电机交直流调速系统实验装置

一、概述
“YUYZ-01交直流调速系统实验装置”依据高等院校最新统编教材《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》（第三版）(上海大学陈伯时编著)等实验大纲的要求，吸收国内、外同类产品的优点，充分考虑了实验室的现状和发展趋势，精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。
二、特点
1、综合性强  本装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直流调速、交流变频、电机控制、控制理论等实验项目。
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。
7、先进性强  本装置着重从新器件高度来考虑，在保留了晶闸管实验的基础上，加入了新器件的特性、新器件的驱动以及典型的新器件应用的大量现代电力电子技术实验，让学生对新器件有足够的认识和了解，紧跟时代步伐。
三、适用范围
本装置涵盖了各类院校等所开设的“电力电子技术(或称半导体变流技术)”、“直流调速”、“交流调速”、“电机控制”、“电力拖动自动控制系统”及“控制理论”等专业课程所要求的实验实验项目。
四、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：187×72×162 cm
五、装置的基本配备
1、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   220V1.5电流（带有过流保护措施） 三相交流电源380V 5A    （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、指示等功能，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0～500V，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，三位半数显，精度0.5级。
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、弱电连接线及插座分开，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）控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内，设有两根钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设有3芯插座，挂箱的供电由这些插座提供。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不锈钢电机导轨、测速系统及转速表
4、DQ27三相可调电阻（每组900Ω×2/0.41A） 
5、DK03晶闸管主电路
提供12只5A/1000V的晶闸管，每只晶闸管均设有保护装置，晶闸管可通过外加信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验；设有带镜面精密指针式直流电压表±300V，精度1.0级带镜面直流电流表±2A，精度1.0级各一只和平波电抗器一组。
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、DK06-2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）。其中调节器I和调节器II的比例增益由电位器调节。
8、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）、逻辑控制（DLC）。
9、DK08给定及实验器件提供给定（±15V可调电压输出）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连成三角形接法）、二极管等。  
10、DK10可调电阻器，电容器 提供耐压AC100V的可调电容三组，调节范围为0.1～11.37uF，0～999KΩ十进制可调电阻两组。
11、DK12变压器实验提供三相芯式变压器一个（该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V），用于异步电机串级调速实验和三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验；还设有三相不控整流电路等模块。  
12、DK17双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统 通过对四个桥臂上IGBT管的触发控制，来实现对可逆直流他励电机进行调速的目的，主要由三大部分组成，即主回路部分、控制电路部分和调节部分。主回路由 直流电源、四种IGBT管组成；控制回路部分由专用芯片产生PWM脉冲波，PWM波脉冲发生器产生的四路控制脉冲，分别驱动四个桥臂的IGBT管；调节部 分由两个PI调节器组成，并通过速度环、电流环构成的反馈回路使电机的转速稳定运行在给定的转速下。
本实验箱可完成的实验项目有：
（1）全桥DC/DC 变换电路实验
（2）双闭环可逆直流脉宽调速实验。
13、ACM-1三相异步电机变频调速控制系统。提供西门子MM440矢量控制变频器一只，功率0.37KW，带有BOP操作板。
14、DQ07-1直流发电机    220V/250W
15、DQ09直流并励电动机  220V/185W  
16、DQ10三相鼠笼异步电动机380V/100W
17、DQ11三相线绕式异步电动机220V/100W
18、GDQ12线绕式异步电机转子专用箱
19、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。
六、本装置能开设的实验项目
（一）电力电子变流技术（晶闸管部分）
1   三相半波可控整流电路实验
2、三相桥式半控整流电路实验
3、三相桥式全控整流电路实验
4、三相交流调压电路实验
5、全桥DC/DC变换电路实验
(二) 直流电机调速部分
1、晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验
2、晶闸管直流调速系统主要单元调试
3、转速单闭环不可逆直流调速系统实验
4、电流单闭环不可逆直流调速系统实验
5、转速、电流双闭环不可逆直流调速系统实验
6、逻辑无环流可逆直流调速系统实验
7、双闭环H桥可逆直流脉宽调速实验（IGBT）  
(三)  交流电机调速系统实验
1)  双闭环三相异步电机调压调速系统
2)  双闭环三相异步电机串级调速系统
(四) 三相异步电机变频调速实验  
1、MM440变频器的面板认识
2、MM440变频器面板基本操作控制
3、MM440变频器控制端口开关操作运行
4、MM440变频器的模拟信号操作控制
5、MM440变频器数字量控制三段固定频率运行
6、MM440变频器数字量控制七段固定频率运行
七、装置的配置清单：

序号	编号	名                 称	数量
1	DK01	电源控制屏	1件
2	DK02	实验桌凳	1张
3	DQ03-1	不锈钢电机导轨、测速系统及转速表	1件
4	DQ27	三相可调电阻（每组900Ω*2/0.41A）	1件
5	DK03	三相晶闸管主电路	1件
6	DK04	三相晶闸管触发电路	1件
7	DK06-2	电机调速控制实验（Ⅰ）	1件
8	DK06-1	电机调速控制实验（Ⅱ）	1件
9	DK08	给定及实验器件	1件
10	DK10	可调电阻器，电容器	1件
11	DK12	变压器实验	1件
12	DK17	双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统	1件
13	ACM-1	三相异步电机变频调速系统	1件
14	DQ07-1	直流发电机	1台
15	DQ09	直流并励电动机	1台
16	DQ10	三相鼠笼式异步电动机	1台
17	DQ11	三相线绕式异步电动机	1台
18	GDQ12	线绕式异步电机转子专用箱	1件
19	SB06	高可靠护套结构手枪插实验连接线及配件	1套

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