电力电子与电机拖动技术实验台-上海硕博教学设备公司

SBDJK-4型电力电子与电机拖动技术实验台

一、概述

电力电子与电机拖动技术实验台是本公司设计的新颖综合实验装置，综合了目前我国高等院校"电机学"、"电机与拖动"、"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、电力电子，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。

二、特点

1、综合性强本装置综合了目前国内各类院校电力电子变流技术，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：187×70×160cm3

四、实验项目

五、电力电子与电机拖动技术实验装置可完成的实验项目

（一）电机及拖动基础实验

1.直流电机实验

(1)认识实验

(2)直流并（他）励电动机

2.变压器实验

(1)单相变压器空载与短路

(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

3.异步电机实验

(1)三相鼠笼异步电动机的工作特性（空载试验、短路试验、负载试验）

(2)三相异步电动机的起动与调速（直接起动、Y-Δ起动、转子串电阻起动、转子串电阻调速）

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

（二）电力电子技术实验项目

（1）单结晶体管触发电路

（2）正弦波同步移相触发电路实验

（3）锯齿波同步移相触发电路实验

（4）西门子TCA785集成触发电路实验

（5）单相半波可控整流电路实验

（6）单相桥式半控整流电路实验

（7）单相桥式全控整流电路实验

（8）单相桥式有源逆变电路实验

（9）三相半波可控整流电路的研究

（10）晶闸管三相半波有源逆变电路的研究

（11）三相桥式半控整流电路实验

（12）三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

（13）单相交流调压电路实验

（14）三相交流调压电路实验

（15）单相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变电路实验(IGBT)

（三）电气传动运动控制系统实验

1.直流电机调速实验（直流电机运动控制系统）

（1）晶闸管直流调速系统主要单元的调试

（2）带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统实验

（3）转速、电流双闭环直流调速系统实验

（4）逻辑无环流可逆直流调速系统实验

4.交流电机调速系统实验（交流电机运动控制系统）

（1）单闭环三相绕线异步电机调压调速系统实验

（2）双闭环三相绕线异步电机调压调速系统实验

（3）双闭环三相绕线异步电机串极调速系统实验

（4）异步电动机SVPWM变频调速系统

五、电力电子与电机拖动技术实验台的配置

1、DQ01电源控制屏(铁质喷塑结构，铝质面板)

(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380V//3*15V同步变压器一组。

(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。

(4) 控制屏正面大凹槽内设有两根钢管，可挂仪表及实验部件。凹槽底部设有多个小圆形单相三芯220V电源插座，供仪表等部件供电用。控制屏两侧设有三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。设有实验台照明用的220V、40W日光灯一盏。

★（5）实验室智慧用电安全控制系统：智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定；电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。

1）智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止！设备时间管理包含年月日时间的显示。可设备相应过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定等7大保护功能数值。

2）手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。用户可进行远程在线报修，反应设备故障信息，编辑报修情况，后台可进行远程维护，及时跟进，以有效解决用户设备维护。

3）PC端软件：每个设备状态信息显示，具有多个子界面，具有故障分析，用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备，可单独控制每台设备的开关！用电数据界面能智能查找近2年用电数据，设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。

2、DQ02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，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、DQ09直流并（他）励电动机（Un=DC220V ， IN=1.1A ， PN=185W ， n=1500RPM ，绝缘等级E ）

6、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）

7、DQ11三相线绕式异步电动机（AC220V，接法 Y，转速 1380 RPM，功率120W ,电流0.6A，绝缘等级E）

8、GDQ12线绕式异步电机起动与调速电阻箱提供0、2、5、15、35欧姆四档同轴联调的三相绕线异步电动机转子起动、调速电阻一组。

9、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。

10、DQ22A直流数字电压、毫安、安培表(三只)

（1）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，测量范围0-300V。

（2）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，测量范围：0-2000mA。

（3）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，具有短路保护等功能。

11、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。软件上采用RTOS设计思路，同时配有PC监控软件来加强分析能力。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。

12、DQ26三相可调电阻器(三组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻)

13、DQ27三相可调电阻器(三组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻)

14、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。

15、DQ31C熔断器及开关板由熔断器部分和两个三刀双掷开关、一个双刀双掷开关组成。

16、DQ44数/模交流电流表由三只数字交流电流表和一只指针式电流表组成。测量范围0～5A，数字电流表三位半数码显示。

17、DQ45数/模交流电压表由三只数字交流电压表和一只指针式电压表组成。测量范围0～450V，数字电压表三位半数码显示。

18、DK03晶闸管主电路提供6只5A/1000V的晶闸管，6只5A/1000V的二极管，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。

19、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。

20、DK05 单相晶闸管触发电路提供单结晶体管、锯齿波同步移向、单相交流调压，正弦波同步移向，西门子TC785集成触发电路。

21、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。

22、DK06电机调速控制实验（Ⅰ）提供以下模块：电流反馈与过流保护（FBC+FA）、给定器（G）、转速变换器（FBS）、速度调节器（ASR）、反号器（AR）、电流调节器（ACR）等

