电力电子技术及电气传动实训装置
JG-780E 型电力电子技术及电气传动实训装置
一、概述
“ 电力电子技术及电气传动实训装置” 适用于各职业院校所开设的《电力电子技术》、《半导体变流技术》、《电工与电子技术》、《交直流调速》、《自动控制系统》、《电力拖动和自动控制》等多门课程的实训教学，同时还适用于初、中、高级电工及电工技师的技能培训与考核。
二、特点
1 、综合性强 本装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直流调速、交流变频、电机控制、控制理论等实验项目。
2 、适应性强 能满足各类学校相应课程的实验教学，深度和广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机的结合，装置采用积木式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。
3 、整套性强 从专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配套。
4 、直观性强 各实验挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。
5 、科学性强 装置占地面积少，节约实验用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电省，节约能源，实验噪声小，整齐美观，改善实验环境；实验内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外还可结合实际开设设计性实验。
6 、开放性强 控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，并设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠；控制屏还设有定时器兼报警记录仪，为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。由于整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠的工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实验室，创造了条件。
三、适用范围
本装置涵盖了各类院校等所开设的“电力电子技术 ( 或称半导体变流技术 )” 、“直流调速”、“电机控制”、“电力拖动自动控制系统”及“控制理论”等专业课程所要求的实验实验项目。
四、技术性能
1 、输入电源 : 三相四线 ( 或三相五线 380V±10 ％ 50HZ)
2 、工作环境 : 温度 -10℃ － +40℃ 相对湿度＜ 85 ％（ 25℃ ） 海拨＜ 4000m
3 、装置容量：＜ 1.5KVA
4 、外形尺寸： 1750×700×1580 mm³
五、装置的基本配备
1 、 DK01 电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）
（ 1 ）交流电源（均带有过流保护措施）
提供交流电源：三相交流电源 380V/5A
三相交流电 220V/3A （隔离输出）
（ 2 ）高压直流电源
励磁电源： 220V （ 0.5A ），具有输出短路保护。
（ 3 ）指针式仪表：
交流电压表一只：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压，精度 1.0 级 ;
(4) 数字式仪表
1 ）真有效值交流数字电压表一只：测量范围 0 ～ 500V, 量程自动判断、自动切换，精度 0.5 级，三位半数显，为交流调速系统提供电压指示；
2 ）真有效值交流数字电压表一只：测量范围 0 ～ 5A ，量程自动判断、自动切换，精度 0.5 级，三位半数显，具有超量程告警、指示等功能，为交流调速系统提供电流指示；
3 ）直流数字电压表一只：测量范围 0 ～ 500V ，三位半数显，输入阻抗为 10MΩ ，精度 0.5 级；
4 ）直流数字毫安表一只：测量范围为 0 ～ 5A ，三位半数显，精度 0.5 级。
（ 5 ）人身安全保护体系
三相隔离变压器一组：三相电源首先通过三相漏电保护器，然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使输出与电网隔离（浮地设计），对人身安全起到一定的保护作用。
电流型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。
电压型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电压超过一定值，即切断电源。
实验连接线及插座：强、弱电连接线及插座分开，不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。
（ 6 ）实验管理器
具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录与区分由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警等。
