SBDG-221G電工電子電力拖動實驗平臺
一、概述
電工電子電力拖動實驗平臺面向自動化、電氣工程及其自動化、機械設計制造及其自動化、機器人工程等專業(yè)。電工電子電力拖動實驗裝置可使學生掌握各種電力電子變流電路的測試方法，掌握電機相關(guān)參數(shù)測試方法及數(shù)據(jù)處理方法，并可利用已有的電路進行相關(guān)的創(chuàng)新?？山Y(jié)合交、直流調(diào)速系統(tǒng)進行運動控制相關(guān)的設計，拓寬學生的知識面，培養(yǎng)學生在電力電子和電機拖動系統(tǒng)等方向的理論硏究、實際動手能力和創(chuàng)新能力。
電工電子電力拖動實驗平臺主要由電源儀器模塊箱、鋁型材實驗桌、實驗掛箱、儀器儀表等組成。實驗平臺配置有網(wǎng)絡監(jiān)控功能，用戶可直接觀測實驗臺儀表數(shù)據(jù)變化。實驗桌桌面為防火、防水、耐磨25mm厚高密度板，采用四個工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝調(diào)節(jié)腳，方便高度調(diào)節(jié)，主體結(jié)構(gòu)通過左、右各2個C字形鋁壓成型構(gòu)件聯(lián)接，臺面高度約800mm，桌面板下設支撐框架，截面尺寸為30×30mm，承受力不少于300kg。立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套塑料堵頭，槽內(nèi)適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。C字形鋁壓成型構(gòu)件為左、右對稱件，外形約160×166×70mm，采用壓鑄成型工藝，經(jīng)機加工、拋丸、噴砂，表面橙色靜電噴涂工藝。
二、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相四線(或三相五線)380V±5% 50Hz，上限電流不超過16A；
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m；
3、外形尺寸約為：160cm×154cm×70cm（長×高×寬）；
4、實驗臺存儲柜，采用圓弧卷邊冷沖壓鈑金一體成型，封閉式結(jié)構(gòu)，表面靜電噴涂，外形尺寸：約寬450x深550x高705（mm），總重量≥31kg；柜體四邊圓弧設計：R=30mm，柜體邊框總厚度≤2.5mm；配有承重型卡扣式三節(jié)軌，導軌承重量≥30kg，抽屜把手采用卡套式鈑金卷邊工藝，把手尺寸≥440x45x18mm，抽屜采用聯(lián)體鎖設計，底部配有4個1.5寸萬向帶剎車腳輪。
三、電工電子電力拖動實驗平臺配置
1、交流電源模塊：提供三相固定380V交流電源，面板上設有啟動、停止按鈕，并配備一臺三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器，規(guī)格為1.5KVA/0～450V，系統(tǒng)內(nèi)置一套"實驗室智慧用電安全控制系統(tǒng)"，智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網(wǎng)絡的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。
智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實時監(jiān)控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數(shù)；設備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設備，PC端進行授權(quán)之后，設備可啟動使用，PC端可分時預約設備的啟動和停止。投標文件中需提供符合實驗室智慧用電安全控制系統(tǒng)詳細介紹及云端系統(tǒng)控制系統(tǒng)。
2、直流電源：提供雙路直流程控電源:采用DAC加MOS管恒流輸出，每路輸出0-30V/2A，電壓穩(wěn)定度≤0.3%，電流穩(wěn)定度≤0.3%，有短路、過流自動保護功能，設有短路軟截止自動保護和自動恢復裝置。2.8寸TFT液晶屏顯示輸出電壓、輸出電流、負載電壓和負載電流，并且具有恒流提醒功能。采用EC11旋鈕編碼器調(diào)節(jié)輸出電流和限位電流。一路0-500mA/12V恒流源:采用DAC加MOS管恒流輸出，負載穩(wěn)定度≤5×10-4 ，額定變化率≤５×10-4 。2.8寸TFT液晶屏顯示輸出電流值、限位電流和負載電流，且具有恒流提醒功能。采用EC11旋鈕編碼器調(diào)節(jié)輸出電流和限位電流。低壓直流電源：±5V、±12V四路固定輸出，每路均具有短路、過流保護及自動恢復保護功能。
