電機控制系統實驗裝置

發布時間：2020-12-21 丨 瀏覽次數：

HYDJ-503E型   電機控制系統實驗裝置

      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》、《交流調速系統》、《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，掌握電路的調試步驟和方法，觀察、分析電路各點波形，測試電路各點中數據，計算有關參數及反饋節測定方法，掌握單元部件及系統的調試步驟和方法及參數的調整，測定各系統的靜態，動態特性及機械特性。分析討論系統的動態過程。

產品按Q/AMS102.2-93標準生產。

一、特點：

1、裝置采用組件式（掛箱式）結構，可根據不同實驗內容進行組合，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》或《直流調速系統》）、《交流調速系統》、《電機控制》等課程的全部主要實驗。

2、占地面積小，節約實驗用房。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。裝置使用的電機經過特殊設計，其參數特性模擬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，完全配合教學內容，滿足教學大綱要求。所有交、直流調速系統均能實現正、反轉切換，以便正確研究系統動態過程。

6、控制電路全部采用模擬和數字集成芯片，可靠性高。頻率顯示采用8031單片機構成的數字式頻率計，數碼顯示頻率直觀、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： 1、輸入電流：三相四線 380V±10% 50Hz±1Hz 2、工作環境：環境溫度-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、單結晶體管觸發電路的調試及路各點波形觀察實驗。

2、單結晶體管觸發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電路的調試及電路各點波形觀察實驗。

5、鋸齒波同步移動觸發電路的調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、單相并聯逆變電路的調試及電路各點波形觀察實驗。

17、單相并聯逆變電路的帶電阻性負載實驗。

18、單相并聯逆變電路的帶電阻電感性負載實驗。

19、直流斬波電路調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、單相交流調壓稀薄移相觸發電路的調試及電路各點波形觀察實驗。

24、單相交流調壓電路帶電阻性負載實驗。

25、單相交流調壓電路帶電阻、電感性負載實驗。

26、三相交流調壓電路移相觸發電路的調試及電路各點波形觀察實驗。

27、三相交流調壓電路帶電阻性負載實驗。

28、三相交流調壓電路帶電阻、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、串聯二極管式電流源型逆變電路實驗。

34、串聯二極管式電壓源型逆變電路實驗。

35、串聯電感式電壓源型逆變電路實驗。

直 流 調 速 系 統 實 驗

1、晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗 （1）系統主電路總電阻R （2）系統主電路電感L （3）系統飛輪慣量GD2 （4）系統主電路電磁時間常數Td （5）直流電動機電勢常數Ce和轉矩常數CM （6）系統機電時間常數TM （7）晶閘管觸發及整流裝置特性Ud=f（Uct） （8）測速發電機特性UTG=f（n）

2、晶閘管直流調速系統主要單元調試 （1）轉速電流調節器調試 （2）電平檢測器調試 （3）反號器調試 （4）邏輯控制器調試

3、雙閉環晶閘管不可逆直流調速系統實驗 （1）系統調試 （2）測定電流反饋系數β，轉速反饋系數α，整流保護動作電流值 （3）測定開環機械特性 （4）系統閉環靜特性 （5）系統閉環控制特性

4、邏輯無環流可逆直流調速系統實驗 （1）系統調試 （2）正反轉機械特性n=f（ip）的測定 （3）正反轉閉環控制特性n=f（ug）的測定 （4）系統動態波形的觀察

5、雙閉環直流電機斬波調速系統實驗 （1）斬波觸發電路調試 （2）系統調試 （3）機械特性N=f（Id）的測定 （4）Ud=f（t/T）特性的測定 （5）系統動態波形的以觀察

交 流 調 速 系 統 實 驗

1、雙閉環三相異步電動機調壓調速系統實驗 （1）人為機械特性n=f（M）的測定 （2）系統調試 （3）系統閉環靜特性觀察 （4）系統閉環動特性觀察 2、雙閉環三相異步電動機串級調速系統實驗 （1）控制單元及系統調試 （2）測定開環靜特性 （3）測定雙閉環靜特性 （4）測定雙閉環動態特性 3、串聯二極管式電流型逆變器——異步電機變頻調速系統實驗 （1）函數發生器、壓頻變換器等各控制單元調試 （2）系統調試 （3）電機機械特性的測定 （4）系統各主要參量的靜態、動態波形觀察 4、串聯二極管式電壓型逆變器——異步電機變頻調速系統實驗 （1）控制單元調試 （2）系統調試 （3）電機機械特性的測定 （4）系統各主要參量的靜態、動態波形觀察

5、串聯電感式電壓型逆變器——異步電機變頻調速系統實驗 （1）控制單元調試 （2）系統調試 （3）電機機械特性的測定 （4）系統各主要參量的靜態、動態波形觀察

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（速度調節器） AR（反號器） ACR（電流調節器） （3）EC04：ARV（電壓調節器） 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（函數發生器） 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（脈寬調制器） （8）EC11：單結晶體管觸發電路、正弦波同步移相觸發電路、 鋸齒波同步移相觸發電路 （9）EC12：單相交流調壓觸發電路、單相并聯逆變觸發電路 （10）EC14：組式變壓器 （11）EC15：可調電容組（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二組低壓直流穩壓控制電源，其中±15V作為控制系統電源，+24V作為脈沖功效電源，+5V作為交、直流調速系統進行微機控制實驗提供了條件。 （4）脈沖選擇及工作狀態選擇：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，工作狀態具有逆變器觸發脈沖和雙窄脈沖的選擇。

2、主電路及觸發電路部份 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、電源側直流環節、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，可根據實驗需要選擇電感值。

6、觸發電路：面板上（1組）GTF正組觸發（脈沖）裝置和（2組）反組觸發（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，晶閘管上接有觸發脈沖，開關拔向“斷開”時，晶閘管上沒有觸發脈沖。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電路a、b、c三相鋸齒波，調節相應的電位器可使鋸齒波斜率發生變化，要求a、b、c三相的鋸齒波斜率相同。偏移電壓調節電位器可調節偏移電壓Ub的數值。移相控制電壓輸入端應接實驗時所需的移相電壓Uct。

7、串聯電感及電阻：在面板的左下角安放著三組供串聯電感式變頻調速系統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（觸發裝置） 觸發脈沖采用集成芯片，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AP1、AP2輸出至晶閘管的門極和陰極，如面板的“Ⅱ橋工作狀態指示”指示為“變頻”時，則AP2輸入為自環形分配器六路互差60℃的120℃寬脈沖鏈，放大后加在晶閘管上。