DJTD-42型高级电机拖动实验台

一、设备整机指标：

（1）、设备整机规格尺寸：1.42*0.70*1.45米（长×宽×高），台体采用铁质亚光密纹喷塑工艺，设备上层采用模块组合式结构，可同时配置6个功能挂件完成相应的实验功能；

（2）、实验桌面材质为高级防火密度板材料，颜色为乳白色，美观大方，实验桌体结构采用1.5mm加厚的冷轧钢管为龙骨，带有大抽屉和储物柜，实验桌具有前后可升降调节的地脚，以及可以移动的带有刹车的万向轮，方便移动检修；

（3）、实验桌带有的大抽屉和储物柜也采用“冷轧钢板”材质，绝不使用“复合板”等材质替代，保证长期使用不变形；

（4）、设备总电源输入，采用三相四（五）线制，交流380V±5%，50Hz，上限电流不超过16A，总功率最大不超过1000W。

（5）、实验桌带有多功能挂箱或模块托盘，取用和存放方便耐用。

二、设备具有的保护措施

(1)、设备要求具有“漏电”、”短路”、“过流”等系统保护功能，且在出现错误的时候可以通过声音和指示灯给出双重提示，同时切断主电源，保护功能可以根据实验的需要进行选择，保护功能可以通过系统工作模式开关进行设定，使系统更灵活。

（2）、报警信号需要通过外部的复位按钮进行清除，更有利于错误的准确定位。

（3）、系统提供了漏电保护功能，以避免出现异常造成触电情况；

（4）、高压部分无裸露，实验接线采用“香蕉插头”式实验导线，可进行多层叠插，安全可靠；

（5）、系统总电源采用隔离变压器与电网隔离，输入380V经过浮地隔离后再输出380V，供实验使用，三相隔离变压器功率为800W。

三、设备主控实验屏的技术指标

1、 提供1组“带有隔离保护”的三相可调交流电源，调节范围三相0-400V，手柄旋钮调节，电压输出带有表头显示；

2、 实验台可得到3组0-250V可调的单相交流电源，电压输出带有表头显示；

3、 三相总电源每一相都带有“防爆型”的工作状态指示灯；

4、 三相总电源区，安装了一套我公司具有“独家创新”的“智能三相电流保护器”，该保护器可随意设定三相电流监测值，一旦因为操作失误、漏掉、短路、触电等事故，而超过了电流警戒值，保护器会在5毫秒内切断总电源，确保在人身和贵重器件的不会造成过度损害，保护器工作时可以通过声音和指示灯给出双重提示；

5、 带有2组交流电压表（AC），LED数显，精度0.5级，量程0-500V，具有过压过流保护；

6、 带有2组交流电流表（AC），LED数显，精度0.5级，量程0-5A，具有过压过流保护；

7、 带有2组功率/功率因数表，精度0.5级，可以测量总功率、功率因数等数值，LED数显，量程自动切换，功率因数表测量范围：-1～0～+1，具有过压过流保护；

8、 带有2组直流电压表（DC），LED数显，精度0.5级，量程0-500V，具有过压过流保护；

9、 带有2组直流电流表（DC），LED数显，精度0.5级，量程0-5A，具有过压过流保护；

10、 提供1套智能负载控制器，控制器内提供1组0-500mA的连续可调节电源，专门作为数控负载的输出调节使用，同时显示输出扭矩大小，显示单位N.M，控制器接口采用航空插座方式；

11、 提供1套转速检测及显示单元，检测并输出光电编码器A、B、Z信号，信号可以输出工业控制器PLC等设备，该单元带有转速表，可实时显示电机的转速状态，转速显示范围:-3000到+3000(r/min)，该单元电气接口采用航空插座方式；

12、 设备带有2组三相同步变压器信号单元，提供三相同步信号测试点以及两路同步信号输出接口，同步信号有效值为6V，可用于调节晶闸管触发电路信号，完成晶闸管控制等实验；

