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DYDQ-DJ1 电机及电气技术实验装置

一、概述

该装置是根据机械工业出版社出版的《维修电工技师培训教材》中相关技能的培训要求，而研发的实训装置。该装置不仅可作为各企业、职业技术院校、技校等单位的维修电工技师培训用的操作台，而且也可作为有关部门对维修电工技师资格认定的考核鉴定设备。本套装置还增设了故障设置与排除功能，具有丰富的波形观测孔和故障测试孔，便于培训考核。

它不仅涵盖了电子技术(数、模电子技术)、电力电子变流技术、电机与拖动、自动控制、可编程控制器、单片机等几个方面的技能培训，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、特点

1、综合性强 本装置综合了目前国内各类学校电子技术，电力电子、半导体变流、交直流调速、PLC可编程控制技术、电机控制理论等几个方面的技能培训项目。
  2、适应性强 能满足各类学校相应课程的实验教学，深度和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的结合，装置采用积木式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。
  3、整套性强 从专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配套。
  4、直观性强 各实验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，节约实验用房，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，实验噪声小，整齐美观，改善实验环境；实验内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外还可结合实际开设设计性实验。
  6、开放性强 控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，并设有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，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠；控制屏还设有定时器兼报警记录仪，为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。由于整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠的工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实验室，创造了条件。

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℃） 海拨＜4000m
  3、装置容量：＜1.5KVA
  4、外形尺寸：187×70×162 cm³ 
四、装置的基本装备

  1、DK01电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）

（1）交流电源：三相交流电源  220V   1.5A电流（带有过流保护措施）

三相交流电源  380    3A     （具有输出短路保护）

  （2）高压直流电源
       励磁电源：220V（0.5A），具有输出短路保护。

（3）指针式仪表：

交流电压表一只：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压，精度1.0级;

（4）数字式仪表

1）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，为交流调速系统提供电压指示；

2）真有效值交流数字电压表一只：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，具有超量程告警功能，为交流调速系统提供电流指示；

3）直流数字电压表一只：测量范围0～300V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级；

4）直流数字毫安表一只：测量范围为0～2000mA，分20 mA、200 mA、2000 mA三档，直键开关切换，三位半数显，精度0.5级，具有超量程报警、指示及切断总电源等功能。

  （5）人身安全保护体系
    三相隔离变压器一组：三相电源首先通过三相漏电保护器，然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使输出与电网隔离（浮地设计），对人身安全起到一定的保护作用。
     电流型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。
实验连接线及插座：强、弱电连接及插座分开，不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。
  （6）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。

（7)故障设置箱：单片机智能故障设置，可设置40个故障点，并可对其进行排故功能。

（8）控制屏其它设施
    控制屏正面大凹槽内，设有两根不锈钢管，可挂置实验部件控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座，还设有实验台照明用的40W日光灯一盏。

2、DK02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。实验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，有利于实验室的布局。
    3、DQ03-1固定电机导轨、测速系统及数显转速表。

电机导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好与互换性好，能保证电机与电机之间连接的同心度不超过±5丝，电机运行噪音小，实训参数典型，能较好满足实训要求。

4、DQ29-2 电阻负载及开关

提供两组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻和一只转换开关

5、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，晶闸管可通过触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口）。另外，还设有带镜面精密指针式直流电压表（±300V，精度1.0级）、带镜面精密指针式直流电流表（±2A，精度1.0级）各一只以及平波电抗器一组。

 6、DK04 三相晶闸管触发电路
    提供三相触发电路、功放电路等，与“DK03”配套使用。
    7、DK05晶闸管触发电路实验
    提供单结晶体管触发电路、锯齿波同步触发电路和西门子TCA785集成触发电路。

    8、DK06电机调速控制实验（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的比例增益可用电位器进行调节。

