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TW-DJT型電機系統教學實驗裝置

一、總體說明

      電機拖動技術實驗裝置綜合了目前我國高等院?！半姍C學”、“電機與拖動”、“控制微電機”、“電機控制”、“繼電接觸控制”、“可編程控制器技術”及“工廠電氣控制”等課程實驗大綱的說明。適用于高等院?，F有的電機、電氣技術實驗設備的更新改造，為教師或研究生開發新實驗或進行科學研究工作提供良好的實驗條件。

二、技術說明:

 1、輸入電源：三相四線(或三相五線) ～380V±10% 50Hz

 2、工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度＜85%(25℃)  海拔＜4000m

 3、裝置容量：＜1.5KVA

 4、重 量： 約160Kg   規格：1700*700*1600mm

三、實驗項目

（一）直流電機實驗

   1.認識實驗   2.直流發電機   3.直流并勵電動機    4.直流串勵電動機

（二）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.單相變壓器的并聯運行   6. 三相變壓器的并聯運行

（三）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速

   3.單相電容起動異步電動機         4.單相電容起動異步電動機

   5.單相電容運轉異步電動機         6.雙速異步電動機

   7.三相異步發電機

（四）同步電機實驗

   1.三相同步發電機的運行特性     2. 三相同步發電機的并網運行

   3.三相同步電動機               4.三相同步電機參數的測定

（五）電動機機械特性的測定

   1.直流他勵電動機在各種運轉狀態下的機械特性

   2.三相異步電動機在各種運行狀態下的機械特性

   3.三相異步電機M-S曲線的測繪

（六）控制電機實驗

1.永磁直流測速發電機實驗

2.旋轉編碼器實驗

3.力矩式自整角機實驗

4.控制式自整角機實驗

5.正、余弦旋轉變壓器實驗

電機系統教學實驗臺

一、主控制屏

1、材質要求：采用鐵質雙面雅光密紋噴塑結構，鋁質噴塑面板。

2、單、三相可調交流電源：

參數要求：提供三相0～430V連續可調的交流電源， 同時可得到0～250V單相可調電源(配有一臺1.5KVA的三相自耦調壓器)，配有三只指針式交流電壓表，通過開關切換可指示三相電網電壓和三相調壓器的輸出電壓，設有保險絲和電子線路雙重過流保護，并有斷相指示。

3、主控制屏的安全保護

參數要求：

1）設備的人身安全保護

（1）三相電源輸入端設有電流型漏電保護器

（2）三相隔離變壓器的浮地保護(三相電源經鑰匙開關接觸器后,到隔離變壓器，再經過三相調壓器輸出)。將實驗用電與電網完全隔離，對人身安全起到有效的保護作用；

（3）三相隔離變壓器的輸出端設有電壓型漏電保護，一旦實驗臺有漏電壓將會自動保護跳閘

（4）實驗導線采用高可靠全塑封閉插頭，內芯為無氧銅128股線，質地柔軟，插頭采用實芯銅質件，學生無法觸摸到金屬部分，避免了學生雙手帶電操作觸電的可能。

2）儀表保護體系：

設備中設有多只信號插座與儀表、電源相連，單、三相交流電源、勵磁電源，交流電壓、電流表，直流電壓、電流表等都設有短路、開路、過量程保護功能，當超量程時, 控制屏報警并斷開主電源接觸器，對儀器、儀表和電源起到良好的保護作用。