13、 实验台采用带有漏电和过流保护的空气开关作为三相电源总闸，空气开关采用著名的正泰品牌，漏电流超过30mA自动切断电源。

14、 实验台采用高档钥匙开关作为控制电路的工作开关，并方便教师对设备进行管控；

15、 实验台在380V的每一相电源上设置“快熔”型保险管，保证系统在接线失误时造成的过流损坏设备；

16、 实验台设有一个急停按钮单元，当实验中发生紧急情况，可迅速拍下，切断实验台总电源。

四、实验功能模块技术指标

(一)、 直流可调电源

（1）、直流电动机电枢电源指标： 

1、 提供0V～250V连续可调的直流稳压电源，供直流电机电枢绕组使用，输出最大电流为4A； 

2、 有过流和短路保护，一旦发生短路，可自动封锁电压输出；

3、 带有三位半数字直流电压表指示输出电压；

（2）、直流电动机励磁电源： 

1、 提供0-220V，0～500 mA连续可调的直流电源，供直流电机/发电机励磁绕组使用； 

2、 带有三位半数字直流电压表指示输出电压。 

（3）、直流毫安表：LED数显，精度0.5级，量程0-5A，具有过压过流保护；

(二)、 同步励磁电源

1、 提供0-24V，0～2.5 A连续可调的直流电源，供同步发电机励磁绕组使用；

2、 带三位半数显监视输出电压，并具有短路保护功能；

3、 带三位半数显监视输出电流，并具有短路保护功能。

(三)、 功率测试辅件

1、 500Ω/100W 功率电阻3组； 

2、 90Ω/100W 功率电阻1组； 

3、 三刀双掷功率切换开关1组：380V/10A、250V/15A； 

4、 双刀双掷功率切换开关1组： 250V/15A； 

5、 同步发电机并网测试的旋转灯电路1组：采用6只旋转灯泡。

(四)、 可调功率电阻

1、 2个150W可调电阻：1Ω-200Ω/150W可调，1Ω-2000Ω/150W可调，带有短路限流保护；

2、 每个可调电阻都设有1组过流故障状态灯，当可调功率电阻保险烧毁，故障指示灯熄灭，提醒更换保险；

(五)、 工业继电器

1、 4单元按钮，按钮采用工业平头高压按钮，每个按钮都有常开、常闭两组触点，每个按钮分有红、绿两种颜色，易于用户区分；

2、 3组交流接触器，主触点可通可10A交流电流，每组交流接触器有4个常开主触点，并选配扩有两个常闭触点；

3、 3组接触器辅助触点，其中两组辅助触点具有1个常开和1个常闭两组触点，另外一组辅助触点具有2个常开触点，用于完成电拖相关实验；

4、 1组热保护继电器单元，三相380V输入、三相380V输出主电路回路，控制信号回路端具有常开、常闭2组触点。

(六)、 继电器

1、 2组时间继电器：带时间延时继电器实验时使用，通过面板设置钮可实现秒级及小时级定时动作，有延时常开、常闭触点及正常常开、常闭可选用。

2、 2组中间继电器：中间继电器有4组带中间触点的输出，中间继电器输出线圈电压为交流220V。

(七)、 变压器

包含了所有关于单相、三相变压器的实验，主要由以下几个部分构成：

1、 2组3W单相隔离变压器（DP04）：220V入2组6V输出，输出带中间抽头，主要完成单相变压器的实验；

2、 单相电压互感器（DP05）：2组3W电压互感器单元；

3、 三相电源变压器、三相隔离变压（DP06）：380V三相交流输入，10V三相交流输出；三相变压器实验低电压三相电源输出，隔离低压，提供实验电源；

4、 2组电流互感器（DP07）：用于单相电流检测；

5、 三相隔离变压器（DP08）：10V输入10V输出，原边、副边6个线圈共12个端点全部引到面板上，通过实验接线可对变压器接线方法进行研究；可通过实验对变压器同名端进行确定。

6、 三相复用变压器（DP09）：原边除应有的6个线圈端点外还引出每个线圈中间抽头；副边输出6个端点与三相隔离变压器相同；

7、 三相对称负载（电阻、电感、电容）（DP10）：三个等阻值电阻负载，与本挂箱变压器配合使用；三个等电感量电感负载，与本挂箱变压器及电阻配合使用；三个等容值电容负载，与本挂箱变压器及电阻配合使用；

