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電機及電氣控制實驗裝置技術(shù)要求

一、設(shè)備技術(shù)要求

（一）主要要求

1、電機及電氣控制實驗裝置要求采用組件式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

2、要求各實驗掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護方便。

3、測量儀表要求采用指針式（帶超量程告警等）、數(shù)模雙顯、數(shù)字式、智能化及人機對話等，設(shè)有定時器兼報警記錄儀。

4、控制屏要求供電隔離（浮地設(shè)計），并設(shè)有內(nèi)、外電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護等功能，使用方便。

5、安全保護：電機實訓(xùn)設(shè)備自身電路要求具有短路保護電路、電壓保護電路、漏電保護電路等功能。

（二）電機及控制實訓(xùn)裝置技術(shù)性能要求

1、輸入電源：三相四線～380V±10% 50Hz；

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

3、裝置容量：不小于1.5kVA。

（三）必須要完成以下實驗項目

1、直流電機實驗

1.1認識實驗；

1.2直流發(fā)電機；

1.3直流并勵電動機；

1.4直流串勵電動機；

1.5直流電動機轉(zhuǎn)動慣量測試。

2、變壓器實驗

2.1單相變壓器；

2.2三相變壓器；

2.3三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路；

2.4三相三繞組變壓器；

2.5單相變壓器的并聯(lián)運行；

2.6三相變壓器的并聯(lián)運行。

3、異步電機實驗

3.1三相鼠籠異步電動機的工作特性；

3.2三相異步電動機的起動與調(diào)速；

3.3單相電容起動異步電動機；

3.4單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機；

3.5單相電阻起動異步電動機；

3.6雙速異步電動機；

3.7三相鼠籠異步電動機的不對稱運行；

3.8三相鼠籠異步電動機的溫升；

3.9三相鼠籠式異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量的測試。

4、同步電機實驗

4.1三相同步發(fā)電機的運行特性；

4.2三相同步發(fā)電機的并網(wǎng)運行；

4.3三相同步電動機；

4.4三相同步電機參數(shù)的測定；

4.5三相同步發(fā)電機的突然短路；

4.6三相同步電機的不對稱運行。

5、電動機機械特性的測定

5.1直流他勵電動機在各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機械特性；

5.2三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性；

5.3三相異步電機M-S曲線的測繪。

6、微特電機實驗

6.1力矩式自整角機實驗；

6.2控制式自整角機實驗；

6.3直流伺服電機實驗。

7、繼電接觸控制與電力拖動（電氣控制）的實驗

7.1三相異步電動機點動和自鎖的控制線路；

7.2三相異步電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路；

7.3順序控制線路；

7.4三相鼠籠異步電動機降壓起動的控制線路；

7.5三相線繞式異步電動機起動的控制線路；

7.6三相異步電動機能耗制動的控制線路；

7.7三相異步電動機單向啟動及反接制動的控制線路；

7.8兩地控制的線路；

7.9工作臺往返循環(huán)控制的線路；

7.10 C620車床的電氣控制線路；

7.11電動葫蘆的電氣控制線路；

7.12雙速異步電動機的控制線路。

二、電機實驗實訓(xùn)裝置的配備要求

（一）電源控制屏

1、交流電源

提供三相0～450V可調(diào)交流電源，同時可得到單相0～250V可調(diào)的交流電源(配有一臺三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器（規(guī)格1.5kVA、0～450V）。可調(diào)交流電源輸出處設(shè)有過流保護裝置，當相間、線間過電流及直接短路均能自動保護。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關(guān)，可指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓電壓。

2、高壓直流電源兩路

提供220V(0.5A)勵磁電源及40～250V(3A)連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電樞電源(具有過壓、過流、過熱及短路軟截止自動恢復(fù)保護功能)各一組，并設(shè)有直流數(shù)顯電壓表及切換開關(guān)。