二、主控制屏的配套組件：

1.直流電機儀表電源

1)直流電動機電樞電源

提供40V～240V連續可調的直流穩壓電源，供直流電動機電樞繞組使用，輸出最大電流為2A，電壓紋波系數≤2%，電壓變化率≤1%。

帶有過流和短路保護，一旦發生短路，可自動封鎖電壓輸出，從而可有效地防止學生誤操作對電源的破壞。

帶有三位半數字直流電壓表指示輸出電壓

2)直流電動機勵磁電源

提供0～200 mA 連續可調的直流穩流電源，供直流電動機勵磁繞組使用，最大輸出電壓為240V，帶三位半數顯監視輸出電流，并具有開路保護功能。

3）直流表

配有直流電壓、毫安、安培表，既可作電源輸出監視用，又可外測直流電量。

2.單相變壓器、三相芯式變壓器

1) 單相變壓器組件；

參數要求：原邊220V/0.35A、副邊55V/1.4A 1只變壓器，與交流儀表配合可完成單相變壓器實驗內容。

2) 三相芯式變壓器組件：

參數要求：芯式變壓器，與交流儀表配合可完成三相三線圈芯式變壓器的實驗內容。

由于變壓器內部的特殊設計，其性能可以模擬中小型變壓器特性。

三、導軌及測功機：

1、電機導軌

含有轉矩、轉速測量組件、固定電機的安裝導軌，保證電機與電機之間、電機與轉矩傳感器之間，同軸的同心度不超過±5絲。

轉矩傳感器采用高精度傳感器，一致性和線性度好，可靠性高。

測量方式更為方便、直觀，轉矩可直接讀出，可大大提高實驗效率和精度。

2、轉矩、轉速測量組件

?   轉矩轉速傳感器1臺；

(1)測量范圍：0～0.5,1,2,5,10,20,30,50,100 Nm

(2)輸出靈敏度：1.0～2.0 mV/V

(3)直線度L：±0.1; ±0.3; ±0.5 %F.S

(4)滯后H：±0.1; ±0.3; ±0.5 %F.S

(5)重復性R：±0.1; ±0.3; ±0.5 %F.S

(6)溫度補償范圍： 室溫～+60 ℃

(7)零點溫度影響： ±0.1 %F.S/10 ℃

(8)激勵電壓： 12 VDC

(9)絕緣電阻： 2000 MΩ/100VDC

(10)輸入電阻： 700±10/350±10 Ω

(11)輸出電阻： 700±5/350±5 Ω

(12)零點輸出： 0～±1 %F.S

(13)安全過負荷率： 120 %F.S

四、實驗箱體

1、可調電阻：

（1）單相可調電阻360?-2160?/0.5A;

（2）三相可調電阻360?-1560?/0.5A;

（3）0、2Ω、5Ω、15Ω、∞五檔可調繞線電機起動電阻。

（4）90?/200W和900?/200W各一個;

2、旋轉指示燈及開關

提供三組開關，分別為一組單刀雙擲和二組三刀雙擲及同步電機并網實驗中的旋轉指示燈，用來判斷并網條件。

3、電機起動箱

分別為0~100Ω/1.22A直流電機電樞調節電阻，0~3000Ω/200mA直流電機磁場調節電阻和0、2Ω、5Ω、15Ω、∞五檔可調繞線電機起動電阻。

4、直流電壓、電流表

由直鍵開關切換量程，三位半數顯，精度0.5級；

均有超量程告警并切斷總電源的功能；

直流電壓表測量范圍0～300V，有2V、20V、300V三檔量程；

直流毫安表測量范圍0～200mA，有2mA、20mA、200mA三 檔量程；

直流電流表，測量范圍0～5A。

5、繼電器接觸控制

提供交流接觸器、時間繼電器、行程開關

6、繼電器接觸控制

交流接觸器三只，時間繼電器一只，

帶燈按鈕三只，熱繼電器一只。

五、電 機

1、總要求：

單臺電機的功率：＜200W

特    性：可模擬中小型電機特性

互 換 性：各電機可根據實驗要求，任意組合，同軸性好。

2、直流發電機：

參數要求：額定功率PN=100W，額定電壓UN=200V，額定電流IN=0.5A，額定轉速nN=1600r/min。E級絕緣。

3、直流并勵電動機：

參數要求：額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.1A，額定勵磁電流IfN＜0.16A，額定轉速nN=1600r/min。E級絕緣。

4、三相鼠籠式異步電動機：

參數要求：額定功率PN=100W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=0.48A，額定轉速nN=1420r/min，定子三相繞組Δ接法，E級絕緣。

5、三相繞線式異步電動機：

參數要求：額定功率PN=100W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=0.55A，額定轉速nN=1420r/min。定、轉子三相繞組均為Y接法，E級絕緣。

6、三相同步發電機：

參數要求：額定功率PN=100W，額定電壓UN=380V，額定電流IN=0.48A，額定轉速nN=1420r/min，E級絕緣。

7、直流串勵電動機

參數要求：PN=100W，nN=1000r/min，IN=1.5A，UN=110V

8、單相電阻起動電動機

參數要求：:PN=90W，nN=1450r/min，IN=1.45A，UN=220V

9、單相電容起動電動機

參數要求：:PN=90W，nN=1450r/min，IN=1.45A，UN=220V，C=35μF

10、單相電容運轉電動機

參數要求：:PN=120W，nN=1420r/min，IN=1.45A，UN=220V，C=4μF

11、三相雙速異步電動機

參數要求：：PN=120/90W，nN=（2800/1400）r/min，IN=0.6A/0.6，UN=220V（YY/△）

12、直流他勵電動機

參數要求：PN=50W，nN=1000r/min，IN=0.55A，UN=110V。

六．以上設備至少可完成實驗實訓項目內容如下

1、直流電機實驗：

直流電動機認識實驗，直流發電機特性實驗，直流并勵電動機，直流串勵電動機。

2、異步電機實驗：

三相鼠籠式異步電動機參數測定，三相鼠籠式異步電動機的工作特性，三相異步電動機的起動實驗，三相異步電動機的調速實驗，三相異步電動機M~S曲線的測繪，三相異步電動機作發電機運行，單相電阻起動異步電動機，單相電容起動異步電動機，單相電容運轉異步電動機，雙速異步電動機。

