HYDJ-503E型電機控制系統(tǒng)實驗裝置
該套裝置主控實驗臺能完成《半導體變流技術》、《自動控制系統(tǒng)》、《交流調(diào)速系統(tǒng)》、《電機控制》等課程全部主要實驗。
本設備能使學生了解到各實驗電路工作原理各元件的作用，掌握電路的調(diào)試步驟和方法，觀察、分析電路各點波形，測試電路各點中數(shù)據(jù)，計算有關參數(shù)及反饋節(jié)測定方法，掌握單元部件及系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法及參數(shù)的調(diào)整，測定各系統(tǒng)的靜態(tài)，動態(tài)特性及機械特性。分析討論系統(tǒng)的動態(tài)過程。
產(chǎn)品按Q/AMS102.2-93標準生產(chǎn)。
一、特點：
1、裝置采用組件式（掛箱式）結構，可根據(jù)不同實驗內(nèi)容進行組合，故結構緊湊，使用方便靈活，功能齊全，綜合性能好，能在一套裝置上完成《半導體變流技術》、《自動控制系統(tǒng)》或《直流調(diào)速系統(tǒng)》）、《交流調(diào)速系統(tǒng)》、《電機控制》等課程的全部主要實驗。
2、占地面積小，節(jié)約實驗用房。無需設備電源控制屏、電纜溝、水泥墩等，可減少基建投資。
3、實驗機組配置齊全，容量小，耗電省。裝置使用的電機經(jīng)過特殊設計，其參數(shù)特性模擬3KW左右的通用實驗機組，能給學生正確的感性認識。
4、裝置布局合理，外形美觀，面板示意圖明確、直觀。電路連線采用插接方式，迅速簡便。除實驗控制屏、掛箱外，還設置有實驗用臺，內(nèi)可放置機組、實驗儀表等，電機采用導軌式安裝、更換機組簡捷方便。
5、實驗線路選擇典型，完全配合教學內(nèi)容，滿足教學大綱要求。所有交、直流調(diào)速系統(tǒng)均能實現(xiàn)正、反轉切換，以便正確研究系統(tǒng)動態(tài)過程。
6、控制電路全部采用模擬和數(shù)字集成芯片，可靠性高。頻率顯示采用8031單片機構成的數(shù)字式頻率計，數(shù)碼顯示頻率直觀、準確、響應快，裝置具有較完善的保護功能和抗干擾能力，提高了設備的運行可靠性。
二、技術參數(shù)： 1、輸入電流：三相四線 380V±10% 50Hz±1Hz 2、工作環(huán)境：環(huán)境溫度-5～40℃ 相對濕度＜75%（25℃） 3、裝機容量：＜1KVA 4、電機容量：＜200W 5、外形尺寸：長×寬×高=1.8m×0.75m×1.6m
三、實驗項目：
半 導 體 變 流 技 術
1、單結晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試及路各點波形觀察實驗。
2、單結晶體管觸發(fā)電路的單相半波可控整流帶電阻性負載電路實驗。
3、單結晶體管觸發(fā)電路的單相半波可控整流帶電阻、電感性負載電路實驗。
4、正弦波同步移動觸發(fā)電路的調(diào)試及電路各點波形觀察實驗。
5、鋸齒波同步移動觸發(fā)電路的調(diào)試及電路各點波形觀察實驗。
6、單相橋式半波可控整流電路的調(diào)試及電路各點波形觀察實驗。
7、單相橋式半波可控整流電路帶電阻性負載實驗。
8、單相橋式半波可控整流電路帶電阻電感性負載實驗。
9、單相橋式半波可控整流電路帶反電勢負載實驗。
10、單相橋式全控整流電路帶電阻性負載實驗。
11、單相橋式全控整流電路帶電阻電感性負載實驗。
12、單相橋式全控整流電路有源逆變電路實驗。
13、三相橋式全控整流電路帶電阻性負載實驗。
14、三相橋式全控整流電路帶電阻、電感性負載實驗。
15、三相橋式全控整流電路帶電阻、是感性負載實驗。
16、單相并聯(lián)逆變電路的調(diào)試及電路各點波形觀察實驗。
17、單相并聯(lián)逆變電路的帶電阻性負載實驗。
18、單相并聯(lián)逆變電路的帶電阻電感性負載實驗。
19、直流斬波電路調(diào)試及各點波形觀察實驗。
20、直流斬波電路帶電阻性負載實驗。
21、直流斬波電路帶電阻、電感性負載實驗。
22、直流斬波電路帶反電動勢負載實驗。
23、單相交流調(diào)壓稀薄移相觸發(fā)電路的調(diào)試及電路各點波形觀察實驗。
24、單相交流調(diào)壓電路帶電阻性負載實驗。
25、單相交流調(diào)壓電路帶電阻、電感性負載實驗。
26、三相交流調(diào)壓電路移相觸發(fā)電路的調(diào)試及電路各點波形觀察實驗。
27、三相交流調(diào)壓電路帶電阻性負載實驗。
28、三相交流調(diào)壓電路帶電阻、電感性負載實驗。
29、三相半波可控整流電路帶電阻、電感性負載實驗。
30、三相半波可控整流電路帶電阻、電感性負載實驗。
31、三相橋式半控整流電路帶電阻性負載實驗。
