Q-16 電機拖動及動作控制綜合實驗臺
一、基礎簡介
電機拖動及動作控制綜合實驗臺是我公司按照當前實驗教學改革的發展，集眾多國內外廠家的優點，精心研制、改從而成的新一代實驗設備。依據高等院?！峨姍C學》，《電機與拖動》，西安交通大學王兆安教授等編著的《電力電子技術》（第五版）和上海大學陳伯時教授編著的《電力拖動自動控制系統》（第三版）實驗大綱要求實行設計。涵蓋了"電機學" 、 "電機與變壓器" "電機與拖動""電力電子技術"、"直線DC調節速度"、"交流AC調節速度"、"電機控制"、"電力拖動自動控制系統"等專業課程所開設的實驗項目。特別適用來高等院?，F有的電機、電力電子技術及電氣控制實驗設備的更新改造，同時也為中等專業學校、職業技術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，為教師或研究生研發新實驗或實行科學研究作業提供良好的實驗條件。 二、實驗裝置特別點
1、綜合性強 本裝置掛式模塊件配齊時可完成目前國內各類院校電機，電力電子及電氣控制學科課程的全部實驗項目。
2、適應性強 能適用各類學校相應課程的實驗教學，實驗的深度與廣度可按照需要作靈活調節，普及與提升可按照教學的進程作有機地集合。裝置應用結合套件式構造，更換便捷，如需要拓展功能或研發新實驗，只需添加部位件即可，永不淘汰。
3、整套性強 從儀表器具儀表、專用電源、電機及其它實驗部位件到實驗連接專用實驗連接線等均配套齊全，配套部位件的功能、規格等均密切集合實驗的需要實行配備。
4、直觀性強 各實驗掛式模塊件應用分隔構造形式，結合套件操作面板示意、圖線分明，各掛式模塊件任務明確，實操、維護便利。
5、科學性強 裝置占地面積少，節約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經特殊設計，可模仿中小型電機的特性和功能數值；小電機耗電省，節約能源；實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環境；電氣控制實驗，內容豐富，設計合理，除了深入課程理論知識外，還為學生走向社會打下良好的基礎；
6、開放性強 控制屏供電隔離（浮地設計），并設定有電壓（V）型漏電保護裝置和電流（A）型漏電保護裝置，保證實操者的安全；各電源輸出均有監示及短路保護等功能，使用便利。整套裝置經過精心設計，加上可靠的元件重量及可靠工序技藝作為保障，設備功能優良，全部這些均為開放性實驗創造了條件，有利于提升學生解析問題和解決問題的能力。
三、技術功能
1、寫入電源：三相四線(或三相五線) ～380V±10% 50Hz
2、作業環境：溫度（℃）-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3、裝置容量（KV）：＜1.5KVA
4、重 量：300Kg
5、外觀尺寸：187×70×160cm3
四、裝置的基礎裝備
1、DQ01電源控制屏(鋼制噴塑構造，金屬鋁操作面板)
(1) 交流AC電源
提供三相0～450V可調交流AC電源，同時可得到一相0～250V可調電源(配備有一臺三相同軸聯動自耦調壓器（規格1.5KVA、0～450V），克服了三只一相調壓器應用鏈條構造或齒輪構造構成的許多缺點)?？烧{交流AC電源輸出處設定有過流保護技術，相間、線間過電流（A）及直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩。配備有三只指針式交流AC電壓（V）表，經過變換開關指示三相電網電壓（V）和三相調壓電壓（V）。
提供三相同步變壓器1組，電壓（V）為：380V/3×15V。
(2) 高壓直線DC電源兩路
提供220V(1A)勵磁電源及0～250V(3A)連續可調穩壓電樞電源（內設過流過壓保護措施）各一組，并設定有直線DC數字顯露電壓（V）表及變換開關。
(3) 人身安全保護體系
設定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；
設定有電流（A）型漏電保護器，控制屏若有漏電現象，漏電流（A）超過一定值，即切斷電源。實驗連接線及插頭座，應用全封閉構造，使用安全、可靠、防觸電。
設定有電壓（V）型漏電保護器，控制屏若有漏電現象，即切斷電源。
實驗連接線及插頭座，應用全封閉構造，使用安全、可靠、防觸電。
(4) 控制屏正面大凹槽內，設定有兩根圓鋼管，可掛儀表及實驗部位件。凹槽下部設定有多個小圓形一相三芯220V電源插頭座，供儀表等部位件供電用?？刂破羶蓚仍O定有三極220V電源插頭座及三相四極380V電源插頭座。設定有實驗裝置照明用的220V、40W日光燈一盞。