3、同步電機實驗：

三相同步發電機參數的測定，三相同步發電機的運行特性，三相同步發電機的并聯運行，三相同步電動機。

4、變壓器實驗：

單相變壓器，三相變壓器，三相變壓器的聯接組和不對稱短路，三相三線圈變壓器，單相變壓器的并聯運行，三相變壓器的并聯運行。

5、電氣控制實驗：

三相異步電動機正反轉控制電路，三相異步電動機順序控制電路，三相異步電動機Y-△法降壓啟動控制電路，三相繞線式異步電動機啟動控制電路，三相異步電動機能耗制動電路。

七.實驗室在線網絡教學管理系統

架構于電腦教室的局域網絡環境下，各種教學活動的指令，透過系統功能與網絡傳輸即可執行，操作方便、易學易用，能充分展示老師的教學內容，并可隨時了解及協助各個學生的學習狀況，有效提高教學質量與效率，預留網絡接口，可將信息上傳至互聯網客戶端。（注：含配套管理軟件1套，至少含50點數）

功能參數具體要求如下：

1,   網絡教學管理系統功能

1）系統主要組成模塊：在線網絡學習管理系統應有“在線學習學習系統”、“課程管理系統”、“培訓應用系統”、“信息發布系統”、“智能分析系統”及“手機短信應用系統”等模塊。

2）系統內提供的課程內容至少應涉及電機學、電工/電機拖動、PLC、變頻器、步進/伺服、HMI/組態軟件、單片機、數控、機器人。

3）系統管理應包括“院系管理”、“老師管理”、“班級管理”、“學生管理”、“微課發布”、“數據中心”等模塊

2、提供配套設備實訓教學指導教材。教材應適合應用技術型本科教育。教材至少包含以下內容：

1）電機及拖動實驗的相關說明和基本要求

2）直流電機實驗（章節內容至少包括直流電動機認識實驗，直流發電機特性實驗，直流并勵電動機，直流串勵電動機）

3）變壓器實驗（章節內容至少包括單相變壓器，三相變壓器，并聯運行等）

4）異步電機實驗（章節內容至少包括三相鼠籠式異步電機參數測定

和工作特性，起動實驗，調速實驗，曲線測繪等）

5）同步電機實驗（章節內容至少包括參數測定，運行特性，并聯運行等）

6）電氣控制電路實驗（章節內容至少包括電機正反轉控制，電機順序控制，電機能耗制動等）

7）電力電子實驗（單結晶體管觸發電路實驗，正弦波同步移相觸發電路實驗，鋸齒波同步移相觸發電路實驗，單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗等）

3、電機教學資源軟件1套（至少包括以下內容）

1）三相異步電機，單相異步電機，伺服電機，步進電機，直流電機等（外觀，結構，裝配，維修的介紹）

2）電機控制：有過載保護單向運轉控制、聯動控制、行程開關、自耦降壓起動、機械制動、反接制動、能耗控制、雙速調速等，軟件對所完成實驗所需要的器材，布置電路，電路原理，器材布局圖，連線，運行，排故說明。

4、電力拖動仿真軟件

?   軟件中應采用文字、聲音、圖像、FLASH動畫等，可與使用者交互，應有相應錯誤連接提示。

?   可滿足學生對電氣元件結構、作用、安裝、接線、電路分析的多媒體教學和熟悉電氣控制線路的虛擬接線實訓及應知考核測試功能。

?   軟件至少應包含電拖課程里最基礎、最重要的11種電路。分為：（1）電動機反接制動控制線路、（2）電動機半波整流能耗制動控制線路、（3）Y-△啟動控制線路、（4）電動機串電阻降壓啟動控制線路、（5）順序控制線路、（6）位置控制線路、（7）雙重聯鎖正反轉控制線路、（8）接觸器聯鎖正反轉控制線路、（9）按鈕聯鎖正反轉控制線路、（10）接觸自鎖正轉控制線路、（11）點動正轉控制線路。

?   要求每種線路至少分為：（1）元件結構、（2）原理分析、（3）實際接線、（4）課堂練習四大模塊。