DJTD-42型高級電機拖動實驗臺

一、設備整機指標：

（1）、設備整機規格尺寸：1.42*0.70*1.45米（長×寬×高），臺體采用鐵質亞光密紋噴塑工藝，設備上層采用模塊組合式結構，可同時配置6個功能掛件完成相應的實驗功能；

（2）、實驗桌面材質為高級防火密度板材料，顏色為乳白色，美觀大方，實驗桌體結構采用1.5mm加厚的冷軋鋼管為龍骨，帶有大抽屜和儲物柜，實驗桌具有前后可升降調節的地腳，以及可以移動的帶有剎車的萬向輪，方便移動檢修；

（3）、實驗桌帶有的大抽屜和儲物柜也采用“冷軋鋼板”材質，絕不使用“復合板”等材質替代，保證長期使用不變形；

（4）、設備總電源輸入，采用三相四（五）線制，交流380V±5%，50Hz，上限電流不超過16A，總功率不超過1000W。

（5）、實驗桌帶有多功能掛箱或模塊托盤，取用和存放方便耐用。

二、設備具有的保護措施

(1)、設備要求具有“漏電”、”短路”、“過流”等系統保護功能，且在出現錯誤的時候可以通過聲音和指示燈給出雙重提示，同時切斷主電源，保護功能可以根據實驗的需要進行選擇，保護功能可以通過系統工作模式開關進行設定，使系統更靈活。

（2）、報警信號需要通過外部的復位按鈕進行清除，更有利于錯誤的準確定位。

（3）、系統提供了漏電保護功能，以避免出現異常造成觸電情況；

（4）、高壓部分無裸露，實驗接線采用“香蕉插頭”式實驗導線，可進行多層疊插，安全可靠；

（5）、系統總電源采用隔離變壓器與電網隔離，輸入380V經過浮地隔離后再輸出380V，供實驗使用，三相隔離變壓器功率為800W。

三、設備主控實驗屏的技術指標

1、 提供1組“帶有隔離保護”的三相可調交流電源，調節范圍三相0-400V，手柄旋鈕調節，電壓輸出帶有表頭顯示；

2、 實驗臺可得到3組0-250V可調的單相交流電源，電壓輸出帶有表頭顯示；

3、 三相總電源每一相都帶有“防爆型”的工作狀態指示燈；

4、 三相總電源區，安裝了一套我公司具有“創新”的“智能三相電流保護器”，該保護器可隨意設定三相電流監測值，一旦因為操作失誤、漏掉、短路、觸電等事故，而超過了電流警戒值，保護器會在5毫秒內切斷總電源，確保在人身和貴重器件的不會造成過度損害，保護器工作時可以通過聲音和指示燈給出雙重提示；

5、 帶有2組交流電壓表（AC），LED數顯，精度0.5級，量程0-500V，具有過壓過流保護；

6、 帶有2組交流電流表（AC），LED數顯，精度0.5級，量程0-5A，具有過壓過流保護；

7、 帶有2組功率/功率因數表，精度0.5級，可以測量總功率、功率因數等數值，LED數顯，量程自動切換，功率因數表測量范圍：-1～0～+1，具有過壓過流保護；

8、 帶有2組直流電壓表（DC），LED數顯，精度0.5級，量程0-500V，具有過壓過流保護；

9、 帶有2組直流電流表（DC），LED數顯，精度0.5級，量程0-5A，具有過壓過流保護；

10、 提供1套智能負載控制器，控制器內提供1組0-500mA的連續可調節電源，專門作為數控負載的輸出調節使用，同時顯示輸出扭矩大小，顯示單位N.M，控制器接口采用航空插座方式；

11、 提供1套轉速檢測及顯示單元，檢測并輸出光電編碼器A、B、Z信號，信號可以輸出工業控制器PLC等設備，該單元帶有轉速表，可實時顯示電機的轉速狀態，轉速顯示范圍:-3000到+3000(r/min)，該單元電氣接口采用航空插座方式；

12、 設備帶有2組三相同步變壓器信號單元，提供三相同步信號測試點以及兩路同步信號輸出接口，同步信號有效值為6V，可用于調節晶閘管觸發電路信號，完成晶閘管控制等實驗；