2、DQ02實驗桌
實驗桌為鋼制雙層亞光密紋噴塑構造，桌面為防火燒、防水浸、耐磨損高密度板,構造堅固，形狀似長方體封閉式構造，造形美觀大方；設定有兩個大抽屜、儲物柜門，用來放置工量具、放置掛式模塊件及圖紙文檔實訓指導書等。桌面用來裝配電源控制屏并提供一個寬敞舒適的作業臺面。實驗桌還設定有四個萬能轉向輪和四個固定調動機構，方便位移和固定，有利于實驗室的布置。
3、DQ03-1固定電機導軌、測速系統及數字轉動速度表。
含有概括固定電機的導軌等。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、電機與測功機之間同軸連接，電機運行噪聲小，實驗功能數值經典型，能良好適用實驗要求。
4、DQ05三相組式變壓器（三只相同的一相變壓器構成，原邊220V/0.35A，副邊55V/1.4A）
5、DQ07直線DC復勵發電機（Un=DC200V ， IN=0.5A ， PN=100W ， n=1600RPM ，絕緣等級E ）
6、DQ09直線DC并勵電機（（Un=DC220V ， IN=1.1A ， PN=185W ， n=1500RPM ，絕緣等級E ）
7、DQ10三相鼠籠式異步電機（Un= AC3800V/220V，接法 Y/Δ，轉動速度 1420 RPM，功率（W）100W ,電流（A）0.5A，絕緣等級E）
8、DQ11三相線繞式異步電機（AC220V，接法 Y，轉動速度 1380RPM，功率（W）120W ,電流（A）0.6A，絕緣等級E）
9、GDQ12線繞式異步電機起動與調節速度電阻箱
提供0、2、5、15、35五檔同軸聯調的三相繞線異步電機轉子起動、調節速度電阻一組。
10、DQ14三相同步電機
作為發電機使用時PN（W）=170W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.45A， nN(r/min)= 1500，UfN（V）=14V，IfN（A）=1.2A，絕緣等級E級。
作為電機使用時，PN（W）=90W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.35A， nN(r/min)= 1500，UfN（V）=10V，IfN（A）=0.8A，絕緣等級E級。
11、DQ19校正直線DC測功機（（Un=220V、IN=2.2A、PN=355W、n=1500r/min，絕緣等級E）
即可作電機又可作測功機，做電機使用時，可作為發電機的原動機，也可用來拖動電機完成四象限測量試驗；作測功機使用時，由于電機經特殊設計，容量（KV）是被測電機的2～3倍，并經精密儀表器具校正，能很好的完成被測電機的載入輸出轉矩的測量試驗。
12、DQ22直線DC數字電壓（V）、mA毫安、安培表(三只)
直線DC數字顯露電壓（V）表一只，應用ICL公司高功能AD變換器配以高速MPU單元設計爾成，經過鍵控、數字顯露窗口完成人機對話功能控制模式。設定有自動與手動測量范圍，測量界限0-300V。手動測量范圍為：2V、20V、300V。測量精確度為0.5級。設定有數值存儲與查詢功能。設定有超測量范圍報警、指示等功能。
直線DC數字顯露mA毫安表一只，應用ICL公司高功能AD變換器配以高速MPU單元設計爾成，經過鍵控、數字顯露窗口完成人機對話功能控制模式。設定有自動與手動測量范圍，測量界限：0-2000mA。手動測量范圍為：20mA、200mA、2000mA。測量精確度為0.5級。設定有數值存儲與查詢功能。設定有超測量范圍報警、指示等功能。
直線DC數字顯露電流（A）表一只，測量界限0～5A，三位半數字顯露，精確度為0.5級，設定有短路保護功能。
13、DQ25單三相智能型功率（W）、功率（W）因數表
由24位專用DSP、16位高精確度AD變換器和高速MPU單元設計爾成，經過鍵控、數字顯露窗口完成人機對話功能控制模式。系統上應用RTOS設計思路。能同時測量兩路一相功率（W）P1、P2，三相功率（W）等于兩路功率（W）之和（兩表法測量三相總功率（W））。功率（W）測量精確度為1.0級，功率（W）因數測量界限0.3-1.0，電壓（V）電流（A）測量范圍為450V和5A，能自動判別負載性質（感性顯露"L"，容性顯露"C"，純電阻不顯露），并可存儲測量數值，供隨時查閱。
14、DQ26三相可調電阻器(三組90Ω×2/1.3A/150W瓷盤電阻)
15、DQ27三相可調電阻器(三組900Ω×2/0.41A/150W瓷盤電阻)
