電工電子電拖PLC變頻調(diào)速綜合實驗裝置 

一、概述
電工電子綜合實驗系統(tǒng)吸收了國內(nèi)國外先進教學儀器的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，從性能上和結(jié)構上進行了創(chuàng)新，采用掛箱式結(jié)構，簡潔明了，布局合理，使用方便靈活。實驗儀表全數(shù)字化顯示、精度高，對實驗中所涉及的電 源、儀器儀表采取可靠保護，同時設置了可靠的人身安全保護體系，該實驗裝置性能優(yōu)越， 是各大中專院校實驗室建設的選擇。
　 用途: 適用大中專院校“電工基礎”、“電工學”、“數(shù)電”、“模電”、“電機學”、 “電機與電力拖動”、“電氣控制”、“繼電接觸控制”等課程的實驗教學。并可擴展“可 編程控制器”及“電機變頻控制”等實驗內(nèi)容。
仿真實驗軟件：《電工技能與實訓仿真教學系統(tǒng)軟件》、《電子技能與實訓仿真教學系統(tǒng)軟件》
采用3D虛擬仿真技術，用戶可以360度無死角觀察器件外觀細節(jié)；采用多媒體演示動畫展示各種元器件的結(jié)構、功能、工作原理及控制方式；通過具有交互性的模擬仿真動畫，進行電路的組裝調(diào)試和故障排除，實現(xiàn)無實物學習電工設備相關專業(yè)所涉及到的常用儀器設備、電氣檢測以及電機控制的實際操作技能和注意事項。包括但不限于：
（1）實驗器材
    利用3D建模，使實訓設備上所用到的元器件真實的放映給學生，另學生有個直觀的認識。
（2）典型電路
    實訓設備相應電路的原理圖和實物接線圖都將反應在這個欄目里。用鼠標點擊原理圖上相應的元器件符號，真實電路中就會指示對應的器件，并且在提示窗里出現(xiàn)該元件在電路中的作用
（3）電路原理
    該電路的電路工作原理講解，利用生動的動畫演示，配合上專業(yè)的語音講解使得該教學課件達到一定的深度。枯燥的原理授課變得生動易懂，是老師有力的教學工具之一。
（4）接線練習
    學生通過半透明的原理圖上的提示，按照原理圖對電路進行模擬接線，接線的同時系統(tǒng)也有相應的提示。可以訓練學生的規(guī)范接線和提供對電路的熟悉程度
（5）實驗仿真
     學員可以操作空氣開關，按鈕等元器件來操控相應項目的電路。界面上的接觸器、時間繼電器等元器件就可以根據(jù)操作控制電機的轉(zhuǎn)動。
（1）電工基本常識與操作：安全用電常識、常用電工工具、常用導線連接和手工焊接工藝。（2）電工識圖：介紹常用器件的電氣符號、原理圖繪制原則、分析方法、接線圖繪制原則、相對編號法。（3）電工儀表：介紹萬用表、電能表、鉗型電流表、兆歐表、直流電橋和配電板等常用電工儀表的外型、結(jié)構、面板和使用方法。（4）照明電路安裝：分別從器件、電路、原理、接線和排故五個方面介紹了熒光燈和兩地控制燈的相關知識。（5）低壓電器：主要從外型、結(jié)構、原理、組裝和檢測等五個方面對交流接觸器、繼電器、常用閘刀開關、低壓斷路器、熔斷器、起動器、主令電器等常用低壓電器進行介紹。（6）電機與變壓器：主要講解了三相異步電動機、單相異步電動機、伺服電機、步進電機、直流電機與變壓器的外型、結(jié)構、裝配與維修等知識。（7）電動機控制：按照實際電路的開發(fā)流程來講解常用的電動機控制方式。包括器件、原理、電路、布局、連線、運行、排故等內(nèi)容。（8）用戶手冊：指導用戶本系統(tǒng)的使用方法。
二、特點：
  1、綜合性強 綜合了目前國內(nèi)各類學校電類基礎課程的全部實驗項目。
  2、適應性強 實驗的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學的進程作有機地結(jié)合。裝置積木式結(jié)構，更換便捷，添加部件即可擴展功能或開發(fā)新實驗。
  3、整套性強 從儀器儀表、專用電源到實驗連接專用導線等均配套齊全，儀器儀表的性能、精度、規(guī)格等均密切結(jié)合實驗的需要進行配套。
  4、一致性強 實驗器件選擇合理、配套完整，使多組實驗結(jié)果有良好的同一性，便于教師組織和指導實驗教學。
  5、直觀性強 本裝置采用整體與掛件相結(jié)合的結(jié)構形式，電源配置、儀表一目了然，各實驗掛件任務明確，操作、維護簡便。
三、功 能
1、本裝置可提供實驗所需的交流電源、低壓直流電源、可調(diào)恒流源、交直流測量儀表（電壓、電流、）、各實驗掛箱等。