(八)、 伺服与步进控制：

1、 大功率24V步进电机驱动专用电源，电源功率输出120W；

2、 步进电机驱动器单元：所有驱动器功能端口都引出到了面板上，驱动器可进行细分调节，面板上带有3个限流电阻，可以直接与PLC等工业控制器连接使用；

3、 步进电机接口1个，接口采用航空插座的方式与电机进行连接，电气接口转成标准的导线插口，与驱动器相连；

4、 多功能可编程步进电机控制器1个：步进电机控制器采用微处理器编程控制，可设置任意频率输出、连续频率输出、跳变频率输出、频率突跳等，用户还可以进行自定义编程输出等，输出端子引到面板上，方便取用；

5、 两相交流伺服电机接口1个：接口采用航空插座方式，电气接线孔为4#的香蕉叠插导线孔，带有电路原理图；

6、 带有隔离功能的交流移相变压器单元1个，额定电压比380V：220V、220V：127V；

7、 可变移相功率电容单元1个，可变电容有（uF）0、0.47、1、1.5、2、2.2、2.3、2.4、2.5、2.7、3共计11档可变，电容耐压值均不小于600V；

8、 挂件设有1个总电源开关，带有短路故障保护；

(九)、 电机拖动配套机组及测试装置：

1、 不锈钢通用电机底板：不锈钢一体化电机底板，底座平面平整光滑，按照电机类别按照ABC等分区放置，电机的固定采用螺栓孔位固定，每种电机有固定的安装孔位，保证同轴以实现电机特性数据测量的准确性，支持运动控制、交直流调速、电机拖动、电力电子、DSP交流矢量控制等试验的需要，该底板与磁粉制动器、光电编码器一同构成一体化通用电机底座。

2、 轴承连接器：电机联轴器采用旋丝缓冲柔性受力轴承，最大受力扭矩5 N·m，最大矫正离心度φ1mm，链接更换方便，高强度铝合金工艺，分为φ8、φ10、φ12等精密轴承连接器，弹性联轴器安装拆卸方便，具有一定的偏心校正功能。

3、 磁粉制动器：型号：CZ- 0.2 ，额定转矩：2 N·m，滑差功率200W，励磁电流：0.4A   冷却方式：自冷，采用流行的数字可控式的力矩加载装置，可以精确的为电机提供扭矩或阻力功率，更加方便的完成实验；

4、 旋转光电编码器：型号：E6B2-CWZ6C，采用工业现场测速装置，装置采用工业现场广泛使用的OMRON公司进口产品，型号为E6B2-CWZ6C 精度为1000线编码，较国产或公司自己设计的编码器，具有精度高，数据准确，使用寿命长等优点。

5、 三相交流异步电机：电压：交流220V/380V，转速：1400r/min，功率：120W，电流：0.78A；

6、 三相交流异步电机（绕线）-可选电机：电压：交流220V，转速：1500r/min，功率：100W，电流：0.35A；

7、 直流电动机： 电压：直流220 V，转速：1500 r/min，功率：120 W，电流：0.7A；

8、 直流并励发电机：电压：直流200 V，转速：1500 r/min，功率：70 W，电流：0.48A；

9、 三相同步电机/发电机：额定电压：220V，额定转速1500r/min，额定功率：100W；

10、 两相交流伺服电机：采用220V的70SL系列两相交流伺服电机；

11、 步进电机：工作电流3A，工作电压24V，带转速指示显示控制盘；

12、 直流测速发电机：采用永磁式直流测速发电机，型号ZYS3A，励磁电压：110V，电流：200mA，功率22W，转速：2000r/min。

(十)、 专用控制器

工业高性能变频器应用实验（DS02单元）：内部包含一个ABB公司的ACS150（151或153）变频器，分别对应用于单相输入和三相输入。面板上有变频器原理示意图和外围接口和器件，具体包括：

▲ 两个指示灯，分别连接于变频器的输出继电器，可用键盘设置其功能；

▲ 三路模拟量输入端；

▲ 5路开关量输入端；

▲ 电源输入接口；

▲ 电机连接口。

(十一)、 触发电路

Ⅰ 单结晶体管触发电路（DT01单元）：面板上有详细原理图，脉冲移相范围120°，面板上包含：

▲ 同步信号输入端；

▲ 移相控制旋钮；

▲ 5个典型信号测试点；

▲ 脉冲变压器驱动输出端。

Ⅱ 单相锯齿波移相触发电路（DT02单元）：由一片集成单相锯齿波移相触发电路（KJ004）为核心构成，脉冲移相范围大于150°。面板上有详细原理图。单元面板中含有：