16、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。
17、DQ31C熔斷器及開關板
由熔斷器部分和兩個三刀雙擲開關、一個雙刀雙擲開關構成。
18、DQ32旋轉燈、并網開關、同步機勵磁電源
由并網用的三組相燈<黃、綠、紅各兩只>,一組并網開關和一組同步機勵磁電源<5～40V/2.5A可調>構成。
19、DQ44數/模交流AC電流（A）表
由三只數字交流AC電流（A）表和一只指針式精密交流AC電流（A）構成。 測量界限0～5A，測量范圍自動判別、自動變換，精確度0.5級，四位數碼顯露。指針式精密交流AC電流（A）表一只，應用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不一樣的測量范圍讀取相應的刻度線），測量界限0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四檔，精確度1.0級，直鍵開關變換，設定有超測量范圍指示，警報等功能。
20、DQ45數/模交流AC電壓（V）表
由三只數字交流AC電壓（V）表和一只指針式精密交流AC電壓（V）表構成。
指針式精密交流AC電壓（V）表1只，應用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不一樣的測量范圍讀取相應的刻度線），測量界限0～500V，分10V、30V、100V、300V、500V五檔，寫入阻抗1MΩ，精確度1.0級，直鍵開關變換，每檔均有超測量范圍警報、指示及切斷總電源功能。
21、DK03晶閘管主電子回路
提供12只6A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設定有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可經過外加觸發信號實行觸發（留有觸發脈沖寫入連接口）。另外有一組平波電抗器（200mH、500mH和1000mH）和一組續流二極及精確度1.0級帶鏡面指針±300V的直線DC電壓（V）表、精確度1.0級帶鏡面指針±2A的直線DC電流（A）表，兩表均為正負顯露。
22、DK04三相晶閘管包括觸發電子回路
提供三相晶閘管觸發電子回路、功放電子回路等，與DK03配套使用。設定有觸發脈沖查看孔、同步信號查看孔、鋸齒波斜率調動查看孔等。
23、DK05晶閘管觸發電子回路實驗
提供單結晶體管觸發電子回路、正弦波同步觸發、鋸齒波同步移相觸發電子回路，KC05觸發電子回路，及西門子TCA785包括觸發電子回路共5種。
24、DK06電機調節速度控制實驗（Ⅰ）
電流（A）反饋與過流保護(FBC+FA)、給定器(G)、轉動速度變換器(FBS)、反號器(AR)、調動器I和調動器II等
25、DK06-1電機調節速度控制電子回路（II）
提供以下模型塊：零電平檢驗測試（DPZ）、轉矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
26、DK08給定及實驗器件
提供給定（±15V可調電壓（V）輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法）、二極管等。
27、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（V）為127V/63.6V/31.8V），用來異步電機串級調節速度實驗和三相橋式、一相橋式有源逆變電子回路實驗；還設定有三相不控整流電子回路等模型塊。
28、DK17雙閉環H橋DC/DC變換直線DC調節速度系統
可完成的實驗項目有：(1)全橋DC/DC變換電子回路實驗；(2)可逆直線DC脈寬調節速度實驗。
29、SY05實驗連接線
實驗連接線：按照不一樣實驗項目的特別點，配備裝備兩種不一樣的實驗聯接線，強電部分應用高可靠護套構造手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面應用無氧銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，設定有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優點，插頭應用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分應用彈性鈹輕銅裸露構造聯接線，兩種實驗連接線全部只能協作相應內孔的插頭座，這樣大大提升了實驗的安全及合理性。
