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电力电子技术与自动控制系统实验实训装置,电工电子电力拖动.PLC.变频调速综合实验装置

一、概述
本装置是根据《维修电工（高级）》（中国劳动社会保障出版社出版）培训教材中关于电力电子与自动控制部分的技能培训要求，吸收国内同类产品的优点，充分考虑了实验室的现状和发展趋势精心研制而成。 它不仅涵盖了各职业院校、高级技校所开设的《电力电子技术》、《半导体变流技术》、《直流调速系统》、《电力拖动自动控制系统》等专业课程所要求的主要实验项目，还可以用于对从业人员进行岗位培训、就业培训以及各省、市的维修电工培训和鉴定考核使用。

二、 产品特点
1．体现“工程环境”理念，效仿生产现场实际：系统应从相关工业产品移植而来，可很好实现对学生能力（波形分析和系统调试能力）的培养和技术知识的应用。
2．各个系统的配置合理：各个系统采用的元件、触发（驱动）电路、主电路、控制方式、控制对象及保护环节等，应能概括当前工业上的技术应用，内容丰富多样，体现了“典型性、先进性、实用性和可行性”的要求，能引起学生兴趣，能使学生获得很大的收获。
3．部分模块采用PCB烤漆工艺制成，正面为原理图和测试点，背面焊有对应的元件，增强了学生对实验内容的感性认识与理性认识。
4．元件与单元电路性能实验，在小系统环境中进行：这样有利于学生理解该元件和该单元用于何处、它们的性能对整个系统的影响，有利于学生知识的巩固和实际应用。
5．本装置通过隔离变压器供电，而且具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准，确保人身安全。
三、装置的配置说明
1．PE-1 电源控制屏
（1） 交直流电源
三相四线（或五线）电网输入经电源总开关漏电保护器（容量10A，漏电动作电流≤30mA，动作时间≤0.1S）和交流接触器再到三相隔离变压器给实训设备供电；通过起动、停止、急停按钮控制交流接触器，设有供电指示灯及缺相指示。
控制屏的供电由三相电网经三相漏电保护开关、电网电压指示表、熔断器、启/停按钮控制交流接触器输出，具有漏电声光告警、过流保护等功能，同时配有一只急停按钮，便于切断电源，还配有一只指针式交流电压表，通过切换和转换开关，可方便地指示三相电网和三相调压输出的每一相的线电压。
（2）同步变压器:一组三相同步变压器，380V/15V三只。
（3）直流励磁电源：220V/0.5A，具有输出短路保护。
（4）交流电参数表
①交流真有效值数字电压表1只，测量范围0～500V，量程自动切换，三位半数显，精度0.5级，输入阻抗10MΩ。
②交流真有效值数字电流表1只，测量范围0～5A，量程自动切换，三位半数显，精度0.5级，具有超量程声光报警、指示及切断总电源等功能。

装置的配备

装置主要由电源仪器控制屏、实验桌、实验挂箱及三相鼠笼电机等组成。
(一)DY-01电源仪器控制屏
控制屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板。为实验提供交流电源、直流电源、恒流源、受控源、数控信号源及各种测试仪表等。具体功能如下：
1、主控功能板
1.1 三相0～450V及单相0～250V连续可调交流电源。配备一台三相同轴联动自耦调压器，规格为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，通过切换开关可分别指示三相电网电压和三相调压输出电压。
1.2 提供两路低压稳压直流0.0～30V/1A连续可调电源，配有数字式电压表指示输出电压，电压稳定度≤0.3%，电流稳定度≤0.3%，设有短路软截止保护和自动恢复功能。
1.3 提供一路0～500mA连续可调恒流源，分2mA、20mA、500mA三档，负载稳定度≤5×10-4 ，额定变化率≤５×10-4 ，配有数字式直流毫安表指示输出电流，具有输出开路、短路保护功能。
1.4 设有照明220V/30W日光灯一盏，供实验照明用；还设有220V/30W的日光灯灯管一支，将灯管的四个头引出以供实验用。
1.5 实验管理器：具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录与区分由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警等。
1.6 设有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。
2、*功率输出函数发生器/频率计：采用直接数字频率合成（DDS）产生高精度正弦波，方波和三角波。采用大屏幕LCD显示输出频率、波形，衰减值。
 

