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TW-DJT型電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置

一、總體說(shuō)明

      電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置綜合了目前我國(guó)高等院?！半姍C(jī)學(xué)”、“電機(jī)與拖動(dòng)”、“控制微電機(jī)”、“電機(jī)控制”、“繼電接觸控制”、“可編程控制器技術(shù)”及“工廠電氣控制”等課程實(shí)驗(yàn)大綱的說(shuō)明。適用于高等院?，F(xiàn)有的電機(jī)、電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新改造，為教師或研究生開發(fā)新實(shí)驗(yàn)或進(jìn)行科學(xué)研究工作提供良好的實(shí)驗(yàn)條件。

二、技術(shù)說(shuō)明:

 1、輸入電源：三相四線(或三相五線) ～380V±10% 50Hz

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

 3、裝置容量：＜1.5KVA

 4、重 量： 約160Kg   規(guī)格：1700*700*1600mm

三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（一）直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)

   1.認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)   2.直流發(fā)電機(jī)   3.直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)    4.直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)

（二）變壓器實(shí)驗(yàn)

   1.單相變壓器          2.三相變壓器          3.三相變壓器的聯(lián)接組和不對(duì)稱短路

   4.三相三繞組變壓器    5.單相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行   6. 三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行

（三）異步電機(jī)實(shí)驗(yàn)

   1.三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性   2.三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速

   3.單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)         4.單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)

   5.單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)         6.雙速異步電動(dòng)機(jī)

   7.三相異步發(fā)電機(jī)

（四）同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)

   1.三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性     2. 三相同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)運(yùn)行

   3.三相同步電動(dòng)機(jī)               4.三相同步電機(jī)參數(shù)的測(cè)定

（五）電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的測(cè)定

   1.直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性

   2.三相異步電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性

   3.三相異步電機(jī)M-S曲線的測(cè)繪

（六）控制電機(jī)實(shí)驗(yàn)

1.永磁直流測(cè)速發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)

2.旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)驗(yàn)

3.力矩式自整角機(jī)實(shí)驗(yàn)

4.控制式自整角機(jī)實(shí)驗(yàn)

5.正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)驗(yàn)

電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

一、主控制屏

1、材質(zhì)要求：采用鐵質(zhì)雙面雅光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)噴塑面板。

2、單、三相可調(diào)交流電源：

參數(shù)要求：提供三相0～430V連續(xù)可調(diào)的交流電源， 同時(shí)可得到0～250V單相可調(diào)電源(配有一臺(tái)1.5KVA的三相自耦調(diào)壓器)，配有三只指針式交流電壓表，通過(guò)開關(guān)切換可指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓器的輸出電壓，設(shè)有保險(xiǎn)絲和電子線路雙重過(guò)流保護(hù)，并有斷相指示。

3、主控制屏的安全保護(hù)

參數(shù)要求：

1）設(shè)備的人身安全保護(hù)

（1）三相電源輸入端設(shè)有電流型漏電保護(hù)器

（2）三相隔離變壓器的浮地保護(hù)(三相電源經(jīng)鑰匙開關(guān)接觸器后,到隔離變壓器，再經(jīng)過(guò)三相調(diào)壓器輸出)。將實(shí)驗(yàn)用電與電網(wǎng)完全隔離，對(duì)人身安全起到有效的保護(hù)作用；

（3）三相隔離變壓器的輸出端設(shè)有電壓型漏電保護(hù)，一旦實(shí)驗(yàn)臺(tái)有漏電壓將會(huì)自動(dòng)保護(hù)跳閘

（4）實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線采用高可靠全塑封閉插頭，內(nèi)芯為無(wú)氧銅128股線，質(zhì)地柔軟，插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件，學(xué)生無(wú)法觸摸到金屬部分，避免了學(xué)生雙手帶電操作觸電的可能。

2）儀表保護(hù)體系：

設(shè)備中設(shè)有多只信號(hào)插座與儀表、電源相連，單、三相交流電源、勵(lì)磁電源，交流電壓、電流表，直流電壓、電流表等都設(shè)有短路、開路、過(guò)量程保護(hù)功能，當(dāng)超量程時(shí), 控制屏報(bào)警并斷開主電源接觸器，對(duì)儀器、儀表和電源起到良好的保護(hù)作用。

二、主控制屏的配套組件：

1.直流電機(jī)儀表電源

1)直流電動(dòng)機(jī)電樞電源

提供40V～240V連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，供直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組使用，輸出最大電流為2A，電壓紋波系數(shù)≤2%，電壓變化率≤1%。

帶有過(guò)流和短路保護(hù)，一旦發(fā)生短路，可自動(dòng)封鎖電壓輸出，從而可有效地防止學(xué)生誤操作對(duì)電源的破壞。

帶有三位半數(shù)字直流電壓表指示輸出電壓

2)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源

提供0～200 mA 連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)流電源，供直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組使用，最大輸出電壓為240V，帶三位半數(shù)顯監(jiān)視輸出電流，并具有開路保護(hù)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(jiān)視用，又可外測(cè)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(shù)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2) 三相芯式變壓器組件：