★30、透明型電力電子應用創新實驗模型塊：(全室配1套，方便學生對電力電子器件及電子回路的直觀認識）
電力電子應用創新實驗模型塊底盒使用190mm×145mm，124mm×145mm兩種開模有機透明封閉塑料底盒，模型塊操作面板應用藍色印制電子回路板PCB工序技藝，可以直觀看到器件的實物及相關的原理圖。對于高壓電子回路裝配在操作面板背面，或者經過雙圈接線柱引出連接口，透過透明底盒能夠看到器件實物，便利感性認識。
含有三相同步信號電子回路單元模型塊、TC787AP三相包括脈沖觸發電子回路模型塊（設定有單雙脈沖變換開關，封鎖及輸出開關，移相電位器等）、六路功率（W）三極管BU406及灌封脈沖變壓器隔離的脈沖輸出電子回路，PWM脈沖發生器及四路功率（W）橋功率（W）輸出電子回路、二極管整流電子回路、四路IGBT功率（W）橋電子回路及LEM電流（A）傳感器檢驗測試電子回路、三相晶閘管整流電子回路、基于DSP的三相異步電機IPM逆變調節速度模型塊電子回路（矢量控制）、變頻調節速度按鍵與LED顯露電子回路模型塊，交流AC電壓（V）檢驗測試儀表、交流AC電流（A）檢驗測試儀表、直線DC電壓（V）和電流（A）檢驗測試儀表等。
本套件可完成一相半波不控整流電子回路實驗，一相全橋不控整流電子回路實驗，三相晶閘管觸發電子回路實驗，三相半波整流電子回路實驗，三相半控橋式整流電子回路實驗，三相橋式整流電子回路實驗，三相交流AC調壓電子回路實驗，DC/DC 全橋IGBT整流電子回路實驗，直線DC電機H橋IGBT可逆調節速度電子回路實驗，交流AC電機矢量變頻調節速度電子回路實驗等。

31、實驗室系統資源包（整個實驗室配1套）
（1）在線開放課程平臺及資源
1）課程資源：《電氣系統裝配與控制》課程，15個微課視頻及15個虛擬擬真內容（1.2 技術內容）。 2) 平臺研發：教學互通課程平臺，課程資源管理平臺，在線習題庫平臺，在線考試考核平臺。
資源配備裝備：
1）課程資源：15個微課視頻實拍收集教學視頻素材，后期影視包裝，片頭10秒左右，片尾5秒左右，視頻尺寸不低于 1920*1080，視頻格式 MP4、FLV 等； 15 個虛擬擬真內容應用 unity 引擎研發，在 pc 端 win 系統上運行（win7、 win8、win10，注不含有 win xp）系統。
2）平臺：教學互通課程平臺，課程資源管理平臺，在線習題庫平臺，在線考試考核平臺?？傮w上嚴格遵循信息化建造設計架構規范的要求，完成對平臺資源的 有效繼承與復用，系統應用經典型的J2EE架構和關系型數值庫，并基于STS平臺實行。

（2）電作業業培訓擬真教學系統（含有用電安全與觸電急救）
本設備依據中華人民共和國勞動和勞動安全行業標準（LD/T81.2－2006）《"維修電工"職業技能實驗和鑒定設備技術規范》與教育部有關專業教學大綱而設計研制。該系統應用二維與三維（3D）集合的虛擬畫面，教導學生電工基礎知識和用電的安全及急救方法。含有電工初步知識（電工基礎、電工儀表使用、實驗連接線安全連接、安全用電工量具、安全用電標識），觸電急救（觸電的方法、安全防護措施、接地與接零保護、人工呼吸，心肺復蘇等急救方法），風險排除（滅火器類型、滅火器的使用），電工電子基礎實操（含有概括低壓電器、電機與變電器、照明電子回路、電子技術）等4大模型塊，15個實驗單元，72個實驗項目。系統以技能為核心，實操步驟為主線，以學生交互實訓為主體，設定有三維（3D）可視化、智能化、全交互的特別點，集職業性、情境性、過程性、交互性和靈活性于一身，性價比極高。為職業教育與技能實驗、鑒定信息化、現代化提供了豐富的教學資源。
（3）電機與變壓器擬真教學系統
電機與變壓器擬真教學系統依據《職業院校數字校園建造設計規范》（教職成函[2015]1 號）與教育部頒布的有關專業教學大綱而設計，選取經典型的電機與變壓器，圍繞其核心知識點和技能點展開，兼顧教師的課堂教學，力爭達到系統的職業性、情境性、過程性、交互性的相互交融。
本系統含有概括功率（W）電機、控制電機、信號電機和變壓器4個實驗單元，共18個經典型的實驗項目，每個實驗項目下設定有外觀構造、作業原理、拆卸裝配過程、故障檢驗測試、常見應用、考考你等數目不等實驗任務。
本系統既可支持教師的課堂演示教學，亦可支持學生實行課前預習，重點支持學生在課程理論課后實行的自主擬真實驗，并可在此基礎上完成技能考核。
（3）電力拖動擬真教學系統
