一、概述

“電力拖動運動控制系統(tǒng)實驗裝置”依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》(第五版)(西安交通大學(xué)王兆安編著)、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時編著)等實驗大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性價比高。

二、特點

1、綜合性強：本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機控制、控制理論等實驗項目。

2、適應(yīng)性強：能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實驗教學(xué)，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進程作有機的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

3、整套性強：從專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實驗的需要進行配套。

4、直觀性強各實驗掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護方便。

5、科學(xué)性強：裝置占地面積少，節(jié)約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經(jīng)特殊設(shè)計，可模擬中小型電機的特性和參數(shù)；小電機耗電省，節(jié)約能源，實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環(huán)境；實驗內(nèi)容豐富，設(shè)計合理，除了加深理論知識外還可結(jié)合實際開設(shè)設(shè)計性實驗。

6、開放性強：控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設(shè)有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護等功能，使用安全可靠；控制屏還設(shè)有定時器兼報警記錄儀，為學(xué)生實驗技能的考核提供一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。由于整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實驗室，創(chuàng)造了條件。

7、先進性：強本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實驗的基礎(chǔ)上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動以及典型的新器件應(yīng)用的大量現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗，讓學(xué)生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。

三、適用范圍

本裝置涵蓋了各高等院校等所開設(shè)的“電力電子技術(shù)(或稱半導(dǎo)體變流技術(shù))”、“直流調(diào)速”、“交流調(diào)速”、“電機控制”、“電力拖動自動控制系統(tǒng)”及“控制理論”等專業(yè)課程所要求的實驗項目。

四、技術(shù)性能

1、輸入電源:三相四線(或三相五線380V±10％50HZ)

2、工作環(huán)境:溫度-10℃－+40℃相對濕度＜85％（25℃）海撥＜4000m

3、裝置容量：＜1.5KVA

4、外形尺寸：187×70×158cm3（也可按客戶要求定制長2.1米，寬80公分的臺面，便于放置示波器）

五、裝置的基本裝備

1、DK01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）

（1）交流電源（均帶有過流保護措施）

提供交流電源：直流調(diào)速檔為三相交流電200V/3A。

交流調(diào)速檔為三相交流電240V/3A。

（2）高壓直流電源

勵磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護。

（3）指示及測量儀表

1．交流數(shù)字電壓表：可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級；

2．真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；

3．真有效值交流數(shù)字電流表一只：測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯，具有超量程告警、指示功能，為調(diào)速系統(tǒng)提供電流的指示；

4．直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級，為調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；

5．直流數(shù)字電流表一只：測量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，為調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。

（4）人身安全保護體系

三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計），對人身安全起到一定的保護作用。

電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。

電壓型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，即切斷電源。

實驗連接線及插座：強、弱電連接及插座分開，不能混插。

強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。

（5）實驗管理器

具有設(shè)定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區(qū)分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。

（6）控制屏其它設(shè)施

控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設(shè)有3芯插座，掛件的供電由這些插座提供。控制屏兩邊設(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設(shè)有實驗臺照明用的40W日光燈一盞。

2、DK02實驗桌

實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)，造形美觀大方；設(shè)有兩個大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。實驗桌還設(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。

3、DQ03－1固定電機導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表

4、DQ27三相可調(diào)電阻（每組900Ω×2/0.41A）

5、DK03晶閘管主電路

提供12只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過外加觸發(fā)信號進行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設(shè)計性實驗。設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±2A，精度1.0級各一只和平波電抗器一組。

6、DK04三相晶閘管觸發(fā)電路

提供三相觸發(fā)電路、功放電路，脈沖變壓器等，與“DK03”配套使用。

7、DK06電機調(diào)速控制實驗（Ⅰ）

提供以下模塊：電流反饋與過流保護（FBC+FA）、給定器（G）、轉(zhuǎn)速變換器（FBS）、速度調(diào)節(jié)器（ASR）、反號器（AR）、電流調(diào)節(jié)器（ACR）等

8、DK10可調(diào)電阻、電容箱

提供耐壓AC63V的可調(diào)電容三組，調(diào)節(jié)范圍為0.1～11.37μF，0～999kΩ十進制可調(diào)電阻兩組；供電流調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器反饋回路使用，可靈活改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間。

9、DK12變壓器實驗

提供三相芯式變壓器一個（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機串級調(diào)速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊。