13、 實驗臺采用帶有漏電和過流保護的空氣開關作為三相電源總閘，空氣開關采用的正泰品牌，漏電流超過30mA自動切斷電源。

14、 實驗臺采用高檔鑰匙開關作為控制電路的工作開關，并方便教師對設備進行管控；

15、 實驗臺在380V的每一相電源上設置“快熔”型保險管，保證系統在接線失誤時造成的過流損壞設備；

16、 實驗臺設有一個急停按鈕單元，當實驗中發生緊急情況，可迅速拍下，切斷實驗臺總電源。

四、實驗功能模塊技術指標

(一)、 直流可調電源

（1）、直流電動機電樞電源指標： 

1、 提供0V～250V連續可調的直流穩壓電源，供直流電機電樞繞組使用，輸出電流為4A； 

2、 有過流和短路保護，一旦發生短路，可自動電壓輸出；

3、 帶有三位半數字直流電壓表指示輸出電壓；

（2）、直流電動機勵磁電源： 

1、 提供0-220V，0～500 mA連續可調的直流電源，供直流電機/發電機勵磁繞組使用； 

2、 帶有三位半數字直流電壓表指示輸出電壓。 

（3）、直流毫安表：LED數顯，精度0.5級，量程0-5A，具有過壓過流保護；

(二)、 同步勵磁電源

1、 提供0-24V，0～2.5 A連續可調的直流電源，供同步發電機勵磁繞組使用；

2、 帶三位半數顯監視輸出電壓，并具有短路保護功能；

3、 帶三位半數顯監視輸出電流，并具有短路保護功能。

(三)、 功率測試輔件

1、 500Ω/100W 功率電阻3組； 

2、 90Ω/100W 功率電阻1組； 

3、 三刀雙擲功率切換開關1組：380V/10A、250V/15A； 

4、 雙刀雙擲功率切換開關1組： 250V/15A； 

5、 同步發電機并網測試的旋轉燈電路1組：采用6只旋轉燈泡。

(四)、 可調功率電阻

1、 2個150W可調電阻：1Ω-200Ω/150W可調，1Ω-2000Ω/150W可調，帶有短路限流保護；

2、 每個可調電阻都設有1組過流故障狀態燈，當可調功率電阻保險燒毀，故障指示燈熄滅，提醒更換保險；

(五)、 工業繼電器

1、 4單元按鈕，按鈕采用工業平頭高壓按鈕，每個按鈕都有常開、常閉兩組觸點，每個按鈕分有紅、綠兩種顏色，易于用戶區分；

2、 3組交流接觸器，主觸點可通可10A交流電流，每組交流接觸器有4個常開主觸點，并選配擴有兩個常閉觸點；

3、 3組接觸器輔助觸點，其中兩組輔助觸點具有1個常開和1個常閉兩組觸點，另外一組輔助觸點具有2個常開觸點，用于完成電拖相關實驗；

4、 1組熱保護繼電器單元，三相380V輸入、三相380V輸出主電路回路，控制信號回路端具有常開、常閉2組觸點。

(六)、 繼電器

1、 2組時間繼電器：帶時間延時繼電器實驗時使用，通過面板設置鈕可實現秒級及小時級定時動作，有延時常開、常閉觸點及正常常開、常閉可選用。

2、 2組中間繼電器：中間繼電器有4組帶中間觸點的輸出，中間繼電器輸出線圈電壓為交流220V。

(七)、 變壓器

包含了所有關于單相、三相變壓器的實驗，主要由以下幾個部分構成：

1、 2組3W單相隔離變壓器（DP04）：220V入2組6V輸出，輸出帶中間抽頭，主要完成單相變壓器的實驗；

2、 單相電壓互感器（DP05）：2組3W電壓互感器單元；

3、 三相電源變壓器、三相隔離變壓（DP06）：380V三相交流輸入，10V三相交流輸出；三相變壓器實驗低電壓三相電源輸出，隔離低壓，提供實驗電源；

4、 2組電流互感器（DP07）：用于單相電流檢測；

5、 三相隔離變壓器（DP08）：10V輸入10V輸出，原邊、副邊6個線圈共12個端點全部引到面板上，通過實驗接線可對變壓器接線方法進行研究；可通過實驗對變壓器同名端進行確定。

6、 三相復用變壓器（DP09）：原邊除應有的6個線圈端點外還引出每個線圈中間抽頭；副邊輸出6個端點與三相隔離變壓器相同；

7、 三相對稱負載（電阻、電感、電容）（DP10）：三個等阻值電阻負載，與本掛箱變壓器配合使用；三個等電感量電感負載，與本掛箱變壓器及電阻配合使用；三個等容值電容負載，與本掛箱變壓器及電阻配合使用；