2、能完成“電工基礎”、“電工學”中的疊加、戴維南、雙口網(wǎng)絡、諧振、選頻及一、二階電路等實驗。
3、能完成“電路分析”、“電工學”中的單相、三相、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。
四、技術性能
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℃) 海拔＜4000m
3、外形尺寸：1700×700×1650mm
4、裝置容量：＜1.5KVA
五、裝置的配備
本實驗平臺應由電源儀器控制屏、實驗桌、實驗掛箱等組成。
（一）電源儀器控制屏：
控制屏應為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構，鋁塑面板。它為實驗提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源、數(shù)控信號源及各種測試儀表等。具體功能如下：


（1） 三相 0 ～ 450V 及單相 0 ～ 250V 連續(xù)可調(diào)交流電源。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 ，克服了三只單相調(diào)壓器采用鏈條結(jié)構或齒輪結(jié)構組成的許多缺點。可調(diào)交流電源輸出處設有過流保護技術，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調(diào)換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關可分別指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓輸出電壓。 
 (2) 應提供兩路低壓穩(wěn)壓直流0.0～30V/1A連續(xù)可調(diào)電源，配有數(shù)字式電壓表指示輸出電壓，電壓穩(wěn)定度≤0.3%，電流穩(wěn)定度≤0.3%，設有短路軟截止保護和自動恢復功能。
(3) 應提供一路0～200mA連續(xù)可調(diào)恒流源，分2mA、20mA、200mA三檔，從0mA起調(diào)，調(diào)節(jié)精度1‰，負載穩(wěn)定度≤5×10-4 ，額定變化率≤５×10-4 ，配有數(shù)字式直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開路、短路保護功能。
(4) 應設有實驗臺照明用的220V、30W的日光燈一盞，還設有實驗用220V、30W的日光燈燈管一支，將燈管燈絲的四個頭引出，供實驗用。
(5) 定時器兼報警記錄儀（服務管理器），平時作為時鐘使用，具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄漏電告警、過流告警及儀表超量程告警總次數(shù)。
(6)交流數(shù)字電壓表一只，具有通信接口、測量范圍0～500V，精度≥0.5級，三位半數(shù)顯。
（7）交流數(shù)字電流表一只：具有通信接口、自動量程、精度：0.5級，測量范圍0-5A。三位半顯示
（8）直流數(shù)字電壓表一只：具有通信接口、具有自動量程、精度：0.5級、測量范圍：0－300V
（9）直流數(shù)字毫安表一只：具有通信接口、具有自動量程、精度：0.5級、測量范圍：0－500mA
（10）直流數(shù)字電流表：微處理器制作；具有自動量程、0.5級精度；測量范圍：0－5A。
2、函數(shù)信號發(fā)生器（帶頻率計）：
(1) 頻率范圍：0.2Hz～2MHz，分七檔
(2) 輸出波形：正弦波、三角波、方波、斜波、脈沖波、50Hz正弦波(3) 占空比調(diào)節(jié)：20%～80%
(4) 掃頻速率：10ms～5s
(5) 輸出電壓幅度：20VP-P（負載1MΩ）、10VP-P（負載50Ω），帶輸出衰減。
(6) 輸出保護：短路保護，抗輸入電壓±35V（1分鐘）
(7) 頻率計：六位LED顯示，外測頻范圍：0～50MHz，外測頻靈敏度：100mV
(8) 輸出幅度指示：采用≥2.4寸TFT液晶顯示屏；
(9) 具有≥10M功率輸出。
特點：所有端口具有短路保護和抗輸入電壓保護功能、具有頻率和輸出幅度雙顯示功能(LED)、 具有功率輸出，方便實驗教學、內(nèi)置線性/對數(shù)掃頻功能和外接調(diào)頻功能.
