安全保护五大体系
　　设有三相隔离变压器一组(三相电源经钥匙开关、接触器后，到隔离变压器，再经三相调压器输出)，使输出与电网隔离，对人身安全起到一定的保护作用；
　　设有电压型漏电保护器1，如果隔离变压器前的线路有漏电现象，即能实施保护并切断电源；
　　设有电压型漏电保护器2,如果隔离变压器后的线路及实训过程中的接线等有漏电现象,即能告警并切断电源；
　　设有电流型漏电保护器，控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。强电连接线及插座，采用全封闭结构，使用安全、可靠、防触电。
　(4) 仪表保护体系
　　设有多只信号插座，与仪表相连，仪表超量程，即能告警并切断电源，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，可挂仪表及实训部件。凹槽底部设有多个小圆形单相三芯220V电源插座，供仪表等部件供电用。控制屏两侧设有三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。设有实训台照明用的220V、40W日光灯一盏。
　2、DQ02实训桌
　　实训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，造形美观大方；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。实训桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实训室的布局。
　3、DQ03-1不锈钢电机导轨、欧姆龙1024光码盘测速系统及智能数显转速表
　　包括测速发电机及固定电机的不锈钢导轨等。不锈钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，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，电机运行噪声小，实验参数典型，能较好满足实验要求。
　4、DQ05三相组式变压器
　　额定容量S1N/S2N=231/231VA，额定电压U1N/U2N=380/95V，额定电流I1N/I2N=0.35/1.4A，Y/Y接法
　5、DQ05三相芯式变压器
　　额定容量S1N/S2N/S3N=152/152/152VA，额定电压U1N/U2N/U3N=220/63.5/55V，额定电流I1N/I2N/I3N=0.4/1.38/1.6A,Y/△/Y接法。
　6、DQ07直流发电机
　7、DQ08直流串励电动机
　8、DQ09直流并励电动机
　9、DQ10三相鼠笼式异步电动机
　10、DQ11三相线绕式异步电动机
　11、DQ12线绕式异步电机起动与调速电阻箱
　　0、2Ω、5Ω、15Ω、∞五档可调绕线电机起动电阻
　12、DQ14 三相同步电机
　13、DQ18三相双速异步电机
　14、DQ19校正直流测功机
　15、DQ22直流数字电压、毫安、安培表(三只)
　　直流数显电压表一只，采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计尔成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围0-300V。手动量程为：2V、20V、300V。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。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，采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计尔成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围：0-2000mA。手动量程为：20mA、200mA、2000mA。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。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。
　16、DQ25单三相智能型功率、功率因数表
　　由24位专用DSP、16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计尔成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件上采用RTOS设计思路，同时配有PC监控软件来加强分析能力。能同时测量两路单相功率P1、P2，三相功率等于两路功率之和（两表法测量三相总功率）。功率测量精度为1.0级，功率因数测量范围0.3-1.0，电压电流量程为450V和5A，能自动判别负载性质（感性显示"L"，容性显示"C"，纯电阻不显示），并可存储测量数据，供随时查阅。
　17、DQ26三相可调电阻器(三组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻)
　18、DQ27三相可调电阻器(三组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻)
　19、DQ29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， 35μF/450V、4μF/450V电力电容各1只，10KΩ/10W功率电阻1只。
　20、DQ31C熔断器及开关板
　　四个熔断器和两个三刀双掷开关、一个双刀双掷开关组成。
　21、DQ44数/模交流电流表
　　由三只数字交流电流表和一只指针式精密交流电流组成。 测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，四位数码显示。指针式精密交流电流表一只，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，设有超量程指示，告警等功能。
　22、DQ45数/模交流电压表
　　由三只数字交流电压表和一只指针式精密交流电流组成。 测量范围0～450V，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，四位数码显示。指针式精密交流电压表一只，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，精度1.0级，直键开关切换，设有超量程指示、告警等功能。
　23、DQ28三相可调电抗器
　　每相均由一个127V/0.5A的固定电抗器和一个0～250V的自耦调压器组成，既可作固定电感和可调电抗器使用，也可作自耦调压器使用。