(八)、 伺服與步進控制：

1、 大功率24V步進電機驅動專用電源，電源功率輸出120W；

2、 步進電機驅動器單元：所有驅動器功能端口都引出到了面板上，驅動器可進行細分調節，面板上帶有3個限流電阻，可以直接與PLC等工業控制器連接使用；

3、 步進電機接口1個，接口采用航空插座的方式與電機進行連接，電氣接口轉成標準的導線插口，與驅動器相連；

4、 多功能可編程步進電機控制器1個：步進電機控制器采用微處理器編程控制，可設置任意頻率輸出、連續頻率輸出、跳變頻率輸出、頻率突跳等，用戶還可以進行自定義編程輸出等，輸出端子引到面板上，方便取用；

5、 兩相交流伺服電機接口1個：接口采用航空插座方式，電氣接線孔為4#的香蕉疊插導線孔，帶有電路原理圖；

6、 帶有隔離功能的交流移相變壓器單元1個，額定電壓比380V：220V、220V：127V；

7、 可變移相功率電容單元1個，可變電容有（uF）0、0.47、1、1.5、2、2.2、2.3、2.4、2.5、2.7、3共計11檔可變，電容耐壓值均不小于600V；

8、 掛件設有1個總電源開關，帶有短路故障保護；

(九)、 電機拖動配套機組及測試裝置：

1、 不銹鋼通用電機底板：不銹鋼一體化電機底板，底座平面平整光滑，按照電機類別按照ABC等分區放置，電機的固定采用螺栓孔位固定，每種電機有固定的安裝孔位，保證同軸以實現電機特性數據測量的準確性，支持運動控制、交直流調速、電機拖動、電力電子、DSP交流矢量控制等試驗的需要，該底板與磁粉制動器、光電編碼器一同構成一體化通用電機底座。

2、 軸承連接器：電機聯軸器采用旋絲緩沖柔性受力軸承，受力扭矩5 N·m，矯正離心度φ1mm，鏈接更換方便，高強度鋁合金工藝，分為φ8、φ10、φ12等精密軸承連接器，彈性聯軸器安裝拆卸方便，具有一定的偏心校正功能。

3、 磁粉制動器：型號：CZ- 0.2 ，額定轉矩：2 N·m，滑差功率200W，勵磁電流：0.4A   冷卻方式：自冷，采用流行的數字可控式的力矩加載裝置，可以精確的為電機提供扭矩或阻力功率，更加方便的完成實驗；

4、 旋轉光電編碼器：型號：E6B2-CWZ6C，采用工業現場測速裝置，裝置采用工業現場廣泛使用的OMRON公司進口產品，型號為E6B2-CWZ6C 精度為1000線編碼，較國產或公司自己設計的編碼器，具有精度高，數據準確，使用壽命長等優點。

5、 三相交流異步電機：電壓：交流220V/380V，轉速：1400r/min，功率：120W，電流：0.78A；

6、 三相交流異步電機（繞線）-可選電機：電壓：交流220V，轉速：1500r/min，功率：100W，電流：0.35A；

7、 直流電動機： 電壓：直流220 V，轉速：1500 r/min，功率：120 W，電流：0.7A；

8、 直流并勵發電機：電壓：直流200 V，轉速：1500 r/min，功率：70 W，電流：0.48A；

9、 三相同步電機/發電機：額定電壓：220V，額定轉速1500r/min，額定功率：100W；

10、 兩相交流伺服電機：采用220V的70SL系列兩相交流伺服電機；

11、 步進電機：工作電流3A，工作電壓24V，帶轉速指示顯示控制盤；

12、 直流測速發電機：采用永磁式直流測速發電機，型號ZYS3A，勵磁電壓：110V，電流：200mA，功率22W，轉速：2000r/min。

(十)、 專用控制器

工業高性能變頻器應用實驗（DS02單元）：內部包含一個ABB公司的ACS150（151或153）變頻器，分別對應用于單相輸入和三相輸入。面板上有變頻器原理示意圖和外圍接口和器件，具體包括：

▲ 兩個指示燈，分別連接于變頻器的輸出繼電器，可用鍵盤設置其功能；

▲ 三路模擬量輸入端；

▲ 5路開關量輸入端；

▲ 電源輸入接口；

▲ 電機連接口。

(十一)、 觸發電路

Ⅰ 單結晶體管觸發電路（DT01單元）：面板上有詳細原理圖，脈沖移相范圍120°，面板上包含：

▲ 同步信號輸入端；

▲ 移相控制旋鈕；

▲ 5個典型信號測試點；

▲ 脈沖變壓器驅動輸出端。

Ⅱ 單相鋸齒波移相觸發電路（DT02單元）：由一片集成單相鋸齒波移相觸發電路（KJ004）為核心構成，脈沖移相范圍大于150°。面板上有詳細原理圖。單元面板中含有：