9、DK06-1电机调速控制实验（Ⅱ）

 提供以下模块：提供以下模块：零电平检测（DPZ）、转矩极性鉴别（DPT）及逻辑控制（DLC）。

10、DK07-1直流斩波电路
    主要由斩波器触发电路及斩波主电路两大部分组成。

11、DK08给定及实训器件

提供一只灯泡负载、给定电压（带数显，±15V可调电压输出）、二极管。

12、DK09新器件特性实验

提供SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，与DK13配套使用，可完成电力电子新器件的驱动特性实验。

13、DK11单相调压与可调负载
    提供了一只0～250V/0.5KVA单相交流自耦调压器，为相应的实验提供可调电源；一个整流滤波电路以及0～90Ω/1.3A（串联）或0～45Ω/2.6A（并联）瓷盘可调电阻，为相应的实验提供一个可调的阻性负载。

14、DK13 功率器件驱动与保护电路

电源：为驱动电路提供电源：包括±5V、±15V、+20的直流电源

驱动电路：提供GTR，GTO ，的MOSFET和IGBT的驱动保护电路。其中IGBT的驱动电路采用了专用芯片EXB841，MOSFET的驱动电路由分立元件组成。

PWM波形发生器：以SG3525为核心PWM波形发生器主要是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波形的占空比。

15、DK29 功率表及单相变压器

提供一只功率表和一只单相变压器。
    16、DK12变压器实验
    提供三相芯式变压器一个和一组三相不控整流电路。

17、PLC可编程控制器主机及模拟实训（主机为FX1N-40MR，含SC-09通讯编程电缆、通讯模块）

18、PLC可编程控制器模拟实训（一）

提供运料小车、混料罐、机械滑台、机械手及十字路口交通灯控制线路的实训模块。

19、PLC可编程控制器模拟实训（二）

提供三相异步电动机Y/Δ启动，三相异步电动机的正、反转，四层电梯实训模块。

20、GDK28 变频器调速控制实训组件（三菱D720,0.4KW）

21、DZ-1电子技术实训组件（一）

提供锯齿波发生器、RC正弦波振荡器、正弦波方波锯齿波发生器、电压频率转换器、集成功率放大器、步进电机与环行分配器等实训模块。

22、DZ-2电子技术实训组件（二）

提供可逆计数译码器、十位逻辑电平、简易数字式频率计、单脉冲控制移位寄存器、数码管显示等实训模块。

23、DZ-3电子技术实训组件（三）

提供多种运算放大器、有源滤波器、电压比较器、A/D转换、D/A转换、555时基电路、集成三端稳压电路等实训模块。

24、DZ-4电子技术实训电源组件

提供电子技术实训用的电源（±5V、±12V、±15V直流电源）、单次脉冲源、函数信号发生器、数字频率计等。

25、MCU-1 单片机组件

单脉冲发生电路（复位电路）、8位逻辑电平输出、8位发光二极管电路、查询式键盘、阵列式键盘、5LED静态（串行）显示电路、6LED动态（扫描）显示电路、8155与单片机接口电路、8255与单片机接口电路、DAC0832与单片机接口电路、ADC0809与单片机接口电路、单片机的RS-232C总线接口、单片机的Centronics(最小应用系统)总线接口、93C46串行EEPROM与单片机接口电路、EEPROM的外部程序存储器扩展电路、点阵型液晶显示屏控制电路、16×8LED点阵电路、I2C总线接口电路、看门狗电路。利用以上设备及实训模块，可以方便构建实训项目。

26、DQ19 校正直流测功机（发电机，作为模拟负载使用）

220V、2.0A、 350W、1500r/min，即可作电动机又可作测功机，做电动机使用时，可作为发电机的原动机，也可用于拖动电动机完成四象限测试；作测功机使用时，由于电机经特殊设计，容量是被测电机的2～3倍，并经精密仪器校正，能很好的完成被测电机的加载输出转矩的测试