　24、DQ32旋转灯、并网开关、同步机励磁电源
　　由并网用的三组相灯<黄、绿、红各两只>,一组并网开关和一组同步机励磁电源<5～40V/2.5A可调>组成。
　25、DK03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RC吸收和保险丝保护装置，晶闸管可通过外加触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口）。另外有一组平波电抗器（200mH、500mH和1000mH）和一组续流二极及±300V的直流电压表、±2A的直流电流表，两表均为正负显示。
　26、DK04三相晶闸管集成触发电路
　　提供三相晶闸管触发电路、功放电路等，与DK03配套使用。设有触发脉冲观察孔、同步信号观察孔、锯齿波斜率调节观察孔等。
　27、DK05单相晶闸管触发电路实训
　　提供单结晶体管触发电路、正弦波、锯齿波同步移相触发电路、单相交流调压触发电路、单相并联逆变触发电路。
　28、DK06调速控制电路（I）
　　提供以下模块：给定（带数显）、调节器I、转速变换（FBS）、调节器II、反号器（AR）、电流变换（FBC）、电压隔离器（TVD）。其中调节器I和调节器II的比例增益由电位器调节。
　29、DK06-1 电机调速控制电路（II）
　　提供以下模块：零电平检测（DPZ）、转矩极性鉴别（DPT）、逻辑控制（DLC）。
　30、DK08给定及实训器件
　　提供给定（±15V可调电压输出）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连成三角形接法）、二极管、24V电源及电感。
　31、DK10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。
　32、DK13功率器件驱动电路实训箱
　　主要是为完成新器件特性实训提供驱动和保护电路，使学生了解电力电子新器件的驱动特性。主要包括电源、驱动电路、PWM波形发生器。
　　（1）电源：为驱动电路提供电源，包括±5V、+20V、±15V直流电源。
　　（2）驱动电路：包括MOSFET、IGBT的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用了专用芯片EXB841。
　　（3）PWM波形发生器：由SG3525为核心的PWM波形发生器主要为新器件驱动电路提供PWM驱动波形；可以通过频率调节旋钮进行频率调节；通过占空比电位器来调节PWM波的占空比；频率范围分为2挡，通过钮子开关切换，高频档是为MOSFET和IGBT驱动电路提供PWM波形，频率调节范围4KHz～10KHz；低频档是为GTR和GTO驱动电路提供PWM波形，频率调节范围400Hz～1KHz；占空比均能从0%调至100%。
　33、DK19半桥型开关稳压电源
　　提供了半桥型开关稳压电源的主电路和控制电路，主电路中的电力电子器件为电力MOSFET管；控制电路采用专用PWM控制集成电路SG3525，采用恒频脉宽调制控制方案。可完成"开关电路在开环与闭环下负载特性的测试"以及"电源电压波动对输出的影响"等实训内容。
　34、DK17 双闭环H 桥可逆直流脉宽调速系统
　　由主电路、控制电路和各种调节控制电路三部分组成，主电路由四个IGBT组成，控制电路部分使用专用的PWM控制芯片SG3525，调节控制电路部分设有速度调节器（ASR）、电流调节器(ACR)、给定（G）、转速反馈调节器(SFR)、电流反馈调节器（CFR）、零电平检测电路（DPZ）、转矩极性鉴别器(DPT)、逻辑控制电路(DLC)，其中速度调节器（ASR）和电流调节器(ACR)的反馈电阻、电容均可通过外接获得。
　35、DK07直流斩波实训
　　根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关的直流斩波内容而设计的；提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。可完成教材中降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路（Boost Chopper）、升降压斩波电路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实训。
　36、SY05实训连接线及配件
　　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，接触优良。
六、装置可完成的实训项目
　（一）直流电机实训
　　电机认知
　　直流发电机
　　直流并励电动机
　　直流串励电动机
　（二）变压器
　　单相变压器
　　三相变压器
　　三相变压器的联接组和不对称短路
　　三相三绕组变压器
　　单相变压器的并联运行
　　三相变压器的并联运行
　（三）异步电机
　　三相鼠笼异步电动机的工作特性
　　三相异步电动机的起动与调速
　　双速异步电动机
　（四） 同步电机
　　三相同步发电机的运行特性
　　三相同步发电机的并网运行
　　三相同步电动机
　　三相同步电机参数的测定
　（五）电动机机械特性的测定
　　三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性
　　三相异步电机M-S曲线的
　（六） 晶闸管部分
　　单结晶体管同步移相触发电路
　　正弦波同步移相触发电路
　　锯齿波同步移相触发电路
　　单相半波可控整流电路
　　单相桥式半控整流电路
　　单相桥式全控整流电路及有源逆变电路
　　三相半波可控整流电路
　　三相桥式半控整流电路
　　三相桥式全控整流电路及有源逆变电路
　　三相交流调压电路
　　单相并联逆变电路
　　单相交流调压电路
　　单相交流调功电路
　（七）全控型器件特性部分
　　晶闸管（SCR）特性及驱动保护电路
　　电力功率场效应管（MOSFET）特性及驱动保护电路
　　绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）特性及驱动保护电路
　（八）全控型器件典型线路部分
　　直流斩波电路
　　半桥型开关稳压电源
　（九）直流电机调速部分
　　单闭环不可逆直流调速系统
　　双闭环不可逆直流调速系统
　　逻辑无环流可逆直流调速系统
　　双闭环控制（H桥）的直流脉宽调速系统（IGBT）
　　直流调速器的基本操作和参数设置
　　直流调速器的开环调速
　　直流调速器直流模拟式双闭环不可逆调速
　　直流调速器直流模拟式双闭环可逆调速
　（十）交流电机调速部分
　　双闭环三相异步电机调压调速系统
　　双闭环三相异步电机串级调速系统
六、 装置的配置清单