▲ 同步信號輸入端，同步信號輸入交流15V；

▲ 鋸齒波斜率調節旋鈕；

▲ 偏執信號調節旋鈕；

▲ 移相控制旋鈕；

▲ 輸出脈沖端；

▲ 正反兩組脈沖變壓器驅動輸出端；

▲ 各引腳測試端。

Ⅲ 多功能PWM、SPWM波形發生器（DT03單元）：由運放搭建的波形發生器，可適合電力電子實驗的多種應用，電路可產生PWM信號、SPWM信號、功率脈沖信號、軟開關控制信號。面板上有詳細原理示意圖，包含：

▲ 載波頻率調節旋鈕；

▲ 正弦波幅頻調節旋鈕；

▲ 直流電壓給定旋鈕及給定范圍切換開關；

▲ 信號疊加切換開關；

▲ 死區調節旋鈕；

▲ 正、反PWM輸出端；

▲ 同步信號輸入端；

▲ 調功控制脈沖輸出端；

▲ 軟開關主輻管控制脈沖輸出端；

▲ 脈沖輸入端；

▲ 兩組脈沖驅動電路。

四、可實現的實驗項目：

（1）直流電動機的特性實驗

實驗一    熟悉直流電動機的數據、實驗電路的組成

實驗二    直流電動機的起動、制動和旋轉方向的控制

實驗三    他勵直流電動機的固有特性和人為特性

實驗四    他勵直流電動機的調速特性和調速方法

實驗五    并勵直流電動機的實驗研究

（2）交流電動機的特性實驗

實驗一    熟悉三相異步電動機的數據

實驗二   三相異步電動機的起動

實驗三   三相異步電動機的制動

實驗四    三相異步電動機的正、反轉控制

實驗五    三相異步電動機的參數測定

實驗六    三相異步電動機工作特性的測定

（3）工業電氣繼電器的電機控制實驗

實驗一    繼電器認識實驗

實驗二    多地控制和可逆控制環節

實驗三    順序啟動控制和順序停止控制環節

實驗四    延時控制環節

實驗五    保護環節和狀態量控制環節

實驗六    點動控制和自鎖控制環節

實驗七    三相異步電動機的Y/△啟動控制線路

實驗八    三相異步電動機延時啟動與延時停止線路

實驗九    三相異步電動機正反轉控制線路

（4）交流同步電動機的特性實驗

實驗一    同步電機測定電樞繞組實際冷態直流電阻

實驗二    同步電機空載實驗

實驗三    同步電機三相短路試驗

實驗四    同步電機純電感負載特性

實驗五    測同步發電機在純電阻負載時的外特性

實驗六    同步電機并網測試實驗

（5）步進電機的特性實驗

1、單步運行狀態

2、角位移和脈沖數的關系

3、空載突跳頻率的測定

4、空載連續工作頻率的測定

5、平均轉速和脈沖頻率的關系

（6）交流伺服電動機實驗

1、測交流伺服電動機幅值控制時的機械特性和調節特性

2、測交流伺服電動機幅值——相位控制時的機械特性

3、觀察電機逐漸加載到堵轉的圓形磁場

（7）、直流發電機的實驗研究

實驗一    直流機組額定參數讀取

實驗二    他勵直流發電機空載特性的測定

實驗三    他勵發電機的外特性測試

實驗四    觀察并勵發電機自勵過程

實驗五    并勵發電機的外特性測試

（8）、變壓器實驗

（1）單相變壓器的實驗研究

實驗一 單相變壓器“電壓比K”的實驗測定

實驗二 單相變壓器的空載試驗

實驗三 單相變壓器的短路試驗

實驗四 單相變壓器的負載試驗

（2）三相變壓器的實驗研究

實驗一 測定三相變壓器的極性

實驗二 確定三相變壓器的聯接組標號

實驗三 觀測不同聯接組時的空載電流和空載電勢波形

（9）、高性能工業變頻器應用實驗

實驗一 變頻器的認識實驗（基本操作及參數設定）

1) 數字執行機構的操作方法實驗

2) 輸入電壓設定實驗

3) 外部終端信號的運行實驗
4) 設定變頻器時間實驗
5) 速度設置實驗
6) 變速度運行實驗
7) 緊急制動的方法實驗

8) 緊急直流制動實驗

9) 設定頻率的變化特性實驗

10）運轉中制動的設定標準實驗

實驗二    開環系統實驗

實驗三    多段恒速運轉實驗

實驗四    閉環系統實驗

實驗五    速度定位系統實驗

實驗六    PID控制系統

（10）、電力電子脈寬信號調制實驗

實驗一   單相PWM脈寬調制波形發生實驗

實驗二   單相SPWM脈寬調制波形發生實驗