▲ 同步信号输入端，同步信号输入交流15V；

▲ 锯齿波斜率调节旋钮；

▲ 偏执信号调节旋钮；

▲ 移相控制旋钮；

▲ 输出脉冲封锁端；

▲ 正反两组脉冲变压器驱动输出端；

▲ 各引脚测试端。

Ⅲ 多功能PWM、SPWM波形发生器（DT03单元）：由运放搭建的波形发生器，可适合电力电子实验的多种应用，电路可产生PWM信号、SPWM信号、功率脉冲信号、软开关控制信号。面板上有详细原理示意图，包含：

▲ 载波频率调节旋钮；

▲ 正弦波幅频调节旋钮；

▲ 直流电压给定旋钮及给定范围切换开关；

▲ 信号叠加切换开关；

▲ 死区调节旋钮；

▲ 正、反PWM输出端；

▲ 同步信号输入端；

▲ 调功控制脉冲输出端；

▲ 软开关主辐管控制脉冲输出端；

▲ 脉冲封锁输入端；

▲ 两组脉冲驱动电路。

四、可实现的实验项目：

（1）直流电动机的特性实验

实验一    熟悉直流电动机的名牌数据、实验电路的组成

实验二    直流电动机的起动、制动和旋转方向的控制

实验三    他励直流电动机的固有特性和人为特性

实验四    他励直流电动机的调速特性和调速方法

实验五    并励直流电动机的实验研究

（2）交流电动机的特性实验

实验一    熟悉三相异步电动机的名牌数据

实验二   三相异步电动机的起动

实验三   三相异步电动机的制动

实验四    三相异步电动机的正、反转控制

实验五    三相异步电动机的参数测定

实验六    三相异步电动机工作特性的测定

（3）工业电气继电器的电机控制实验

实验一    继电器认识实验

实验二    多地控制和可逆控制环节

实验三    顺序启动控制和顺序停止控制环节

实验四    延时控制环节

实验五    保护环节和状态量控制环节

实验六    点动控制和自锁控制环节

实验七    三相异步电动机的Y/△启动控制线路

实验八    三相异步电动机延时启动与延时停止线路

实验九    三相异步电动机正反转控制线路

（4）交流同步电动机的特性实验

实验一    同步电机测定电枢绕组实际冷态直流电阻

实验二    同步电机空载实验

实验三    同步电机三相短路试验

实验四    同步电机纯电感负载特性

实验五    测同步发电机在纯电阻负载时的外特性

实验六    同步电机并网测试实验

（5）步进电机的特性实验

1、单步运行状态

2、角位移和脉冲数的关系

3、空载突跳频率的测定

4、空载最高连续工作频率的测定

5、平均转速和脉冲频率的关系

（6）交流伺服电动机实验

1、测交流伺服电动机幅值控制时的机械特性和调节特性

2、测交流伺服电动机幅值——相位控制时的机械特性

3、观察电机逐渐加载到堵转的圆形磁场

（7）、直流发电机的实验研究

实验一    直流机组额定参数读取

实验二    他励直流发电机空载特性的测定

实验三    他励发电机的外特性测试

实验四    观察并励发电机自励过程

实验五    并励发电机的外特性测试

（8）、变压器实验

（1）单相变压器的实验研究

实验一 单相变压器“电压比K”的实验测定

实验二 单相变压器的空载试验

实验三 单相变压器的短路试验

实验四 单相变压器的负载试验

（2）三相变压器的实验研究

实验一 测定三相变压器的极性

实验二 确定三相变压器的联接组标号

实验三 观测不同联接组时的空载电流和空载电势波形

（9）、高性能工业变频器应用实验

实验一 变频器的认识实验（基本操作及参数设定）

1) 数字执行机构的操作方法实验

2) 输入电压设定实验

3) 外部终端信号的运行实验
4) 设定变频器时间实验
5) 速度设置实验
6) 变速度运行实验
7) 紧急制动的方法实验

8) 紧急直流制动实验

9) 设定频率的变化特性实验

10）运转中制动的设定标准实验

实验二    开环系统实验

实验三    多段恒速运转实验

实验四    闭环系统实验

实验五    速度定位系统实验

实验六    PID控制系统

（10）、电力电子脉宽信号调制实验

实验一   单相PWM脉宽调制波形发生实验

实验二   单相SPWM脉宽调制波形发生实验