參數(shù)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

由于變壓器內(nèi)部的特殊設(shè)計(jì)，其性能可以模擬中小型變壓器特性。

三、導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)：

1、電機(jī)導(dǎo)軌

含有轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量組件、固定電機(jī)的安裝導(dǎo)軌，保證電機(jī)與電機(jī)之間、電機(jī)與轉(zhuǎn)矩傳感器之間，同軸的同心度不超過(guò)±5絲。

轉(zhuǎn)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(cè)量方式更為方便、直觀，轉(zhuǎn)矩可直接讀出，可大大提高實(shí)驗(yàn)效率和精度。

2、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量組件

?   轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器1臺(tái)；

(1)測(cè)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(fù)性R：±0.1; ±0.3; ±0.5 %F.S

(6)溫度補(bǔ)償范圍： 室溫～+60 ℃

(7)零點(diǎn)溫度影響： ±0.1 %F.S/10 ℃

(8)激勵(lì)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(diǎn)輸出： 0～±1 %F.S

(13)安全過(guò)負(fù)荷率： 120 %F.S

四、實(shí)驗(yàn)箱體

1、可調(diào)電阻：

（1）單相可調(diào)電阻360?-2160?/0.5A;

（2）三相可調(diào)電阻360?-1560?/0.5A;

（3）0、2Ω、5Ω、15Ω、∞五檔可調(diào)繞線電機(jī)起動(dòng)電阻。

（4）90?/200W和900?/200W各一個(gè);

2、旋轉(zhuǎn)指示燈及開關(guān)

提供三組開關(guān)，分別為一組單刀雙擲和二組三刀雙擲及同步電機(jī)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)中的旋轉(zhuǎn)指示燈，用來(lái)判斷并網(wǎng)條件。

3、電機(jī)起動(dòng)箱

分別為0~100Ω/1.22A直流電機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻，0~3000Ω/200mA直流電機(jī)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻和0、2Ω、5Ω、15Ω、∞五檔可調(diào)繞線電機(jī)起動(dòng)電阻。

4、直流電壓、電流表

由直鍵開關(guān)切換量程，三位半數(shù)顯，精度0.5級(jí)；

均有超量程告警并切斷總電源的功能；

直流電壓表測(cè)量范圍0～300V，有2V、20V、300V三檔量程；

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

直流電流表，測(cè)量范圍0～5A。

5、繼電器接觸控制

提供交流接觸器、時(shí)間繼電器、行程開關(guān)

6、繼電器接觸控制

交流接觸器三只，時(shí)間繼電器一只，

帶燈按鈕三只，熱繼電器一只。

五、電 機(jī)

1、總要求：

單臺(tái)電機(jī)的功率：＜200W

特    性：可模擬中小型電機(jī)特性

互 換 性：各電機(jī)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，任意組合，同軸性好。

2、直流發(fā)電機(jī)：

參數(shù)要求：額定功率PN=100W，額定電壓UN=200V，額定電流IN=0.5A，額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min。E級(jí)絕緣。

3、直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)：

參數(shù)要求：額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.1A，額定勵(lì)磁電流IfN＜0.16A，額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min。E級(jí)絕緣。

4、三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)：

參數(shù)要求：額定功率PN=100W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=0.48A，額定轉(zhuǎn)速nN=1420r/min，定子三相繞組Δ接法，E級(jí)絕緣。

5、三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)：

參數(shù)要求：額定功率PN=100W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=0.55A，額定轉(zhuǎn)速nN=1420r/min。定、轉(zhuǎn)子三相繞組均為Y接法，E級(jí)絕緣。

6、三相同步發(fā)電機(jī)：

參數(shù)要求：額定功率PN=100W，額定電壓UN=380V，額定電流IN=0.48A，額定轉(zhuǎn)速nN=1420r/min，E級(jí)絕緣。

7、直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)

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

8、單相電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)

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

9、單相電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)

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

10、單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)

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

11、三相雙速異步電動(dòng)機(jī)

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

12、直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)

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

六．以上設(shè)備至少可完成實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容如下

1、直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)：

直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)，直流發(fā)電機(jī)特性實(shí)驗(yàn)，直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。

2、異步電機(jī)實(shí)驗(yàn)：

三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)測(cè)定，三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的工作特性，三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)實(shí)驗(yàn)，三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速實(shí)驗(yàn)，三相異步電動(dòng)機(jī)M~S曲線的測(cè)繪，三相異步電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，單相電阻起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)，雙速異步電動(dòng)機(jī)。

3、同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)：

三相同步發(fā)電機(jī)參數(shù)的測(cè)定，三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，三相同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行，三相同步電動(dòng)機(jī)。

4、變壓器實(shí)驗(yàn)：

單相變壓器，三相變壓器，三相變壓器的聯(lián)接組和不對(duì)稱短路，三相三線圈變壓器，單相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行，三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行。