3、智能交流儀表
1）智能交流電壓表1只:測量范圍：0-1000V,設置1V/10V/100V/1000V四量程，六位數(shù)碼顯示測量值。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設置、通信地址設置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
2）智能交流電流表1只：測量范圍：0-5A, 設置10mA/500mA/5A三檔量程，六位數(shù)碼顯示測量值。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設置、通信地址設置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
3）智能直流電壓表1只:測量范圍：0-1000V,設置1V/10V/100V/1000V四檔量程，六位數(shù)碼顯示測量值。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設置、通信地址設置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
4）智能直流電流表1只：測量范圍：0-5A,設置10mA/500mA/5A三檔量程，六位數(shù)碼顯示測量值。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設置、通信地址設置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
5）智能功率、功率因數(shù)表：功率測量精度0.5級，功率因數(shù)測量范圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A。六位數(shù)碼顯示有功功率、無功功率、總功率、功率因數(shù)、電壓、電流、負載類型，負載類型：L、R、C。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設置、通信地址設置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。5、智能直流儀表
4、函數(shù)信號發(fā)生器：
1）采用直接數(shù)字頻率合成（DDS）產(chǎn)生高精度正弦波，方波和三角波。
2）2.7寸TFT液晶屏顯示輸出頻率、波形、占空比、幅度、衰減、偏置。
3）正弦波輸出幅度≥10V，輸出阻抗50Ω，失真度<1%（1HZ-- 10KHz）。
4）頻率范圍 1HZ~3MHz, EC11旋鈕編碼器調(diào)節(jié)。
5）輸出幅度采用EC11旋鈕編碼器調(diào)節(jié)，正弦波輸出具有20db,40db，60db衰減。
6）方波占空比可調(diào), 調(diào)節(jié)范圍：5%-95%調(diào)節(jié)；
7）外測頻率功能，頻率計測量范圍1HZ-100MHz，幅度3.3V，具有自動換檔功能。
8）上位機設置函數(shù)信號發(fā)生器各個參數(shù)，并有實時監(jiān)視及鎖定和關(guān)斷功能
9）上升時間≤50。
10) 5V正反相單脈沖輸出。
11) 工作溫度范圍：-20℃～+50℃。
5、電路基礎模塊（一）提供電阻、電感、電容、電路基礎實驗模塊和故障按鍵（3個）等，完成疊加定理、基爾霍夫定律、戴維南定理、諾頓定理、電壓源與電流源的等效變換、一階、二階電路過渡過程的研究、RLC串聯(lián)諧振電路的研究等實驗。
6、電路基礎模塊（二）提供各種功率電阻、燈泡（12V/0.1A）、穩(wěn)壓管（2CW51）、二極管、電位器（1k/2W、10k/2W、100k各一只）、電阻箱（0～9Ω/2W、0～90Ω/2W、0～900Ω/2W、0～9000Ω/2W各一組）等。
7、交流電路模塊（一）提供鐵芯變壓器一只（50VA、36V/220V）、電流插座等，原、副邊均設有保險絲及電流插座，方便測試并能可靠保護防止變壓器損壞。
8、交流電路模塊（二）提供0.22uF/500V、0.47uF/500V、1uF/500V（三只）、2.2uF/500V、4.7uF/500V高壓電容、鎮(zhèn)流器、啟輝器、日光燈等，高壓電容可通過鈕子開關(guān)控制，完成日光燈電路連接和功率因數(shù)提高實驗。
9、交流電路模塊（三）提供四組負載和四組獨立的電流插座。每組負載由兩個獨立的白熾燈螺口燈座組成(每組設有一個開關(guān)與一個電流插座)。可插60W以下的白熾燈八只。能夠完成三相交流電路實驗。
10、模擬電路實驗模塊：提供低壓交流電源（0V、6V、10V、14V抽頭各一路及中心抽頭17V兩路）、三極管（3DG6、3DG12、3CG12）、二極管（1N4007、1N4148）、穩(wěn)壓塊（7812、7815、7915、LM317）、電阻、單結(jié)晶體管、蜂鳴器、電容等。配有相關(guān)實驗元器件。
