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TW-DJT型电机系统教学实验装置

一、总体说明

      电机拖动技术实验装置综合了目前我国高等院校“电机学”、“电机与拖动”、“控制微电机”、“电机控制”、“继电接触控制”、“可编程控制器技术”及“工厂电气控制”等课程实验大纲的说明。适用于高等院校现有的电机、电气技术实验设备的更新改造，为教师或研究生开发新实验或进行科学研究工作提供良好的实验条件。

二、技术说明:

 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℃)  海拔＜4000m

 3、装置容量：＜1.5KVA

 4、重 量： 约160Kg   规格：1700*700*1600mm

三、实验项目

（一）直流电机实验

   1.认识实验   2.直流发电机   3.直流并励电动机    4.直流串励电动机

（二）变压器实验

   1.单相变压器          2.三相变压器          3.三相变压器的联接组和不对称短路

   4.三相三绕组变压器    5.单相变压器的并联运行   6. 三相变压器的并联运行

（三）异步电机实验

   1.三相鼠笼异步电动机的工作特性   2.三相异步电动机的起动与调速

   3.单相电容起动异步电动机         4.单相电容起动异步电动机

   5.单相电容运转异步电动机         6.双速异步电动机

   7.三相异步发电机

（四）同步电机实验

   1.三相同步发电机的运行特性     2. 三相同步发电机的并网运行

   3.三相同步电动机               4.三相同步电机参数的测定

（五）电动机机械特性的测定

   1.直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

   2.三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性

   3.三相异步电机M-S曲线的测绘

（六）控制电机实验

1.永磁直流测速发电机实验

2.旋转编码器实验

3.力矩式自整角机实验

4.控制式自整角机实验

5.正、余弦旋转变压器实验

电机系统教学实验台

一、主控制屏

1、材质要求：采用铁质双面雅光密纹喷塑结构，铝质喷塑面板。

2、单、三相可调交流电源：

参数要求：提供三相0～430V连续可调的交流电源， 同时可得到0～250V单相可调电源(配有一台1.5KVA的三相自耦调压器)，配有三只指针式交流电压表，通过开关切换可指示三相电网电压和三相调压器的输出电压，设有保险丝和电子线路双重过流保护，并有断相指示。

3、主控制屏的安全保护

参数要求：

1）设备的人身安全保护

（1）三相电源输入端设有电流型漏电保护器

（2）三相隔离变压器的浮地保护(三相电源经钥匙开关接触器后,到隔离变压器，再经过三相调压器输出)。将实验用电与电网完全隔离，对人身安全起到有效的保护作用；

（3）三相隔离变压器的输出端设有电压型漏电保护，一旦实验台有漏电压将会自动保护跳闸

（4）实验导线采用高可靠全塑封闭插头，内芯为无氧铜128股线，质地柔软，插头采用实芯铜质件，学生无法触摸到金属部分，避免了学生双手带电操作触电的可能。

2）仪表保护体系：

设备中设有多只信号插座与仪表、电源相连，单、三相交流电源、励磁电源，交流电压、电流表，直流电压、电流表等都设有短路、开路、过量程保护功能，当超量程时, 控制屏报警并断开主电源接触器，对仪器、仪表和电源起到良好的保护作用。