32、三相橋式半控整流電路帶電阻、電感性負載實驗。
33、串聯(lián)二極管式電流源型逆變電路實驗。
34、串聯(lián)二極管式電壓源型逆變電路實驗。
35、串聯(lián)電感式電壓源型逆變電路實驗。
直 流 調(diào) 速 系 統(tǒng) 實 驗
1、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實驗 （1）系統(tǒng)主電路總電阻R （2）系統(tǒng)主電路電感L （3）系統(tǒng)飛輪慣量GD2 （4）系統(tǒng)主電路電磁時間常數(shù)Td （5）直流電動機電勢常數(shù)Ce和轉矩常數(shù)CM （6）系統(tǒng)機電時間常數(shù)TM （7）晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性Ud=f（Uct） （8）測速發(fā)電機特性UTG=f（n）
2、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試 （1）轉速電流調(diào)節(jié)器調(diào)試 （2）電平檢測器調(diào)試 （3）反號器調(diào)試 （4）邏輯控制器調(diào)試
3、雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗 （1）系統(tǒng)調(diào)試 （2）測定電流反饋系數(shù)β，轉速反饋系數(shù)α，整流保護動作電流值 （3）測定開環(huán)機械特性 （4）系統(tǒng)閉環(huán)靜特性 （5）系統(tǒng)閉環(huán)控制特性
4、邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗 （1）系統(tǒng)調(diào)試 （2）正反轉機械特性n=f（ip）的測定 （3）正反轉閉環(huán)控制特性n=f（ug）的測定 （4）系統(tǒng)動態(tài)波形的觀察
5、雙閉環(huán)直流電機斬波調(diào)速系統(tǒng)實驗 （1）斬波觸發(fā)電路調(diào)試 （2）系統(tǒng)調(diào)試 （3）機械特性N=f（Id）的測定 （4）Ud=f（t/T）特性的測定 （5）系統(tǒng)動態(tài)波形的以觀察
交 流 調(diào) 速 系 統(tǒng) 實 驗
1、雙閉環(huán)三相異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實驗 （1）人為機械特性n=f（M）的測定 （2）系統(tǒng)調(diào)試 （3）系統(tǒng)閉環(huán)靜特性觀察 （4）系統(tǒng)閉環(huán)動特性觀察 2、雙閉環(huán)三相異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)實驗 （1）控制單元及系統(tǒng)調(diào)試 （2）測定開環(huán)靜特性 （3）測定雙閉環(huán)靜特性 （4）測定雙閉環(huán)動態(tài)特性 3、串聯(lián)二極管式電流型逆變器——異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)實驗 （1）函數(shù)發(fā)生器、壓頻變換器等各控制單元調(diào)試 （2）系統(tǒng)調(diào)試 （3）電機機械特性的測定 （4）系統(tǒng)各主要參量的靜態(tài)、動態(tài)波形觀察 4、串聯(lián)二極管式電壓型逆變器——異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)實驗 （1）控制單元調(diào)試 （2）系統(tǒng)調(diào)試 （3）電機機械特性的測定 （4）系統(tǒng)各主要參量的靜態(tài)、動態(tài)波形觀察
5、串聯(lián)電感式電壓型逆變器——異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)實驗 （1）控制單元調(diào)試 （2）系統(tǒng)調(diào)試 （3）電機機械特性的測定 （4）系統(tǒng)各主要參量的靜態(tài)、動態(tài)波形觀察
四、配置的組件
1、實驗機組 （1）直流電動機：185W，220V，1.15A，1600r/min （2）直流發(fā)電機：100W，220V，0.5A，1600r/min （3）繞線式異步電機：100W，220V（Y），0.55A，1420r/min （4）鼠籠式異步電機：100W，220V（△），0.48A，1420r/min （5）直流測速發(fā)電機：CFY-1型，2400r/min，48±10%V