（ 7 ）控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内，设有两根圆钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设有 3 芯插座，挂箱的供电由这些插座提供。控制屏两边设有单相三极 220V 电源插座及三相四极 380V 电源插座，还设有实验台照明用的 40W 日光灯一盏。
2 、 DK02 实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板 , 结构坚固，形状似长方体封闭式结构，造形美观大方；设有两个大抽屉、柜门，用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局。
3 、 DQ03-1 固定电机导轨、测速系统及智能数显转速表（带测速反馈）
4 、 DQ27 三相可调电阻（每组 900Ω×2/0.41A ）
5 、 DK03 晶闸管主电路
提供 12 只 5A/1000V 的晶闸管，，每只晶闸管均设有保护装置，晶闸管可通过外加信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验；设有带镜面精密指针式直流电压表 ±300V ，精度 1.0 级带镜面直流电流表 ±2A ，精度 1.0 级各一只和平波电抗器一组。
6 、 DK04 三相晶闸管触发电路
提供三相触发电路、功放电路等，与“ DK03” 配套使用。
7 、 DK05 单相晶闸管触发电路实验
提供单结晶体管触发电路、、锯齿波同步移相触发电路、单相交流调压触发电路及西门子 TCA785 集成触发电路。
8 、 DK06 电机调速控制实验（Ⅰ）
提供以下模块：给定（带数显）、调节器 I 、转速变换（ FBS ）、调节器 II 、反号器（ AR ）、电流变换（ FBC ）、电压隔离器（ TVD ）。其中调节器 I 和调节器 II 的比例增益由电位器调节。
9 、 DK06-1 电机调速控制电路（ II ）
提供以下模块：零电平检测（ DPZ ）、转矩极性鉴别（ DPT ）、逻辑控制（ DLC ）。
10 、 DK11 单相调压与可调负载
提供了一只 0 ～ 250V/0.5KVA 单相交流自耦调压器，为相应的实验提供可调电源；一个整流滤波电路以及 0 ～ 90Ω/1.3A （串联）或 0 ～ 45Ω/2.6A （并联）瓷盘可调电阻，为相应的实验提供一个可调的阻性负载。
11 、 DK12 变压器实验
提供三相芯式变压器一个（该变压器有 2 套副边绕组，原、副边绕组的电压为 127V/63.6V/31.8V ），用于异步电机串级调速实验和三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验；还设有三相不控整流电路等模块。
12 、 DQ07-1 直流发电机 （ 220V 、 355W 、 1500r/min ）
13 、 DQ09 直流并励电动机 （ 185W ， 220V ， 1500r/min ）
14 、 DQ11 三相线绕式异步电动机（ AC220V ，接法 Y ，转速 1380RPM ，功率 120W , 电流 0.6A ，绝缘等级 E ）
15 、 GDQ12 线绕式异步电机起动与调速电阻箱
提供 0 、 2 、 5 、 15 、 35 五档同轴联调的三相绕线异步电动机转子起动、调速电阻一组。
16 、实验连接线：
根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验联接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。
17 、提供电工电子 / 电拖及自动控制技能鉴定仿真， 3D 动画建模仿真软件（可升级）：
模块分为电工基础、照明电路、仪器仪表、低压电器、电力拖动、电子器件、电子技术、机床电路、 PLC 控制等 100 多个实验内容，学校可以根据学生学习进度选择相应的训练模块进行训练。
利用生动的动画演示，配合语音对电路工作原理进行讲解；可通过半透明的原理图上的提 示进行相关操作；具有与设备一致的实验项目和实物元件介绍；具有实验目的的描述、实验器材的展示、典型电路的分析、电路原理声动同步的解说、元件布局模拟操作、电路原理的模拟接线，模拟现场的工业仿真等功能。该软件所有图标及器件均采用 3D 建模，通过美工处理，整体画面美观大方。通过软件的教学及仿真，能激发学员的思维、增强学员的感性认识，更好地剖析教学的重点、难点。
软件中的项目内容都和实验设备相关，学生在去实验室之前，就可以对实操项目在理论和感观上有个初步的认识。
18 、智能故障考核单元
本单元允许联网考核或脱机考核，设有教师与学生窗口。学生与老师操作简单方便 .
以下以单机模式考核设置为例介绍智能考核的操作方法：
（ 1 ）、智能考核装置——主要包括操作单元、故障单元两部分。
0-9 键为数字键供输入数据、菜单选择、操作使用。
上、下箭头键供显示数据上、下移动时使用。
回车键 供操作后确认使用。
取消 供取消操作、清除数据、返回上一级菜单使用。
菜单 进入当前窗体的菜单时使用。