二、主控制屏的配套组件：

1.直流电机仪表电源

1)直流电动机电枢电源

提供40V～240V连续可调的直流稳压电源，供直流电动机电枢绕组使用，输出最大电流为2A，电压纹波系数≤2%，电压变化率≤1%。

带有过流和短路保护，一旦发生短路，可自动封锁电压输出，从而可有效地防止学生误操作对电源的破坏。

带有三位半数字直流电压表指示输出电压

2)直流电动机励磁电源

提供0～200 mA 连续可调的直流稳流电源，供直流电动机励磁绕组使用，最大输出电压为240V，带三位半数显监视输出电流，并具有开路保护功能。

3）直流表

配有直流电压、毫安、安培表，既可作电源输出监视用，又可外测直流电量。

2.单相变压器、三相芯式变压器

1) 单相变压器组件；

参数要求：原边220V/0.35A、副边55V/1.4A 1只变压器，与交流仪表配合可完成单相变压器实验内容。

2) 三相芯式变压器组件：

参数要求：芯式变压器，与交流仪表配合可完成三相三线圈芯式变压器的实验内容。

由于变压器内部的特殊设计，其性能可以模拟中小型变压器特性。

三、导轨及测功机：

1、电机导轨

含有转矩、转速测量组件、固定电机的安装导轨，保证电机与电机之间、电机与转矩传感器之间，同轴的同心度不超过±5丝。

转矩传感器采用高精度传感器，一致性和线性度好，可靠性高。

测量方式更为方便、直观，转矩可直接读出，可大大提高实验效率和精度。

2、转矩、转速测量组件

   转矩转速传感器1台；

(1)测量范围：0～0.5,1,2,5,10,20,30,50,100 Nm

(2)输出灵敏度：1.0～2.0 mV/V

(3)直线度L：±0.1; ±0.3; ±0.5 %F.S

(4)滞后H：±0.1; ±0.3; ±0.5 %F.S

(5)重复性R：±0.1; ±0.3; ±0.5 %F.S

(6)温度补偿范围： 室温～+60 ℃

(7)零点温度影响： ±0.1 %F.S/10 ℃

(8)激励电压： 12 VDC

(9)绝缘电阻： 2000 MΩ/100VDC

(10)输入电阻： 700±10/350±10 Ω

(11)输出电阻： 700±5/350±5 Ω

(12)零点输出： 0～±1 %F.S

(13)安全过负荷率： 120 %F.S

四、实验箱体

1、可调电阻：

（1）单相可调电阻360-2160/0.5A;

（2）三相可调电阻360-1560/0.5A;

（3）0、2Ω、5Ω、15Ω、∞五档可调绕线电机起动电阻。

（4）90/200W和900/200W各一个;

2、旋转指示灯及开关

提供三组开关，分别为一组单刀双掷和二组三刀双掷及同步电机并网实验中的旋转指示灯，用来判断并网条件。

3、电机起动箱

分别为0~100Ω/1.22A直流电机电枢调节电阻，0~3000Ω/200mA直流电机磁场调节电阻和0、2Ω、5Ω、15Ω、∞五档可调绕线电机起动电阻。

4、直流电压、电流表

由直键开关切换量程，三位半数显，精度0.5级；

均有超量程告警并切断总电源的功能；

直流电压表测量范围0～300V，有2V、20V、300V三档量程；

直流毫安表测量范围0～200mA，有2mA、20mA、200mA三 档量程；

直流电流表，测量范围0～5A。

5、继电器接触控制

提供交流接触器、时间继电器、行程开关

6、继电器接触控制

交流接触器三只，时间继电器一只，

带灯按钮三只，热继电器一只。

五、电 机

1、总要求：

单台电机的功率：＜200W

特    性：可模拟中小型电机特性

互 换 性：各电机可根据实验要求，任意组合，同轴性好。

2、直流发电机：

参数要求：额定功率PN=100W，额定电压UN=200V，额定电流IN=0.5A，额定转速nN=1600r/min。E级绝缘。

3、直流并励电动机：

参数要求：额定功率PN=185W，额定电压UN=220V，额定电流IN=1.1A，额定励磁电流IfN＜0.16A，额定转速nN=1600r/min。E级绝缘。

4、三相鼠笼式异步电动机：

参数要求：额定功率PN=100W，额定电压UN=220V，额定电流IN=0.48A，额定转速nN=1420r/min，定子三相绕组Δ接法，E级绝缘。

5、三相绕线式异步电动机：

参数要求：额定功率PN=100W，额定电压UN=220V，额定电流IN=0.55A，额定转速nN=1420r/min。定、转子三相绕组均为Y接法，E级绝缘。

6、三相同步发电机：

参数要求：额定功率PN=100W，额定电压UN=380V，额定电流IN=0.48A，额定转速nN=1420r/min，E级绝缘。

7、直流串励电动机

参数要求：PN=100W，nN=1000r/min，IN=1.5A，UN=110V

8、单相电阻起动电动机

参数要求：:PN=90W，nN=1450r/min，IN=1.45A，UN=220V

9、单相电容起动电动机

参数要求：:PN=90W，nN=1450r/min，IN=1.45A，UN=220V，C=35μF

10、单相电容运转电动机

参数要求：:PN=120W，nN=1420r/min，IN=1.45A，UN=220V，C=4μF

11、三相双速异步电动机

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

12、直流他励电动机

参数要求：PN=50W，nN=1000r/min，IN=0.55A，UN=110V。

六．以上设备至少可完成实验实训项目内容如下

1、直流电机实验：

直流电动机认识实验，直流发电机特性实验，直流并励电动机，直流串励电动机。

2、异步电机实验：

三相鼠笼式异步电动机参数测定，三相鼠笼式异步电动机的工作特性，三相异步电动机的起动实验，三相异步电动机的调速实验，三相异步电动机M~S曲线的测绘，三相异步电动机作发电机运行，单相电阻起动异步电动机，单相电容起动异步电动机，单相电容运转异步电动机，双速异步电动机。