10、DK14單相交直交變頻原理

　　根據(jù)普通高等教育"九五"國家級重點教材王兆安，黃俊主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）的內(nèi)容進行開發(fā)。用于展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生了解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅(qū)動芯片的特點及其使用，能完成如下實驗項目： 

　　1）SPWM波形成的過程；

　　2）交直交變頻電路在不同負載（電阻，電感）時的工作情況和波形，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；

　　3）IGBT管專用集成驅(qū)動芯片的工作特性。 

11、DK17雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調(diào)速系統(tǒng)

  通過對四個橋臂上IGBT管的觸發(fā)控制，來實現(xiàn)對可逆直流他勵電機進行調(diào)速的目的，主要由三大部分組成，即主回路部分、控制電路部分和調(diào)節(jié)部分。主回路由 直流電源、四種IGBT管組成；控制回路部分由專用芯片產(chǎn)生PWM脈沖波，PWM波脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的四路控制脈沖，分別驅(qū)動四個橋臂的IGBT管；調(diào)節(jié)部 分由兩個PI調(diào)節(jié)器組成，并通過速度環(huán)、電流環(huán)構(gòu)成的反饋回路使電機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行在給定的轉(zhuǎn)速下。本實驗箱可完成的實驗項目有：（1）、全橋DC/DC 變換電路實驗（2）、雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速實驗。

12、DK06-1電機調(diào)速控制電路（II）

提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。

13、DQ07-1直流發(fā)電機(DC220V，240W)

14、DQ09直流并勵電動機（Un=DC220V，IN=1.1A，PN=185W，n=1500RPM，絕緣等級E）

15、DQ11三相線繞式異步電動機（AC220V，接法Y，轉(zhuǎn)速1380RPM，功率120W,電流0.6A，絕緣等級E）

16、GDQ12線繞式異步電機起動與調(diào)速電阻箱

提供0、2、5、15、35五檔同軸聯(lián)調(diào)的三相繞線異步電動機轉(zhuǎn)子起動、調(diào)速電阻一組。

17、SVPWM變頻器調(diào)速系統(tǒng)

提供工業(yè)變頻器（單相220V供電，0.4KW）1只，采用專用DSP電機主控IC，電壓矢量控制，純正的SVPWM輸出；主電路IPM模塊為功率驅(qū)動核心部件，內(nèi)置過流、短路、過溫等多種可靠保護，故障率極低；輸出頻率范圍從0.1－400HZ，精度：0.1HZ。

18、實驗連接線：

根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。

19、教學(xué)軟件

1、用電安全與觸電急救仿真教學(xué)軟件

軟件采用二維與三維結(jié)合的虛擬畫面，教導(dǎo)學(xué)生用電的安全和急救方法，軟件內(nèi)設(shè)有單相觸電、兩相觸電、跨步觸電、低壓觸電急救、高壓觸電急救、人工呼吸救護法、牽手呼吸救護法、胸外心臟按壓就護法等原理講解與教學(xué)，單相觸電分維修帶電斷線、維修插座觸電、室外觸電等原理演示。低壓觸電和高壓觸電教學(xué)主要為學(xué)生講解演示如何解救處于低壓觸電或者高壓觸電時的人，人工呼吸救護法、牽手呼吸救護法、胸外心臟按壓就護法采用采用3D虛擬仿真技術(shù)展示，經(jīng)過渲染和潤色，使模型看起來與真實部件一般無二，畫面逼真。通過實訓(xùn)能夠?qū)W(xué)生進行實訓(xùn)室安全用電教育，提高學(xué)生的安全意識，使學(xué)生學(xué)會一些自救的方法，讓學(xué)生在遇到危險時能采取一定的安全措施，保護自己，以及熟悉各種電氣事故產(chǎn)生的原因和處理電氣事故的實用操作措施，減少電氣事故的發(fā)生。

2、維修電工電子電機與職業(yè)資格培訓(xùn)考評仿真軟件

本軟件為apk的格式，可在PC端使用，也可在移動端使用，本軟件即可手動設(shè)置故障也能自動設(shè)置故障，本軟件通過電路圖中綠色的框選擇手動設(shè)置故障點（最多可以設(shè)置39個故障點），也可以通過系統(tǒng)自動進行隨機1個故障點設(shè)置，隨機兩個故障點設(shè)置，隨機三個故障點設(shè)置，隨機四個故障點設(shè)置，隨機五個故障點設(shè)置，本軟件內(nèi)有工具箱，元件庫，放大鏡，電路圖等功能，可通過工具箱可選擇萬用表進行檢測，通過元件庫選擇合適的元件，通過放大鏡可以清楚的了解各個元器件及電路。本軟件通過電動機星三角啟動控制電路故障的設(shè)置，并經(jīng)過種種排查，讓學(xué)生了解電動機星三角啟動控制電路的工作原理及電路結(jié)構(gòu)。