5、電氣控制實(shí)驗(yàn)：

三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，三相異步電動(dòng)機(jī)順序控制電路，三相異步電動(dòng)機(jī)Y-△法降壓?jiǎn)?dòng)控制電路，三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制電路，三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)電路。

七.實(shí)驗(yàn)室在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)

架構(gòu)于電腦教室的局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各種教學(xué)活動(dòng)的指令，透過(guò)系統(tǒng)功能與網(wǎng)絡(luò)傳輸即可執(zhí)行，操作方便、易學(xué)易用，能充分展示老師的教學(xué)內(nèi)容，并可隨時(shí)了解及協(xié)助各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，有效提高教學(xué)質(zhì)量與效率，預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口，可將信息上傳至互聯(lián)網(wǎng)客戶端。（注：含配套管理軟件1套，至少含50點(diǎn)數(shù)）

功能參數(shù)具體要求如下：

1,   網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)功能

1）系統(tǒng)主要組成模塊：在線網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)應(yīng)有“在線學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”、“課程管理系統(tǒng)”、“培訓(xùn)應(yīng)用系統(tǒng)”、“信息發(fā)布系統(tǒng)”、“智能分析系統(tǒng)”及“手機(jī)短信應(yīng)用系統(tǒng)”等模塊。

2）系統(tǒng)內(nèi)提供的課程內(nèi)容至少應(yīng)涉及電機(jī)學(xué)、電工/電機(jī)拖動(dòng)、PLC、變頻器、步進(jìn)/伺服、HMI/組態(tài)軟件、單片機(jī)、數(shù)控、機(jī)器人。

3）系統(tǒng)管理應(yīng)包括“院系管理”、“老師管理”、“班級(jí)管理”、“學(xué)生管理”、“微課發(fā)布”、“數(shù)據(jù)中心”等模塊

2、提供配套設(shè)備實(shí)訓(xùn)教學(xué)指導(dǎo)教材。教材應(yīng)適合應(yīng)用技術(shù)型本科教育。教材至少包含以下內(nèi)容：

1）電機(jī)及拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)說(shuō)明和基本要求

2）直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)（章節(jié)內(nèi)容至少包括直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)，直流發(fā)電機(jī)特性實(shí)驗(yàn)，直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)）

3）變壓器實(shí)驗(yàn)（章節(jié)內(nèi)容至少包括單相變壓器，三相變壓器，并聯(lián)運(yùn)行等）

和工作特性，起動(dòng)實(shí)驗(yàn)，調(diào)速實(shí)驗(yàn)，曲線測(cè)繪等）

5）同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)（章節(jié)內(nèi)容至少包括參數(shù)測(cè)定，運(yùn)行特性，并聯(lián)運(yùn)行等）

6）電氣控制電路實(shí)驗(yàn)（章節(jié)內(nèi)容至少包括電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制，電機(jī)順序控制，電機(jī)能耗制動(dòng)等）

7）電力電子實(shí)驗(yàn)（單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)，正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)，鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)，單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)等）

3、電機(jī)教學(xué)資源軟件1套（至少包括以下內(nèi)容）

1）三相異步電機(jī)，單相異步電機(jī)，伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，直流電機(jī)等（外觀，結(jié)構(gòu)，裝配，維修的介紹）

2）電機(jī)控制：有過(guò)載保護(hù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制、聯(lián)動(dòng)控制、行程開關(guān)、自耦降壓起動(dòng)、機(jī)械制動(dòng)、反接制動(dòng)、能耗控制、雙速調(diào)速等，軟件對(duì)所完成實(shí)驗(yàn)所需要的器材，布置電路，電路原理，器材布局圖，連線，運(yùn)行，排故說(shuō)明。

4、電力拖動(dòng)仿真軟件

?   軟件中應(yīng)采用文字、聲音、圖像、FLASH動(dòng)畫等，可與使用者交互，應(yīng)有相應(yīng)錯(cuò)誤連接提示。

?   可滿足學(xué)生對(duì)電氣元件結(jié)構(gòu)、作用、安裝、接線、電路分析的多媒體教學(xué)和熟悉電氣控制線路的虛擬接線實(shí)訓(xùn)及應(yīng)知考核測(cè)試功能。

?   軟件至少應(yīng)包含電拖課程里最基礎(chǔ)、最重要的11種電路。分為：（1）電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制線路、（2）電動(dòng)機(jī)半波整流能耗制動(dòng)控制線路、（3）Y-△啟動(dòng)控制線路、（4）電動(dòng)機(jī)串電阻降壓?jiǎn)?dòng)控制線路、（5）順序控制線路、（6）位置控制線路、（7）雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路、（8）接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路、（9）按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路、（10）接觸自鎖正轉(zhuǎn)控制線路、（11）點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制線路。

?   要求每種線路至少分為：（1）元件結(jié)構(gòu)、（2）原理分析、（3）實(shí)際接線、（4）課堂練習(xí)四大模塊。