3、智能功率、功率因數(shù)表 1只：
液晶顯示，該模塊由單片機，高速高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片和全數(shù)顯電路構成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機交互。被測電壓、電流瞬時值的取樣信號要求經(jīng)A/D變換后采用專用單片機計算有功功率和無功功率。單相功率精度為0.5級，電壓范圍為0～500V，電流測量范圍為0～5A，可測量負載的有功功率、無功功率、功率因數(shù)及負載的性質(zhì)等.接顯示總功率，通訊接口：RS485通訊。
六、實驗桌
實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構，造形美觀大方；設有兩個大抽屜、柜門，分別用于放置工具、存放掛箱及資料等。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。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。


實驗掛箱面板正面印有原理圖及符號，反面焊有相應元器件，需要測量及觀察的部分裝有鎖緊式接插件，使用方便、直觀、可靠，實驗電路采用單元電路方式設計，每個單元電路以基本電路為主，再連接不同的元件為該電路參數(shù)或通過不同的單元電路組合，完成不同的實驗要求。
（1）電路基礎實驗箱（一）
提供基爾霍夫定律（可設置三個典型故障點）、疊加原理（可設置三個典型故障點）、戴維南定理、諾頓定理、二端口網(wǎng)絡、互易定理、R、L、C串聯(lián)諧振電路（L用空心電感）、R、C串并聯(lián)選頻電路及一階、二階動態(tài)電路等實驗。各實驗器件齊全，實驗單元隔離分明，實驗線路完整清晰，驗證性實驗與設計性實驗相結(jié)合。
（2）交流電路實驗掛箱
提供單相、三相負載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。負載為三個完全獨立的燈組，可連接成Y或△兩種三相負載線路，每個燈組均設有三個并聯(lián)的白熾燈羅口燈座(每組設有三個開關控制三個負載并聯(lián)支路的通斷)，可插60W以下的白熾燈九只，各燈組設有電流插座；日光燈實驗器件有30W整流器、電容器（1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V）、啟輝器及短接按鈕；鐵芯變壓器一只（50VA、36V/220V），原、副邊均設有保險絲及電流插座；互感線圈一組，可調(diào)節(jié)兩個線圈間的距離，并可將小線圈放到大線圈內(nèi)，配有大、小鐵棒各一根及非導磁鋁棒一根；電度表一只，規(guī)格為220V、3/6A，實驗時臨時掛上，其電源線、負載線均已接在電度表接線架的接線柱上，實驗方便；220/8.2V（0.5A）/8.2V（0.5A）變壓器一只，可進行變壓器原、副繞組同名端判斷，變壓器副邊雙繞組同名端判斷及變壓器應用等實驗。
（3）元件箱
設有實驗所需的電阻器、電容器、二極管等實驗元器件若干和一個0-99999.9歐/2W的電阻箱。
（4）受控源、回轉(zhuǎn)器掛箱
設有VCVS、VCCS、CCVS、CCCS受控源實驗電路、回轉(zhuǎn)器實驗電路、負阻抗變換器實驗電路。
    （5）模擬電子實驗掛箱
    設有電源實驗電路、運放實驗電路、直流信號源、低壓交流電源、電阻電容三極管等實驗元件；配備單管、多級、負反饋實驗模塊、分離、集成功率放大實驗模塊。
（6）數(shù)字電子實驗掛箱
設有8位邏輯電平開關、8位邏輯電平指示、四位十進制設碼顯示器、一個共陰數(shù)碼管、兩組撥碼開關、單次脈沖、高可靠圓腳集成插座8P、14P、16P、28P、40P等若干以及實驗所需的電阻器、電位器三極管等。
6、繼電控制實驗掛箱一
提供交流接觸器3只帶通電指示，熱繼電器1只，時間繼電器1只，啟動停止按鈕2只，保險絲座3只，三相開關一只。
7、繼電控制實驗掛箱二
 提供交流接觸器（線圈電壓220V）兩只、時間繼電器（通電延時，線圈電壓220V）一個，以及能耗制動電源變壓器、整流二極管、電阻等。
8、三相鼠籠電機（△/Y /380V）電機的三個繞組均已引出，接線方便。
9、PLC 主機掛箱
配置三菱 FX1N-40mR 主機，集成數(shù)字量 I/O （ 24 路數(shù)字量輸入， 16 路數(shù)字量輸出）、 RS-485通信模塊、 SC-09 通信編程電纜
10、變頻器掛箱：
采用三菱D720/0.4KW變頻器。包含電位器一只，船型開關一只。
9、實驗凳：凳面進口PP注塑成型，顏色為灰白色；升降結(jié)構為螺桿升降；中管選用直徑50mm，壁厚1.2mm圓管；裝飾套為ABS注塑成型。


八、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)構聯(lián)接線，兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，不能混插，大大提高了實驗的安全及合理性。
九、裝置的主要優(yōu)點及安全保護體系
1 、三相四線制 ( 或三相五線制 ) 電源輸入，總電源由三相鑰匙開關控制，設有三相帶燈熔斷器作為斷相指示。 
2 、控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進行控制。 
3 、三相交流電源 0 ～ 450V 連續(xù)可調(diào)，單相交流電源 0 ～ 250V 連續(xù)可調(diào)，設有三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器（ 1.5KVA ）一臺，可更好地滿足教學實驗要求。 
