SBDQ-1E型电力拖动动控制综合实验装置

一 、概述

电力拖动动控制综合实验装置、电力拖动动控制综合实验设备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"、"工厂电气控制""电力电子技术""电力拖动自动控制系统"等课程实验大纲的要求。特别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，同时也为中等专业学校、职业技术学院等新建或扩建实验室，迅速开设实验课提供了理想的实验设备，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。

(图1：实验设备实物外形参考图片，也可以根据学校要求定做）

二、特点

1、综合性强 本装置综合了目前国内各类院校电机及电气类课程的全部实验项目。

2、适应性强 能满足各类学校相应课程的实验教学，实验的深度与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地结合。装置采用组件式结构，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 从仪器仪表、专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线等均配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配置。

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；电气控制实验，内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外，还为学生走向社会打下良好的基础；测量仪表采用指针式（带超量程告警等）、数字式、智能化及人机对话等相结合，密切结合教学实验需要进行配置，使装置测量手段现代化；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。

6、开放性强 控制屏供电隔离（浮地设计），并设有内、外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，使用方便；各测量仪表均有保护功能。整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实验创造了条件，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。

三、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℃)  海拔＜4000m

3、装置容量：＜1.5KVA

4、重 量： 480Kg

5、外形尺寸：187×700×160cm3

四、实验项目

（一）电力电子技术实验

1、 电力电子技术实验项目（电力电子器件的典型线路实验）

1）SPWM单相交直交变频电路的性能研究

2）全桥DC-DC变换电路

3）三相整流电路（SCR））

4）交直流调速（电力拖动自动控制）实验

(1)晶闸管直流调速系统主要单元的调试(SCR)

(2)开环晶闸管直流调速系统实验

(3)单闭环(转速单闭环、电流单闭环)不可逆直流调速系统实验(SCR)

（4）转速，电流双闭环控制晶闸管不可逆直流调速系统实验

(5)转速、电流双闭环可逆直流PWM调速系统（H桥、IGBT）

（6）双闭环交流调压调速系统实验

（7）双闭环交流串级调速系统实验

（8）变频调速系统实验

（二）电机与拖动基础实验

1、 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

2、 直流电机实验

(1) 直流电机认识实验 

(2) 直流发电机 

(3) 直流并励电动机

(4) 直流并励电动机转动惯量的测试

3、 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

4、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

五、装置的配置

1、DQ01电源控制屏(铁质喷塑结构)

 (1) 交流电源

提供三相0～450V可调交流电源，同时可得到单相0～250V可调电源(配有一台三相同轴联动自耦调压器（规格1.5KVA、0～450V），克服了三只单相调压器采用链条结构或齿轮结构组成的许多缺点)。可调交流电源输出处设有过流保护技术，相间、线间过电流及直接短路均能自动保护，克服了调换保险丝带来的麻烦。配有三只指针式交流电压表，通过切换开关指示三相电网电压和三相调压电压。

提供三相同步变压器380V/15V*3一只。

(2) 高压直流电源两路

提供220V(0.5A)励磁电源及0～250V(3A)连续可调稳压电枢电源(内部具有过压、过流保护功能)各一组，并设有直流数显电压表及切换开关。

(3) 人身安全保护   

设有三相隔离变压器一组(三相电源经钥匙开关、接触器后，到隔离变压器，再经三相调压器输出)，使输出与电网隔离，对人身安全起到一定的保护作用；

设有电流型漏电保护器，控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。强电连接线及插座，采用全封闭结构，使用安全、可靠、防触电。

设有电压型漏电保护器，实验中若有漏电现象，发出报警功能，切断电源。

强电连接线及插座，采用全封闭结构，使用安全、可靠、防触电。

2、DQ02实验桌

1）实训桌采用四个工业铝型材立柱为支撑，立柱端部可安装调节脚，方便高度调节，主体结构通过左、右各2个C字形铝压成型构件联接，台面高度约800mm，桌面板下设支撑框架，截面尺寸为30×30mm，承受力不少于300kg。立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部配套塑料堵头，槽内适用工业铝型材通配螺母及配件。C字形铝压成型构件为左、右对称件，采用压铸成型工艺，经机加工、抛丸、喷砂，表面蓝色静电喷涂工艺。

2）实训桌桌面采用25mm麻灰色高密度层压板封边特制，有效提高绝缘等级；

3）实训储物柜采用冷冲压钣金一体成型，封闭式结构，表面静电喷涂；柜体设有双门柜用于放置实训挂箱，设有二个抽屉用于放置实训导线和指导书等。

3、DQ03-1电机导轨、测速系统及智能数显转速表

包括测速系统及固定电机的导轨等。导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，互换性好，能保证电机与电机、电机与测功机之间很好的连接，电机运行噪声小，实验参数典型，能较好满足实验要求。