27、DQ19直流并励电动机 

28、DQ10三相鼠笼式异步电动机

29、DQ11三相线绕式异步电动机

30、DQ12线绕式异步电动机转子专用箱

31、DQ36步进电机控制箱及步进电机实训部件

    提供三相步进电机及步进电机驱动系统1套

32、高压直流无刷电机及控制器

高压直流无刷电机控制器采用DSP控制技术，能够实现电机正、反转控制及调速等功能。提供220V、100W、1500r/min高压直流无刷电机一台

33、电脑小推车

    提供铝木结构电脑小推车一个，带万向轮，设有显示器保护罩。

34、导线架

提供欧式导线架，主要用于悬挂和放置实训专用导线，外形尺寸为530mm×430mm×1200mm。

35、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，这样大大提高了实验的安全及合理性。

五、本装置能开设的实验项目（所列器材全部配置时）

(一)电子技术

1.    锯齿波发生器

2.    RC正弦波振荡器

3.    正弦波 方波 锯齿波发生器

4.    电压频率转换器

5.    集成功率放大器

6.    步进电机环形分配器

7.    可逆计数译码显示电路

8.    数字定时器

9.    数字式频率计

10.  单脉冲控制移位寄存器

11.  运算放大器（比例、加法、减法、积分）

12.  电压比较器

13.  有源滤波器

14.  集成三端稳压块的应用

15.  D/A 转换实训

16.  A/D 转换实训

17.  555组成的单稳态触发器

18.  555组成的多谐振荡器

(二)电力电子变流技术

1.  单结晶体管触发电路

2.  锯齿波同步移相触发电路

3.  西门子TCA785集成触发电路

4.  单相半波可控整流电路

5.  单相桥式半控整流电路

6.  单相桥式全控整流电路

7.  三相半波可控整流电路

8.  三相桥式半控整流电路

9.  三相桥式全控整流电路

10.单相交流调压电路

11.三相交流调压电路

12.GTR、GTO、MOSFET、IGBT特性、驱动及保护电路

13.直流斩波实训

 (三)电机与拖动

1.    单相变压器的设计，单相变压器的空载、短路

2.    三相芯式变压器同名端的判别及Y/Y-12，△/Y-1联接组别

3.    直流电动机的机械特性及回馈制动

4.    交流电动机的机械特性及回馈制动

5.    步进电机

6.    直流伺服电动机

7.    开关磁阻电机

 (四)自动控制

1.    晶闸管直流调速系统各主要单元的调试

2.    单闭环不可逆直流调速系统

3.    电压、电流双闭环不可逆直流调速系统

4.    转速、电流双闭环不可逆直流调速系统

5.    带电流截止的转速单闭环不可逆直流调速系统

6.    逻辑无环流可逆直流调速系统

7.    转速、电流双闭环三相异步电机调压调速系统

8.    转速、电流双闭环三相异步电动机串级调速系统

9.    三相异步电机交流变频调速系统

(五)可编程控制器

1.  基本指令练习

2.  用PLC进行运料小车的控制线路设计，并进行模拟调试

3.  用PLC进行混料罐的控制线路设计，并进行模拟调试

4.  用PLC进行机械滑台的控制线路设计，并进行模拟调试

5.  用PLC进行机械手的控制线路设计，并进行模拟调试

6.  用PLC进行十字路口交通灯的控制线路设计，并进行模拟调试

7.  用PLC进行四层电梯的控制线路设计，并进行模拟调试

8.  用PLC进行三相异步电动机Y/△启动控制线路设计，并进行调试

9.  用PLC进行三相异步电动机正、反转控制线路设计，并进行调试

（六）变频器，触摸屏实训

1.  变频器基本操作实训

2.   变频器调速实训

3.   基于PLC通信方式的变频器的开环调速系统

4.   基于PLC通信方式的变频器的闭环调速系统

（七）本装置可设置的部分故障内容

1．可控硅触发脉冲的丢失

2．整流桥熔断丝故障

3．触发电路同步信号的故障

4．触发电路的触发脉冲调节失效

5．速度调节器积分电容短路

6．速度调节器输出断路

7．转速变换输出断路

8．电流调节器积分电容短路

9．电流调节器输出断路

10．电压隔离器输出断路

11．反号器输工作不正常

.......

本装置最多可设置40个独立的故障点，每个实训项目可通过多种故障的组合，可设置更多的故障。