3、虛擬頻譜儀、邏輯分析儀、示波器、三用表仿真軟件：

本軟件為apk的格式，可在PC端使用，也可在移動端使用，本軟件的功能有：電阻的測量、交流電壓的測量（測量變壓器，若變壓器測量燒壞多用表時，冒黑煙提示并可以重置多用表）、晶體管的極性判斷、直流電壓測量（通電流表檔時燈光亮）、直流電流的測量、以及電容好壞的判斷。本軟件可任意拖動紅色與黑色筆頭，2個筆頭拖拽至被測物體上定位時顯示紅圈，如未定位準(zhǔn)確無紅圈顯示，并在進行錯誤操作的時（如所選量程錯誤、所測數(shù)據(jù)錯誤等等），儀表指針將無反應(yīng)、提示錯誤重新測量等，本多用表可選擇交流電壓檔，直流電壓檔，電阻檔，電流檔，電阻調(diào)0，并且可放大顯示數(shù)據(jù)，可清楚觀看所測數(shù)據(jù)大小。學(xué)生可以通過本軟件學(xué)習(xí)多用表的正確使用方法。

4、單片機、plc可編程設(shè)計與控制虛擬仿真軟件：

本軟件基于unity3d開發(fā)，內(nèi)置實驗步驟、實驗指導(dǎo)書、電路圖、組件列表、連接線路、接通電源、電路圖、場景重置、返回等按鈕，在連線及代碼正確后，可以通過啟動/停止、正向運動、反向運動按鈕操作三維機床模型運動，在連接線路狀態(tài)下，三維機床模型可進行放大/縮小、平移。

1.繼電器控制：閱讀實驗指導(dǎo)書，并進入實驗，通過識讀電路圖，選擇組件列表中的繼電器、熱繼電器、開關(guān)等元器件以拖拽的形式布局至電器柜中，限位器置于三維機床模型上，可選擇蓋蓋子，部分元器件名稱可重命名，然后點擊連接線路按鈕，將端子對端子進行連線，將機床電路連接成功后，選擇接通電源，進行操作，若組件或線路連接錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

2.PLC控制：實驗同繼電器控制，增加PLC控制功能，在連線完成后，通過PLC編碼按鈕，進入程序編寫界面，編寫正向與反向2條程序，共有12個梯形圖符號，編寫完成后，選擇提交進行程序驗證。驗證成功后，接通電源進行操作，組件、線路連接、代碼錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

3.單片機控制：實驗同繼電器控制，增加單片機控制功能，在連線完成后，通過C編碼按鈕進入編程界面，輸入正確的C語言代碼，提交驗證成功后，接通電源進行操作，組件、線路連接、代碼錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

六、本裝置能開設(shè)的實驗項目

（一）電力電子技術(shù)實驗項目

1．三相半波可控整流電路實驗

2．三相橋式半控整流電路實驗

3．三相半波有源逆變電路實驗

4．三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

5．單相交流調(diào)壓電路實驗

6．三相交流調(diào)壓電路實驗

(二）典型電力電子器件線路實驗

1．單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電路實驗

2．全橋DC/DC變換電路實驗

（三）直流電機調(diào)速實驗（直流電機運動控制系統(tǒng)）

1．晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)主要單元的調(diào)試

2．帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實驗

3．轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實驗

4．邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗

5．轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)制PWM調(diào)速系統(tǒng)（H橋、IGBT）

（四）交流電機調(diào)速系統(tǒng)實驗（交流電機運動控制系統(tǒng)）

1．雙閉環(huán)三相繞線異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實驗

2．雙閉環(huán)三相繞線異步電機串極調(diào)速系統(tǒng)實驗

3．基于DSP空間電壓矢量調(diào)制SVPWM變頻器的三相異步電機變頻調(diào)速實驗。

七、裝置配置清單

熱銷產(chǎn)品：電工實訓(xùn)臺