2、實驗掛箱 （1）EC02：FBC+FA（直流反饋與過流保護）G（給定） DZS（零速封鎖器） S1S2二、三級雙投開關 （2）EC03：FBS（速度變換器） ASR（速度調(diào)節(jié)器） AR（反號器） ACR（電流調(diào)節(jié)器） （3）EC04：ARV（電壓調(diào)節(jié)器） DPT（轉矩極性鑒別器） DPZ（零電流檢測器） DLC（邏輯控制器） （4）EC06：GI（給定積分器） GF（函數(shù)發(fā)生器） DF（頻率顯示器） GAB-1（絕對值變換器） （5）EC07：換流電容箱（共六組，每組0.1～7.9uf） （6）EC08：吸收電路、濾波電路、壓敏電阻 （7）EC10：斬波器主電路 UPW（脈寬調(diào)制器） （8）EC11：單結晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路 （9）EC12：單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路、單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路 （10）EC14：組式變壓器 （11）EC15：可調(diào)電容組（共六組，其中四組0.1～7.9uf）（二組0.1～10.9uf） （12）1.9k-0.65A雙臂滑線電阻 （13）17Ω-35A滑線電阻
五、主控屏簡介
1、電源部分 （1）主電路電源：控制屏在面板上布置了主電源、低壓直流電源的輸出端及控制開關，勵磁電源輸出端，交流電壓表，交流電流表，轉速表，直流電壓表，直流電流表等直流儀表均采用中零式。主電路電源輸出端配置有三相電流互感器，為電流反饋，零電流檢測，過流保護等提供電流信號，并有輸入端三相電源指示及輸出三相線電壓為220V，250V的電源選擇。 （2）勵磁電源：電壓為230V的直流電壓為直流電機提供勵磁電流，并有熔絲保護。 （3）低壓直流控制電源：低壓電源輸出端有±15V，+5V二組低壓直流穩(wěn)壓控制電源，其中±15V作為控制系統(tǒng)電源，+24V作為脈沖功效電源，+5V作為交、直流調(diào)速系統(tǒng)進行微機控制實驗提供了條件。 （4）脈沖選擇及工作狀態(tài)選擇：脈沖有后沿固定，前沿可變的寬脈沖鏈和互差60的雙脈沖選擇，工作狀態(tài)具有逆變器觸發(fā)脈沖和雙窄脈沖的選擇。
2、主電路及觸發(fā)電路部份 該部分面板裝有12只晶閘管、6只整流二極管，觸發(fā)電路，脈沖功放電路及同步變壓器、電抗器等。
3、功率半導體元件：功率半導體元件均配置有阻容吸收、熔絲保護、電源側直流環(huán)節(jié)、電機側均配置有壓敏電阻或阻容吸收等過電壓保護措施。
4、同步變壓器：面板上部觀察同步電源的相位
5、電抗器：主回路中使用的平波電抗器L 分別為50mh、100mh、200mh、700mh，可根據(jù)實驗需要選擇電感值。
6、觸發(fā)電路：面板上（1組）GTF正組觸發(fā)（脈沖）裝置和（2組）反組觸發(fā)（脈沖）裝置，分別通過開關連至VF正組晶閘管，和VR反組晶閘管的門極、陰極。開關拔向“接通”時，晶閘管上接有觸發(fā)脈沖，開關拔向“斷開”時，晶閘管上沒有觸發(fā)脈沖。正反組的脈沖功放電路分別由Ublf和Ublr控制，將Ublf、Ublr接地，則相應的脈沖功放級開放，晶閘管上有脈沖，Ublf、Ublr懸空則相應的晶閘管橋無脈沖。開關上方有“單脈沖觀察孔”和“雙脈沖觀察孔”，從鋸齒波觀察孔中能觀察到集成觸發(fā)電路a、b、c三相鋸齒波，調(diào)節(jié)相應的電位器可使鋸齒波斜率發(fā)生變化，要求a、b、c三相的鋸齒波斜率相同。偏移電壓調(diào)節(jié)電位器可調(diào)節(jié)偏移電壓Ub的數(shù)值。移相控制電壓輸入端應接實驗時所需的移相電壓Uct。
7、串聯(lián)電感及電阻：在面板的左下角安放著三組供串聯(lián)電感式變頻調(diào)速系統(tǒng)實驗使用的電感及電阻。
六、控制屏簡介
控制屏左面裝有主控屏，右面是組件掛箱的安裝架，其上部有照明日光燈，控制屏的左右兩側裝有三相電源和單相電源插座，方便用戶使用示波器等儀器。
1、GT（觸發(fā)裝置） 觸發(fā)脈沖采用集成芯片，采用集成模擬開關，以轉換“寬脈沖”和“雙窄脈沖”。 2、AP1、AP2（正、反脈沖放大器） Ublf、Ublr接地側AP1、AP2開放，由GT板輸出的GT信號經(jīng)AP1、AP2輸出至晶閘管的門極和陰極，如面板的“Ⅱ橋工作狀態(tài)指示”指示為“變頻”時，則AP2輸入為自環(huán)形分配器六路互差60℃的120℃寬脈沖鏈，放大后加在晶閘管上。
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