11、數(shù)字電路實驗模塊：提供四位十進制譯碼顯示器、八位邏輯電平開關(guān)、八位邏輯電平指示器、三態(tài)邏輯筆（紅、黃、綠指示）、脈沖信號源（正、負輸出單次脈沖和頻率為0.5Hz～300kHz連續(xù)可調(diào)的計數(shù)脈沖源各一路），設有一些高可靠圓腳集成電路插座（14P、16P、28P、40P若干只）。配有相關(guān)實驗元器件。
12、繼電接觸控制實訓模塊一：提供網(wǎng)孔板（404mm×298mm）一塊、交流接觸器（線圈電壓為220V）三只、熱繼電器一只、時間繼電器一只、按鈕三只（黃、綠、紅各一只）、按鈕開關(guān)盒（三孔）一個、變壓器（220V/26V/6.3V）一只、整流橋一個、能耗制動電阻（10Ω/25W）一個、接線端子排（TB1510）一個、專用實訓連接線10根。可完成三相異步電動機點動和自鎖控制線路、正反轉(zhuǎn)控制線路、Y-△自動降壓起動控制線路、能耗制動控制線路等實訓項目。
13、繼電接觸控制實訓二：提供交流接觸器（線圈電壓為220V）兩只，按鈕三只（黃、綠、紅各一只）。
14、三相電動機：三相鼠籠電機（380V/180W）
15、實驗導線：根據(jù)不同實驗項目的特點，配備不同規(guī)格的實驗連接線；強電和弱電導線均采用高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插連接線（不存在任何觸電的可能）；兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，不能混插。
四、可完成的實驗項目
（一）電工基礎
1、基本電工儀表的使用與測量誤差的計算
2、減小儀表測量誤差的方法
3、歐姆定律
4、疊加原理驗證及其故障判斷
5、基爾霍夫電壓和電流定律驗證及其故障判斷
6、戴維南定理驗證及其故障判斷
7、諾頓定理驗證及其故障判斷
8、電壓源外特性的測定
9、直流電阻電路故障的檢查
10、二端口網(wǎng)絡
11、互易定理
12、電容的充放電
13、最大功率傳輸條件測定
14、電位電壓的測定及電路電位圖的繪制
15、已知和未知線性與非線性電路元件伏安特性的測繪
16、一階電路過渡過程的研究
17、二階電路過渡過程的研究
18、RLC串聯(lián)諧振電路的研究
19、功率因數(shù)提高
20、功率因數(shù)及相序的測量
21、用三表法測量交流電路等效參數(shù)
22、三相交流電路電壓的測量
23、三相交流電路電流的測量
24、三相電路功率的測量
25、單相變壓器參數(shù)測定及繞組極性判別
（二）模擬電路實驗
1、常用電子儀器的使用
2、晶體二極管的判別與檢測
3、晶體三極管的判別與檢測
4、單管低頻放大器的靜態(tài)測試
5、單管低頻放大器放大能力的測試
6、場效應管放大電路
7、負反饋放大電路
8、差動放大電路
9、射極跟隨器
10、雙電源反相比例放大器的測試
11、電壓跟隨器
12、過零比較器
13、滯回比較器
14、窗口比較器
15、RC文氏橋式正弦波振蕩器的測試
16、LM386集成功率放大器的測試
17、三角波、方波發(fā)生器
18、集成運放的調(diào)零電路
19、電源極性錯接的保護電路
20、輸入端限幅保護電路
21、輸出端限幅保護電路
22、整流、濾波電路
23、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路
24、三端集成固定穩(wěn)壓電源
（三）數(shù)字電路實驗
1、晶體二極管開關(guān)特性
2、晶體三極管開關(guān)特性
3、二極管限幅器
4、鉗位器
5、三極管限幅器
6、TTL集成邏輯門
7、集成與門邏輯功能測試
8、集成非門電路邏輯功能測試
9、集成或門電路邏輯功能測試
10、集成與非門邏揖功能測試
11、CMOS門電路的測試
12、集成邏輯電路的連接與驅(qū)動
13、組合邏輯電路（半加器、全加器）
14、3-8線譯碼器
15、計數(shù)與顯示電路的實現(xiàn)
16、數(shù)據(jù)選擇器應用
17、基本RS觸發(fā)器
18、JK觸發(fā)器
19、D觸發(fā)器
20、計數(shù)器的測試與應用
21、移位寄存器及其應用
22、脈沖分配器及其應用
23、555時基電路
（三）電拖實驗項目
1、三相鼠籠式異步電動機的使用
2、三相異步電動機點動控制
3、三相異步電動機自鎖控制
4、三相異步電動機既可點動又自鎖控制
5、接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
6、按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
7、接觸器和按鈕雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