本設備依據中華人民共和國勞動和勞動安全行業標準（LD/T81.1—2006）《職業技能實驗和鑒定設備通用技術規范》與教育部有關專業教學大綱而設計，內容含有概括三相異步機單向轉動控制等30個實驗項目，涵蓋維修電工初級、中級、高級主要實驗項目，每個項目又按照需要設定有實驗目的、實驗器件、實驗電子回路、電子回路原理、器件布置、元件查驗、通電運行、通電運行、故障排除等多種實訓任務。系統以技能為核心，項目為引領、任務為驅動，職場環境為背景，實操步驟為主線，學生交互實訓為主體，設定有三維（3D）可視化、智能化、全交互的特別點，集職業性、情境性、過程性、交互性于一身，性價比極高。為職業教育與技能實驗、鑒定信息化、現代化提供了不可或缺的豐富資源。

五、裝置可完成的實驗項目
（一） 電力電子技術實驗
電力電子技術實驗項目（晶閘管）
單結晶體管觸發電子回路
正弦波同步移相觸發電子回路實驗
鋸齒波同步移相觸發電子回路實驗
西門子TCA785包括觸發電子回路實驗
一相半波可控整流電子回路實驗
一相橋式半控整流電子回路實驗
一相橋式全控整流及有源逆變電子回路實驗
三相半波可控整流電子回路實驗
三相橋式半控整流電子回路實驗
三相半波有源逆變電子回路實驗
三相橋式全控整流及有源逆變電子回路實驗
一相交流AC調壓電子回路實驗
三相交流AC調壓電子回路實驗
經典型電力電子器件線路實驗
全橋DC/DC變換電子回路實驗(IGBT)
直線DC電機調節速度系統實驗
晶閘管直線DC調節速度主要單元調節測試實驗
帶電流（A）截至負反饋的單閉環不可逆直線DC調節速度系統實驗
轉動速度，電流（A）雙閉環不可逆直線DC調節速度系統實驗
邏輯無環流可逆直線DC調節速度系統實驗
PWM雙閉環可逆直線DC脈寬調節速度實驗
4.交流AC調節速度實驗
雙閉環三相異步電機調壓調節速度系統實驗
雙閉環三相異步電機串級調節速度系統實驗
（二） 電機及拖動部分實驗
直線DC電機實驗
認識實驗
直線DC發電機
直線DC并勵電機
變壓器實驗
(1) 一相變壓器(空載、短路和負載實驗)
(2) 三相變壓器(空載、短路和負載實驗)
(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) 一相變壓器的并聯運行
異步電機實驗
三相鼠籠異步電機的作業特性（空載試驗、短路試驗、負載試驗）
三相異步電機的起動與調節速度（直接起動、Y-Δ起動、自耦變壓器降壓起動、轉子串電阻起動、 轉子串電阻調節速度）
同步電機實驗
三相同步發電機的運行特性
三相同步發電機的并網運行
三相同步電機
三相同步電機功能數值的測量
電機機械特性的測量
直線DC他勵電機在各種運行狀態下的機械特性
三相異步電機在各種運行狀態下的機械特性
三相異步電機M-S彎曲線的測繪
六、 裝置的配備表單

序號	編號	名 稱	數量	備注
1	DQ01	電源控制屏	1套
2	DQ02	實驗桌	1張
3	DQ03-1	固定電機導軌、測速系統及智能數字顯露轉動速度表	1套
4	DQ05	三相組式變壓器	1件
5	DQ07	直線DC復勵發電機	1件
6	DQ09	直線DC他（并）勵電機	1臺
7	DQ10	三相鼠籠式異步電機	1臺
8	DQ11	三相線繞異步電機	1臺
9	GDQ12	三相線繞異步電機啟動調節速度電阻箱	1件
10	DQ14	三相同步電機	1件
11	DQ19	校正直線DC測功機	1臺
12	DQ22	直線DC數字電壓（V）、mA毫安、安培表（三只表） （注：按實驗要求每套需配2件）	2件
13	DQ25	單/三相智能功率（W）、功率（W）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90Ω*2/1.3A、900Ω*2/0.41A	1件
17	DQ31C	熔斷器及開關板	1件
18	DQ32	旋轉燈，并網開關，同步機勵磁電源	1件
19	DQ44	數/模交流AC電流（A）表	1件
20	DQ45	數/模交流AC電壓（V）表	1件
21	DK03	晶閘管主電子回路	1件
22	DK04	三相晶閘管觸發電子回路	1件
23	DK05	一相晶閘管觸發電子回路	1件
24	DK06	電機調節速度控制實驗（Ⅰ）	1件
25	DK06-1	電機調節速度控制電子回路（II）	1件
26	DK08	給定及實驗器件	1件
27	DK12	變壓器實驗	1件
28	DK17	雙閉環H橋DC/DC變換直線DC調節速度系統	1件
29	連接線	實驗連接線及易損備品備件	1件
30	電力電子透明套件	透明型電力電子應用創新實驗模型塊：(全室配1套，方便學生對電力電子器件及電子回路的直觀認識）	(全室配1套）
31	實驗室系統資源包	1.在線開放課程平臺及資源 1套 2.輔助教學數字資源系統 （1）電作業業培訓（含有用電安全與觸電急救）教學系統 （2）電機與變壓器擬真教學系統 （3）電力拖動擬真教學系統	(全室配1套）