3、同步电机实验：

三相同步发电机参数的测定，三相同步发电机的运行特性，三相同步发电机的并联运行，三相同步电动机。

4、变压器实验：

单相变压器，三相变压器，三相变压器的联接组和不对称短路，三相三线圈变压器，单相变压器的并联运行，三相变压器的并联运行。

5、电气控制实验：

三相异步电动机正反转控制电路，三相异步电动机顺序控制电路，三相异步电动机Y-△法降压启动控制电路，三相绕线式异步电动机启动控制电路，三相异步电动机能耗制动电路。

七.实验室在线网络教学管理系统

架构于电脑教室的局域网络环境下，各种教学活动的指令，透过系统功能与网络传输即可执行，操作方便、易学易用，能充分展示老师的教学内容，并可随时了解及协助各个学生的学习状况，有效提高教学质量与效率，预留网络接口，可将信息上传至互联网客户端。（注：含配套管理软件1套，至少含50点数）

功能参数具体要求如下：

1,   网络教学管理系统功能

1）系统主要组成模块：在线网络学习管理系统应有“在线学习学习系统”、“课程管理系统”、“培训应用系统”、“信息发布系统”、“智能分析系统”及“手机短信应用系统”等模块。

2）系统内提供的课程内容至少应涉及电机学、电工/电机拖动、PLC、变频器、步进/伺服、HMI/组态软件、单片机、数控、机器人。

3）系统管理应包括“院系管理”、“老师管理”、“班级管理”、“学生管理”、“微课发布”、“数据中心”等模块

2、提供配套设备实训教学指导教材。教材应适合应用技术型本科教育。教材至少包含以下内容：

1）电机及拖动实验的相关说明和基本要求

2）直流电机实验（章节内容至少包括直流电动机认识实验，直流发电机特性实验，直流并励电动机，直流串励电动机）

3）变压器实验（章节内容至少包括单相变压器，三相变压器，并联运行等）

4）异步电机实验（章节内容至少包括三相鼠笼式异步电机参数测定

和工作特性，起动实验，调速实验，曲线测绘等）

5）同步电机实验（章节内容至少包括参数测定，运行特性，并联运行等）

6）电气控制电路实验（章节内容至少包括电机正反转控制，电机顺序控制，电机能耗制动等）

7）电力电子实验（单结晶体管触发电路实验，正弦波同步移相触发电路实验，锯齿波同步移相触发电路实验，单相桥式全控整流及有源逆变电路实验等）

3、电机教学资源软件1套（至少包括以下内容）

1）三相异步电机，单相异步电机，伺服电机，步进电机，直流电机等（外观，结构，装配，维修的介绍）

2）电机控制：有过载保护单向运转控制、联动控制、行程开关、自耦降压起动、机械制动、反接制动、能耗控制、双速调速等，软件对所完成实验所需要的器材，布置电路，电路原理，器材布局图，连线，运行，排故说明。

4、电力拖动仿真软件

   软件中应采用文字、声音、图像、FLASH动画等，可与使用者交互，应有相应错误连接提示。

   可满足学生对电气元件结构、作用、安装、接线、电路分析的多媒体教学和熟悉电气控制线路的虚拟接线实训及应知考核测试功能。

   软件至少应包含电拖课程里最基础、最重要的11种电路。分为：（1）电动机反接制动控制线路、（2）电动机半波整流能耗制动控制线路、（3）Y-△启动控制线路、（4）电动机串电阻降压启动控制线路、（5）顺序控制线路、（6）位置控制线路、（7）双重联锁正反转控制线路、（8）接触器联锁正反转控制线路、（9）按钮联锁正反转控制线路、（10）接触自锁正转控制线路、（11）点动正转控制线路。

   要求每种线路至少分为：（1）元件结构、（2）原理分析、（3）实际接线、（4）课堂练习四大模块。