3、人身安全保護五大體系

3.1設(shè)有三相隔離變壓器一組(三相電源經(jīng)鑰匙開關(guān)和接觸器后，到隔離變壓器，再經(jīng)三相調(diào)壓器輸出)，使輸出與電網(wǎng)隔離，對人身安全起到一定的保護作用；短路保護電路技術(shù)，裝置要求自身具有的短路保護電路技術(shù)，能確保操作者的人生安全；

3.2設(shè)有電壓型漏電保護器，如果隔離變壓器前的線路有漏電現(xiàn)象，即能實施保護并切斷輸出電源；

3.3設(shè)有電壓型漏電保護器，如果隔離變壓器后的線路及實驗過程中的接線等有漏電現(xiàn)象，即能告警并切斷輸出電源；漏電保護電路技術(shù)，裝置要求自身具有實漏電保護電路技術(shù)，能確保操作者的人生安全；

3.4電壓保護電路技術(shù)，裝置要求自身具有電壓保護電路技術(shù)，能確保操作者的人生安全；

3.5設(shè)有電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，當漏電流超過一定值時，即切斷電源；

3.6強電連接線及插座，采用全封閉結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。

4、儀表保護體系

電機及電氣技術(shù)實驗裝置設(shè)有多只信號插座，與儀表相連。當儀表超量程時，即能告警并切斷輸出電源，對儀表起到良好的保護作用。

5、定時器兼報警記錄儀（服務(wù)管理器）：具有設(shè)定時間、到時報警、切斷電源及記錄各種告警次數(shù)等功能。

6、控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼鋼管，可掛儀表及實驗部件。凹槽底部設(shè)有多個藍色單相三芯220V電源插座以及四芯航空33V插座，給儀表等部件供電用?？刂破羶蓚?cè)設(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。實驗臺照明用220V、40W的日光燈一盞。

（二）實驗桌

電機與電氣實訓(xùn)裝置實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)，造型美觀大方；設(shè)有兩個大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。實驗桌底部裝有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于移動和固定。

（三）不銹鋼電機導(dǎo)軌、光碼盤測速系統(tǒng)（日本歐姆龍1024增量式光電編碼器）及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表

不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無應(yīng)力變形，加工精細，同心度與互換性好，能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲。電機運行時噪聲小，實驗參數(shù)典型，能較好滿足實驗的要求。

（四）測力矩支架、測力矩圓盤及彈簧秤。

（五）三相組式變壓器（三只相同的單相變壓器組成，原邊220V/0.35A，副邊55V/1.4A）。

（六）三相芯式變壓器（三柱鐵芯結(jié)構(gòu)的三相三繞組變壓器，每柱鐵芯上均安裝高壓、中壓和低壓。

（七）直流復(fù)勵發(fā)電機：200V、0.5A、100W、1600r/min。

（八）直流串勵電動機：220V、0.8A、120W、1400r/min。

（九）直流并勵電動機：220V、1.1A、185W、1600r/min。

（十）三相鼠籠式異步電動機：220V/△、0.5A、100W、1420r/min。

（十一）三相線繞式異步電動機：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min。

（十二）線繞式異步電機起動與調(diào)速電阻箱。

（十三）三相同步電機：作電動機時，220V/Y、0.35A、90W、1500r/min；作發(fā)電機時，220V/Y、0.45A、170W、1500r/min。

（十四）單相電容起動異步電動機：220V、1.45A、90W、1400r/min。

（十五）單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機：220V、1.0A、120W、1420r/min。

（十六）單相電阻起動異步電動機：220V、1.45A、90W、1400r/min。

（十七）三相雙速異步電動機：220V（YY/△）、0.6/0.6A、120/90W、2820/1400r/min。

（十八）校正直流測功機：220V、2.0A、 350W、1500r/min，即可作電動機又可作測功機，做電動機使用時，可作為發(fā)電機的原動機，也可用于拖動電動機完成四象限測試；作測功機使用時，由于電機經(jīng)特殊設(shè)計，容量是被測電機的2～3倍，并經(jīng)精密儀器校正，能很好的完成被測電機的加載輸出轉(zhuǎn)矩的測試（必須采用直流測功方式，否則視為沒有實質(zhì)響應(yīng)）。