3、仪表、受控源功能板
3.1 智能交流数字电压表
交流数字电压表1只，采用美国模拟器件公司生产的新型高性能RMS真有效值转换器，配以高速MPU单元设计而成，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：0-500V，频率范围：10Hz-20Hz。手动量程为：10V、100V、500V。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。
3.2智能交流数字电流表
交流数字电流表1只，采用美国模拟器件公司生产的新型高性能RMS真有效值转换器，配以高速MPU单元设计而成，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：0-5A，频率范围：10Hz-20Hz。手动量程为：100mA、1A、5A。测量精度为0.5级。具有数有数据存储与查询功能。
3.3 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单元设计而成，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：0-200V。手动量程为：2V、20V、200V。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。
3.4 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单元设计而成，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。
3.5 受控源CCVS、VCCS两路，打开电源开关，CCVS、VCCS两路受控源即可工作，通过适当的连接，即可获得VCVS、CCCS受控源的功能。此外，还设有±12V两路直流稳压电源，并有发光管指示。
4、控制屏挂置挂件的具体方法
控制屏正面右边设有一个74×48.5cm2 的大凹槽，能容纳两个大挂箱和一个小挂箱。凹槽上、下边各设有六个螺柱，左右两边挂置大的挂箱，中间挂置小的挂箱。挂箱与控制屏采用螺母固定，易于装卸和运输。
(二)DY-02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；左右设有两个大抽屉（带锁），用于放置工具及资料。右边设有放置示波器用的可拆卸搁板。
(三)实验组件挂箱
1、DY-03电路基础实验箱
提供基尔霍夫定律（可设置三个典型故障点）、叠加原理（可设置三个典型故障点）、戴维南定理、诺顿定理、二端口网络、互易定理、R、L、C串联谐振电路（L用空心电感）、R、C串并联选频电路及一阶、二阶动态电路等实验。各实验器件齐全，实验单元隔离分明，实验线路完整清晰，验证性实验与设计性实验相结合。
2、DY-04交流电路实验箱
提供单相、三相负载电路、日光灯、变压器、互感器及电度表等实验。负载为三个完全独立的灯组，可连接成Y或△两种三相负载线路，每个灯组均设有三个并联的白炽灯罗口灯座(每组设有三个开关控制三个负载并联支路的通断)，可插60W以下的白炽灯九只，各灯组设有电流插座；日光灯实验器件有30W整流器、电容器（1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V）、启辉器及短接按钮；互感线圈一组，实验时临时挂上，两个空心线圈L1 、L2 装在滑动架上，可调节两个线圈间的距离，并可将小线圈放到大线圈内，配有大、小铁棒各一根及非导磁铝棒一根；电度表一只，规格为220V、3/6A，实验时临时挂上，其电源线、负载线均已接在电度表接线架的接线柱上，实验方便；铁芯变压器一只（50VA、36V/220V），原副边均设有保险丝便于电流的测试，可进行变压器原、副绕组同名端判断及变压器应用等实验。
3、DY-05元件箱
设有三组高压电容（每组1uF/500V、2.2uF/500V 、4.7uF/500V高压电容各一只），用以改变功率因数实验；提供实验所需的各种元件，如电阻、二极管、发光管、稳压管、电位器及12V灯泡等,还提供十进制可调电阻箱，阻值为0～99999.9Ω/2W。
4、DY-06单相智能功率、功率因数表
由24位专用DSP、16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计而成，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。能测量电路的功率、功率因数。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。
5、DY-09真有效值交流数字毫伏表
能够对各种复杂波形的有效值进行精确测量，电压测试范围0.2mV～600V（有效值），测试基本精度达到±1%，量程分200mV、2V、20V、200V、600V五档，直键开关切换，三位半数字显示，每档均有超量程告警、指示及切断总电源功能。频率测试范围10Hz～600KHz，输入阻抗1MΩ，输入电容≤30pF。
6、DY-10受控源(四路)、回转器、负阻抗变换器
提供流控电压源CCVS、压控电流源VCCS、压控电压源VCVS、流控电流源CCCS、回转器及负阻抗变换器等实验模块。四组受控源、回转器、负阻抗变换器均采用标准网络符号。