4、DQ05三相组式变压器（三只相同的单相变压器组成，原边220V/0.35A，副边55V/1.4A）

5、DQ07直流复励发电机（Un=DC200V ， IN=0.5A ，  PN=100W ， n=1600RPM ，绝缘等级E ）

6、DQ09直流并（他）励电动机（Un=DC220V ， IN=1.1A ，  PN=185W ， n=1500RPM ，绝缘等级E ）

7、DQ10三相鼠笼式异步电动机（ AC3800V/220V，接法 Y/Δ，转速 1420 RPM，功率100W ,电流0.5A，绝缘等级E）

8、DQ11三相线绕式异步电动机（AC220V，接法 Y，转速 1400 RPM，功率100W ,电流0.6A，绝缘等级E）

9、GDQ12线绕式异步电机起动与调速电阻箱

提供0、2、5、15三相绕线异步电动机转子起动、调速电阻一组。

10、DQ19校正直流测功机（220V、2.2A、 355W、1500r/min）

即可作电动机又可作测功机，做电动机使用时，可作为发电机的原动机，也可用于拖动电动机完成四象限测试；作测功机使用时，由于电机经特殊设计，容量是被测电机的2～3倍，并经精密仪器校正，能很好的完成被测电机的加载输出转矩的测试。

11、DQ22直流数字电压、毫安、安培表(三只)

直流数显电压表一只，采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计尔成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围0-300V。手动量程为：2V、20V、300V。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有超量程报警、指示等功能。

直流数显毫安表一只，采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计尔成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围：0-2000mA。手动量程为：20mA、200mA、2000mA。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有超量程报警、指示等功能。

直流数显电流表一只，测量范围0～5A，三位半数显，精度为0.5级，具有断路保护等功能。

12、DQ25单三相智能型功率、功率因数表

由24位专用DSP、16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计尔成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。能同时测量两路单相功率P1、P2，三相功率等于两路功率之和（两表法测量三相总功率）。功率测量精度为1.0级，功率因数测量范围0.3-1.0，电压电流量程为450V和5A，能自动判别负载性质（感性显示"L"，容性显示"C"，纯电阻不显示），并可存储测量数据，供随时查阅。

13、DQ26三相可调电阻器(三组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻)

14、DQ27三相可调电阻器(三组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻)

16、DQ29可调电阻器、电容器

提供90Ω×2/1.3A及900Ω×2/0.41A瓷盘电阻各一组，35μF/450V、4μF/450V电力电容各1只。

17、DQ31波形测试及开关板

由变压器波形测试部分和两个三刀双掷开关、一个双刀双掷开关组成。

18、DQ44数/模交流电流表

由三只数字交流电流表和一只指针式精密交流电流组成。 测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，四位数码显示。指针式精密交流电流表一只，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相应的刻度线），测量范围0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四档，精度1.0级，直键开关切换，设有超量程指示，告警等功能。

19、DQ45数/模交流电压表

由三只数字交流电压表和一只指针式精密交流电流组成。 测量范围0～450V，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，四位数码显示。指针式精密交流电压表一只，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相应的刻度线），测量范围0～500V，分10V、30V、100V、300V，500V五档，精度1.0级，直键开关切换，设有超量程指示、告警等功能。

20、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一只，带镜面直流电流表±2A一只，平波电抗器一组。 

21、DK04三相晶闸管触发电路

提供三相晶闸管触发电路、功放电路等，与"DK03"配套使用，留有波形测试孔。

22、DK06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），电压隔离器（TVD）。其中调节器I和调节器II的比例增益由电位器调节。

23、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、BCR等。

24、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。

25、DK11单相调压与可调负载

提供了一只0～250V/0.5KVA单相交流自耦调压器，为相应的实验提供可调电源；一个整流滤波电路以及0～90Ω/1.3A（串联）或0～45Ω/2.6A（并联）瓷盘可调电阻，为相应的实验提供一个可调的阻性负载。

26、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。

27、DK14单相交直交变频原理

根据普通高等教育"九五"国家级重点教材，王兆安、黄俊主编的《电力电子技术》(第五版)的相关内容进行开发，用于展示交直交变频原理，主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法，了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用。

能完成如下实验项目：

1、SPWM波形成的过程；

2、交直交变频电路在不同负载时的工作情况和波形，并研究工作频率对电路工作波形的影响；

3、IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。

28、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。

电力拖动动控制综合实验装置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。

29、DK28三相异步电机变频调速系统

提供日本三菱FR-D720变频调速系统1套，端子引出到面板，设有1K欧姆调速电位器1只。

30、实训连接线及配件

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，接触优良。

六、电力拖动动控制综合实验设备配置清单