（十九）三相鼠籠異步電動機（△220V）（“繼電接觸控制”實驗用）。

（二十）直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2套

1、直流數(shù)顯電壓表二只，測量范圍0～1000V，分2V、20V、200V、1000V四檔，直鍵開關(guān)切換，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度為0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能；

2、直流數(shù)顯毫安表二只，測量范圍0～2000mA，分20mA、200mA、2000mA三檔，直鍵開關(guān)切換，三位半數(shù)顯，精度為0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能；

3、直流數(shù)顯電流表二只，測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度為0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

（二十一）數(shù)/模交流電流表

1、提供真有效值交流數(shù)字電流表一只，測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能；

2、提供指針式精密交流電流表兩只，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相應(yīng)的刻度線），測量范圍0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四檔，精度1.0級，直鍵開關(guān)切換，設(shè)有超量程告警、指示及切斷總電源功能。

（二十二）數(shù)/模交流電壓表

1、提供真有效值交流數(shù)字電壓表一只，測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯；

2、提供指針式精密交流電壓表兩只，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相應(yīng)的刻度線），測量范圍0～500V，分10V、30V、100V、300V、500V五檔，輸入阻抗1MΩ，精度1.0級，直鍵開關(guān)切換，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。

（二十三）單三相智能功率、功率因數(shù)表（三只表）

由兩套微電腦，高速、高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片和全數(shù)顯電路構(gòu)成。通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話的智能控制模式。為了提高測量范圍和測試精度，將被測電壓、電流瞬時值的取樣信號經(jīng)A/D變換，采用專用的DSP計算有功功率、無功功率。單相功率及三相功率P₁、P₂的測量，其精度為0.5級；電壓、電流量程分別為450V、5A，可測量負載的有功功率、無功功率、功率因數(shù)及負載的性質(zhì)等；此外還可以貯存、記錄15組功率和功率因數(shù)的測試結(jié)果數(shù)據(jù)，并可逐組查詢。通過兩表法即可測量三相總功率，直接顯示總功率P(即P₁、P₂之和)。

（二十四）三相可調(diào)電阻器(三組90Ω×2/1.3A瓷盤電阻)。

（二十五）三相可調(diào)電阻器(三組900Ω×2/0.41A瓷盤電阻)。

（二十六）三相可調(diào)電抗器

每相均由一個127V/0.5A的固定電抗器和一個0～250V的自耦調(diào)壓器組成，既可作固定電感和可調(diào)電抗器使用，也可作自耦調(diào)壓器使用。

（二十七）可調(diào)電阻器、電容器

提供90Ω×2/1.3A及900Ω×2/0.41A瓷盤電阻各一組，1µF/450V、2µF/450V、35µF/450V、4µF/450V電力電容各1只，10kΩ/8W、20kΩ/8W功率電阻各1只。

（二十八）波形測試及開關(guān)板

由變壓器的波形測試部分和兩個三刀三位開關(guān)、一個雙刀雙擲開關(guān)組成。

（二十九）旋轉(zhuǎn)燈、并網(wǎng)開關(guān)、同步機勵磁電源

由并網(wǎng)用的三組相燈（黃、綠、紅各兩只），一組并網(wǎng)開關(guān)和一組同步機勵磁電源（5～40V/2.5A連續(xù)可調(diào)）組成。

（三十）智能轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率測試

可直接數(shù)字顯示電動機的轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩及輸出功率，可保存15組實驗數(shù)據(jù)，可選擇通訊功能。

（三十一）繼電接觸控制(一)

提供交流接觸器（線圈電壓220V）三只，熱繼電器一只，電子式時間繼電器（通電延時，工作電壓220V）一只，變壓器（220V/26V/6.3V）、整流電路、能耗制動電阻（10Ω/25W）各一組，帶燈按鈕（黃、綠、紅各一只）三只。面板上畫有器件的外形，并將各器件的工作端子引到面板上，供實驗接線用，器件的工作狀態(tài)均有發(fā)光二極管指示。面板上設(shè)有搖臂結(jié)構(gòu)，可看到具體的器件并對可需要調(diào)節(jié)的器件進行調(diào)節(jié)。