7、DY-11数字电路、模拟电路实验系统
它函盖了《模拟电子技术基础》及《数字电路基础》课程大部分的实验内容，既为初学者提供了验证性实验电路，又为课程设计提供了扩展平台。
A、系统特点
1）、扩展性强。配置有数电、模电实验时经常用到的电源、信号源、输入接口，输出显示接口、测量单元、实验扩展区，及实验模块电路，以完成不同的实验，也可以进行课程设计实验，大大增强了该实验箱的适用性、扩展性。
2）、实验原理图都印刷在实验板表面，实验电路由学生按照实验原理图进行搭建，既培养了学生的独立思维能力及动手能力。
3）、实验连线插孔采用锁紧式镀金插孔，通过焊接固定在实验板上，不松动，不氧化，寿命长，连接可靠，维修方便、简捷；
4）、电源输出均有过流保护，自动恢复功能。
5）、实验箱由一体型铅合金型材制成，箱体牢固可靠，不变形，重量轻，绝缘安全性能好，开关箱盖方便可靠，外型美观，造型气派。
B、系统组成
1）、电源：输入：AC 220V±10%，50HZ
输出： DC：+5V， I ≥1A ；DC：±12V，I ≥0.2A；DC：-5V～-12V可调， I ≥0.2A ；DC：＋5V～＋27V可调，I ≥0.2A ， 以上各路输出均有过流保护，自动恢复功能
AC V:7.5V×2；AC I≥0.15A
2）、直流信号源： 双路 –0.5V～＋0.5V；–5V～＋5V两档连续可调.
3）、函数发生器：输出频率：2Hz～90KHz，分四档
可输出 方波（ 0～20V）、三角波（ 0～15V）、正弦波（ 0～10V）
4）、手动单脉冲电路2组（带消抖）：每组可同时输出正负两个脉冲，脉冲幅值为TTL电平。
5）、固定频率脉冲源10路，输出为TTL电平：1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz；
6）、数字LED显示：
（1）LED0～LED3由4位七段共阴LED数码管及二～十进制译码器组成
（2）LED4～LED5两位七段段码a.b.c.d.e.f.g.h经电阻到插孔。
7）、十二位逻辑电平输入开关：可输入低电平‘0’、高电平‘1’（为正逻辑）。
8）、十二位逻辑电平指示灯：指示灯亮表示高电平‘1’，指示灯灭表示低电平‘0’。
9）、BCD码拨码盘1组、可产生四组BCD码数字信号
10）、四位数字频率计：测量范围 0～1MHz，用作测量方波、三角波、正弦波；
11）、喇叭及驱动电路。是时钟报时、报警、音乐用的发声装置。
12）、电位器组：1K、10K、100K、1M各1只；
13）、开放式实验区（元件库）：提供10只锁紧插座（3只14芯、6只16芯），另1只40芯锁紧插座。提供电阻、电容、二极管、三极管、三端稳压块等元件。
14）、实验模块电路：
（1）整流滤波电路（2）串联稳压电路（3）可调稳压电路
（4）功率放大器 （5）集成运放电路
15）、全部信号的输入输出插孔均采用镀金孔，不氧化、不变色，接触良好。
8、DY-15继电接触控制
提供中间继电器二只，热继电器一只，熔断器三只，转换开关三只，按钮一只，行程开关四只，信号灯、保险丝座各一只。各器件的工作端子均已引到面板上，供实验接线用。
9、DY-17继电接触控制
提供交流接触器（线圈电压380V）三只，热继电器一只，电子式时间继电器（通电延时，工作电压380V）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。将各器件的工作端子引到面板上，供实验接线用。
10 PLC主机挂箱：配三菱FX1N-40mR主机，集成数字量I/O（24路数字量输入，16路数字量输出），SC-09通讯编程电缆等。随机配置仿真教学软件及工控组态软件。
11、PLC实训模块1：抢答器/音乐喷泉/装配流水线/交通信号灯/自动供水/天塔之光
12、PLC实训模块2：自动送料装车/四节传送带/多种液体混合装置/自动售货机/自控轧钢机/邮件分拣机
13、PLC实训模块3：电镀系统/洗衣机的自动控制/中间继电器
14、PLC实训模块4：步进电机/数码管显示/自控成型/机械手控制
17、实验连接线
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，不能混插，大大提高了实验的安全及合理性。
七、装置的主要优点及安全保护体系
1、三相四线制(或三相五线制)电源输入，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、三相交流电源0～450V连续可调，单相交流电源0～250V连续可调，设有三相同轴联动自耦调压器（1.5KVA）一台，可更好地满足教学实验要求。
4、屏上装有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。
5、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，即切断电源。
6、屏上三相调压器付边设有一套过流保护装置。调压器输出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。
7、测量仪表精度高，采用精密镜面指针式（带超量程告警）、数字化、智能化及人机对话模式，符合现代测量仪表发展方向。
8、各种电源及各种仪表均有可靠的保护功能。
9、实验连接线及插座采用不同的结构，使用安全、可靠、防触电。

八、总配表（以二十四座为例）