4 、屏上裝有電壓型漏電保護裝置，控制屏內(nèi)或強電輸出若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，確保實驗進程安全。 
5 、屏上裝有一套電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
6 、屏上三相調(diào)壓器付邊設有一套過流保護裝置。調(diào)壓器輸出短路或所帶負載太大，電流超過設定值，系統(tǒng)即告警并切斷總電源。
7 、各種電源及各種儀表均有可靠的保護功能。
8 、實驗連接線及插座采用不同的結(jié)構，使用安全、可靠、防觸電。
十、配置清單：

 
常用的數(shù)字式萬用表、剝線鉗、尖嘴鉗、斜口鉗、十字螺絲刀、一字螺絲刀、剪刀、電烙鐵、烙鐵架等工具
十一、實驗項目
電工實驗項目
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、電阻的串、并、混聯(lián)電路
5、電阻分壓器電路
6、電容的串、并、混聯(lián)電路
7、電容的充放電電路
8、伏安法測電阻
9、節(jié)點電壓法
10、回路電壓法
11、支路電流法
12、電阻與溫度的關系:用伏安法測出燈絲在不同電壓下的阻值        
13、電壓表量程的擴展
14、電流表量程的擴展
15、電路元件的伏安特性
16、直流電阻電路故障的檢查
17、電路中電位的測量
18、基爾霍夫電壓定律
19、基爾霍夫電流定律
20電壓源外特性的測定疊加原理
21、疊加原理
22、電壓源與電流源的等效變換
23、負載獲得最大功率的條件
24、戴維南定理
25、諾頓定理
26、互易定理
27、二端口網(wǎng)絡
28、雙聯(lián)開關兩地控制
29、RLC串聯(lián)交流電路
30、RLC并聯(lián)交流電路
31、RLC串聯(lián)諧振電路
32、電感、電容元件在直流和交流電路中的特性
33、正弦穩(wěn)態(tài)下RL、RC串聯(lián)電路
34、日光燈電路的連接
35、提高功率因數(shù)的方法
36、電磁感應現(xiàn)象
37、互感耦合電路
38、互感線圈同名端的判斷
39、一階電路過渡過程的研究
40、二階電路過渡過程的研究
41、單相變壓器
42、變壓器參數(shù)測定及繞組極性判別
43、交流電路參數(shù)的測量
44、三相負載的星形聯(lián)結(jié)
45、三相負載的三角形聯(lián)結(jié)
46、三相交流電路功率的測量
47、功率因數(shù)及相序的測量
48、單相電度表的安裝及使用
49、三相鼠籠式異步電動機的使用
50、三相異步電動機點動控制
51、三相異步電動機自鎖控制
52、三相異步電動機既可點動又自鎖控制
53、接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
54、按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
55、接觸器和按鈕雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
模擬電路實驗項目
1、常用電子儀器的使用
2、二極管的簡單測試
3、晶體三極管輸入輸出特性實驗
4、單級放大電路
5、兩級放大電路
6、負反饋放大電路
7、射極跟隨器
8、差動放大電路
9、場效應管放大器
10、RC正弦波振蕩電路
11、LC振蕩器及選頻放大器
12、集成運放的基本參數(shù)測試
13、集成運放比例求和運算電路
14、集成運放的積分、微分電路
15、集成運放的電壓比較器電路
16、波形發(fā)生器
17、有源濾波器
18、集成功率放大器
19、互補對稱功率放大器
20、集成穩(wěn)壓器
21、串聯(lián)穩(wěn)壓電路
22、晶閘管可控整流電路
數(shù)字電路實驗項目
1、晶體管開關特性、限幅器與鉗位器
2、TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數(shù)測試
3、CMOS集成邏輯門的邏輯功能與參數(shù)測試
4、集成邏輯電路的連接和驅(qū)動  
5、組合邏輯電路的設計與測試
6、譯碼器及其應用 
7、數(shù)據(jù)選擇器及其應用
8、觸發(fā)器及其應用 
9、計數(shù)器及其應用
10、移位寄存器及其應用
11、脈沖分配器及其應用     
12、使用門電路產(chǎn)生脈沖信號——自激多諧振蕩器
13、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與施密特觸發(fā)器——脈沖延時與波形整形電路
14、555時基電路及其應用
電拖實驗項目
1、接觸器點 動控制線路
2、接觸器自鎖控制線路
3、點動控制又可自鎖控制線路
4、接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路
5、按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路
6、按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路
7、啟動順序控制線路(一)
8、啟動順序控制線路(二)
9、停止順序控制線路
10、兩地控制線路
11、手動接觸器控制串聯(lián)電阻降壓啟動電路
12、時間繼電器控制串聯(lián)電阻降壓啟動電路
13、接觸器控制Y-△ 降壓啟動控制電路
14、時間繼電器控制Y-△降壓啟動控制電路
15、異步電動機能耗制動控制線路
PLC模擬控制應用實訓
1、電機控制
2、七段數(shù)碼顯示和天塔之光
沖壓機系統(tǒng)控制