（三十二）繼電接觸控制(二)

提供中間繼電器（線圈電壓220V）二只，熱繼電器一只，熔斷器三只，轉(zhuǎn)換開關(guān)三只，按鈕一只，行程開關(guān)四只，信號燈、保險絲座各一只。各器件的工作端子均已引到面板上，供實驗接線用，中間繼電器及熱繼電器的工作狀態(tài)用發(fā)光二極管指示。

（三十三）型自整角機實驗裝置

提供接收機、發(fā)送機及砝碼一盒。

（三十四）歐式導(dǎo)線架

裝置配有歐式導(dǎo)線架，用于懸掛和放置實驗專用連接導(dǎo)線，設(shè)有五個萬向輪，造型美觀大方。

（三十五）實驗連接線及配件

采用高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸優(yōu)良。

三、軟件部分

（一）電力電子綜合虛擬仿真軟件

要包含初級工、中級工與高級工全部十幾個實訓(xùn)單元100多個實訓(xùn)項目，基本覆蓋了電工、電子、電拖、維修電工實訓(xùn)、PLC控制實訓(xùn)等電機及電氣控制實訓(xùn)考核裝置技術(shù)規(guī)范所列出的主要技能項目。訓(xùn)練模塊分為電工基礎(chǔ)、照明電路、儀器儀表、低壓電器、電力拖動、PLC與變頻器、電子器件、電子技術(shù)、電動機控制、常用工具、電工儀表、導(dǎo)線連接、機床電路、PLC控制等，學(xué)校可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習進度選擇相應(yīng)的訓(xùn)練模塊進行訓(xùn)練。網(wǎng)絡(luò)版用于學(xué)生獨自模擬訓(xùn)練，單機版用于老師教學(xué)。

（二）電力電子虛擬實訓(xùn)平臺

本軟件要多媒體仿真技術(shù)，用生動直觀的交互式動畫表現(xiàn)出維修電工實訓(xùn)相關(guān)的實驗過程，增強學(xué)生對實驗現(xiàn)象與原理的認識和理解。系統(tǒng)分5個單元30個項目，包括電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)、電力拖動、機床電氣及PLC，每個單元一般由一些典型實用的項目組成，其中電力拖動和機床電氣兩個單元可進行故障排除練習。主要用于機電、電氣、電子技術(shù)、電子電氣、自動化等眾多專業(yè)的大中專學(xué)生開展實驗、實訓(xùn)教學(xué)。

四、相關(guān)實驗設(shè)備：

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LGY-528 立式電工實驗裝置

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LGY-528A 立式電工、模電、數(shù)電實驗裝置

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LGY-528B 立式電工、模電、數(shù)電、電氣控制實驗裝置

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LGY-528C 立式電工、模電、數(shù)電、電氣控制（帶直流電機實驗）實驗裝置

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LGY-528D 立式電工·模電·數(shù)電·電氣控制·PLC可編程控制綜合實驗裝置

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LGY-528E 立式電工·模電·數(shù)電·電氣控制·PLC可編程控制.單片機綜合實驗裝置

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LG-530 電工實驗室成套設(shè)備(帶智能型功率表、功率因數(shù)表)

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LG-530 模電、數(shù)電實驗室成套設(shè)備

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LG-530A 電工、模電、數(shù)電三合一綜合實驗室成套設(shè)備(帶智能型功率表、功率因數(shù)

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LG-530B 電工、模電、數(shù)電、電氣控制（電力拖動）設(shè)備四合一綜合實驗室成套設(shè)

【電工電子電拖實驗設(shè)備】　LG-530C 電工、模電、數(shù)電、電氣控制(帶直流電機實驗)設(shè)備五合一綜合實驗室成