23、DK06-1 电机调速控制电路（II）提供以下模块：零电平检测（DPZ）、转矩极性鉴别（DPT）、逻辑控制（DLC）。

24、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》（第四版）的内容进行开发。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（电阻，电感）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。

25、DK28 三相异步电机变频调速系统提供0.4KW三相异步电机变频调速系统1套。

26、实验连接线：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。

★27、辅助教学数字资源软件（网络版）

（1）电机与变压器仿真教学软件（正版3D软件，有软件著作权，便于升级）

电机与变压器仿真教学软件依据《职业院校数字校园建设规范》（教职成函[2015]1 号）与教育部颁布的有关专业教学大纲而设计，选取典型的电机与变压器，围绕其核心知识点和技能点展开，兼顾教师的课堂教学，力争达到软件的职业性、情境性、过程性、交互性的相互交融。

本软件包括功率电机、控制电机、信号电机和变压器4个实验单元，共18个典型的实验项目，每个实验项目下设有外形结构、工作原理、拆装过程、故障检测、常见应用、考考你等数目不等实验任务。

本软件既可支持教师的课堂演示教学，亦可支持学生进行课前预习，重点支持学生在理论课后进行的自主仿真实验，并可在此基础上实现技能考核。

（2）电力拖动仿真教学软件（正版3D软件，有软件著作权，便于升级）

本产品依据中华人民共和国劳动和劳动安全行业标准（LD/T81.1-2006）《职业技能实验和鉴定设备通用技术规范》与教育部有关专业教学大纲而设计，内容包括三相异步机单向转动控制等30个实验项目，涵盖维修电工初级、中级、高级主要实验项目，每个项目又根据需要设有实验目的、实验器件、实验电路、电路原理、器件布局、元件检查、通电运行、通电运行、故障排除等多种训练任务。软件以技能为核心，项目为引领、任务为驱动，职场环境为背景，操作步骤为主线，学生交互训练为主体，具有三维可视化、智能化、全交互的特点，集职业性、情境性、过程性、交互性于一身，性价比极高。为职业教育与技能实验、鉴定信息化、现代化提供了不可或缺的丰富资源。

（3）低压电工作业培训（包含用电安全与触电急救）仿真教学软件（正版3D软件，有软件著作权，便于升级）

本产品依据中华人民共和国劳动和劳动安全行业标准（LD/T81.2－2006）《"维修电工"职业技能实验和鉴定设备技术规范》与教育部有关专业教学大纲而设计研制。该软件采用二维与三维结合的虚拟画面，教导学生电工基础知识和用电的安全及急救方法。包含电工初步知识（电工基础、电工仪表使用、导线安全连接、安全用电工具、安全用电标志），触电急救（触电的方式、安全防护措施、接地与接零保护、人工呼吸，心肺复苏等急救方法），风险排除（灭火器类型、灭火器的使用），电工电子基本操作（包括低压电器、电机与变电器、照明电路、电子技术）等4大模块，15个实验单元，72个实验项目。软件以技能为核心，操作步骤为主线，以学生交互训练为主体，具有三维可视化、智能化、全交互的特点，集职业性、情境性、过程性、交互性和灵活性于一身，性价比极高。为职业教育与技能实验、鉴定信息化、现代化提供了丰富的教学资源。

七、电力电子与电机拖动技术实验设备配置清单

序号	编号	名称	数量	备注
1	DQ01	电源控制屏	1套
2	DQ02	实验桌	1张
3	DQ03-1	电机导轨、测速系统及智能数显转速表	1件
4	DQ05	三相组式变压器	1件
5	DQ09	直流他（并）励电动机	1台
6	DQ10	三相鼠笼式异步电动机	1台
7	DQ11	三相线绕式异步电动机	1台
8	GDQ12	线绕式异步电机起动与调速电阻箱	1台
9	DQ19	校正直流测功机	1台
10	DQ22	直流数字电压、毫安、安培表（三只表）（注：按实验要求每套需配2件）	2件
11	DQ44	数/模交流电流表	1件
12	DQ45	数/模交流电压表	1件
13	DQ25	单/三相智能功率、功率因数表	1件
14	DQ26	三相可调电阻器（每组90Ω*2/1.3A）	1件
15	DQ27	三相可调电阻器（每组900Ω*2/0.41A）	1件
16	DQ29	可调电阻器、电容器	1件
17	DQ31C	熔断器及开关板	1件
18	DK03	晶闸管主电路	1件
19	DK04	三相晶闸管触发电路	1件
20	DK05	单相晶闸管触发电路	1件
21	DK06	电机调速控制实验（Ⅰ）	1件
22	DK06-1	电机调速控制电路（II）	1件
23	DK12	变压器实验	1件
24	DK14	单相交直交变频原理	1件
25	DK28	三相异步电机变频调速系统	1件
26		高可靠护套结构手枪插实验连接线及配件	1套
27	辅助教学软件	（1）电机与变压器仿真教学软件（正版3D软件，便于升级）（2）电力拖动仿真教学软件（正版3D软件，有软件著作权，便于升级）（3）电工作业培训（用电安全与触电急救）仿真教学软件（正版3D软件，有软件著作权，便于升级）	网络版 50个接点

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