Ｇ：１２Ｖ电源负极 Ｖ：１２Ｖ电源正极 Ｌ、Ｈ：网络连接端子
（ 2 ）、智能考核的操作方法
通过配套的排线对应连接（如：故障单元接口 1 及故障单元接口 2 ）
六、本装置能开设的实验项目
电力电子技术实验项目
（一）电力电子技术实验
1 ）单结晶体管 BT35 触发电路
2 ）锯齿波同步移相触发电路
3 ） TCA785 集成触发电路
4 ）单相半波可控整流电路
5 ）单相桥式半控整流电路
6 ）单相桥式全控整流电路及有源逆变电路
7 ）三相半波可控整流电路实验
8 ）三相半波有源逆变电路
9 ）三相桥式半控整流电路
10 ）三相桥式全控整流及有源逆变电路
11 ）单相交流调压电路
12 ）三相交流调压电路
（二）直流电机调速部分
13 ）晶闸管直流调速主要单元调试实验
14 ）单闭环不可逆直流调速系统实验（电压 / 电流 / 速度）
15 ）带电流截至负反馈的转速单闭环调速系统
16 ）电压，电流双闭环不可逆直流调速系统实验，
17 ）转速，电流双闭环不可逆直流调速系统实验
18 ）逻辑无环流可逆直流调速系统实验（正反转）
（三）交流电机调速部分
（ 19 ）双闭环三相异步电机调压调速系统
（ 20 ）双闭环三相异步电机串级调速系统
（四）本装置可设置的部分故障内容
1 ．可控硅触发脉冲的丢失
2 ．整流桥熔断丝故障
3 ．触发电路同步信号的故障
4 ．触发电路的触发脉冲调节失效
5 ．速度调节器积分电容短路
6 ．速度调节器输出断路
7 ．转速变换输出断路
8 ．电流调节器积分电容短路
9 ．电流调节器输出断路
10 ．电压隔离器输出断路
11 ．反号器输工作不正常
本装置可设置 40 个独立的故障点，每个实训项目可通过多种故障的组合，可设置更多的故障。
七、装置的配置清单：
序号 |
编号 |
名 称 |
数量 |
1 |
DK01 |
电源控制屏 |
1 件 |
2 |
DK02 |
实验桌 |
1 张 |
3 |
DQ03-1 |
电机导轨、测速系统及智能数显转速表 |
1 件 |
4 |
DQ27 |
三相可调电阻（每组 900Ω*2/0.41A ） |
1 件 |
5 |
DK03 |
晶闸管主电路 |
1 件 |
6 |
DK04 |
三相晶闸管触发电路 |
1 件 |
7 |
DK05 |
单相晶闸管触发电路 |
1 件 |
8 |
DK06 |
电机调速控制实验（Ⅰ） |
1 件 |
9 |
DK06-1 |
电机调速控制实验（Ⅱ） |
1 件 |
10 |
DK11 |
单相调压与可调负载 |
1 件 |
11 |
DK12 |
变压器实验 |
1 件 |
12 |
DQ07-1 |
直流发电机 |
1 台 |
13 |
DQ09 |
直流并（他）励电动机 |
1 台 |
14 |
DQ11 |
三相线绕式异步电动机 |
1 台 |
15 |
GDQ11 |
线绕式异步电机起动与调速电阻箱 |
1 件 |
16 |
|
高可靠护套结构手枪插实验连接线及配件 |
1 套 |
17 |
虚拟软件（见附件） |
提供电工电子 / 变压器 / 电机及拖动自动控制技能鉴定仿真， 3D 动画建模仿真软件（包含电机与变压器）（详见附件一） |
1 套 |
18 |
|
智能故障考核系统（可联网也可脱机考核） |
1 套 |
附件一 ：电工电子 / 变压器 / 电机及拖动自动控制技能鉴定仿真， 3D 动画建模（包含电机与变压器）
模块分为电工基础、照明电路、仪器仪表、低压电器、电力拖动、电子器件、电子技术、机床电路、 PLC 控制等 100 多个实验内容，学校可以根据学生学习进度选择相应的训练模块进行训练。
利用生动的动画演示，配合语音对电路工作原理进行讲解；可通过半透明的原理图上的提 示进行相关操作；具有与设备一致的实验项目和实物元件介绍；具有实验目的的描述、实验器材的展示、典型电路的分析、电路原理声动同步的解说、元件布局模拟操作、电路原理的模拟接线，模拟现场的工业仿真等功能。
该软件所有图标及器件均采用 3D 建模，通过美工处理，整体画面美观大方。通过软件的教学及仿真，能激发学员的思维、增强学员的感性认识，更好地剖析教学的重点、难点。
1 、软件仿真实验内容要求：
一级模块 |
二级模块 |
三 级 模 块 |
|||||||
电工基础 |
欧姆定律 |
目的 |
原理 |
实验 |
考考你 |
|
|
||
基尔霍夫定律 |
目的 |
原理 |
实验 |
考考你 |
|
|
|||
电磁感应 |
目的 |
原理 |
实验 |
考考你 |
|
|
|||
功率因数的提高 |
目的 |
原理 |
实验 |
考考你 |
|
|
|||
负载星形接法 |
目的 |
原理 |
实验 |
考考你 |
|
|
|||
负载三角形接法 |
目的 |
原理 |
实验 |
考考你 |
|
|
|||
电机与变 压器 |
变压器 |
外形 |
原理 |
考考你 |
|
|
|
||
三相异步电动机 |
外形 |
装配 |
考考你 |
维修 |
|
|
|||
电流互感器 |
种类 |
原理 |
使用 |
考考你 |
|
|
|||
电压互感器 |
种类 |
原理 |
使用 |
考考你 |
|
|
|||
单相异步电动机 |
外形 |
装配 |
考考你 |
|
|
|
|||
伺服电机 |
外形 |
原理 |
考考你 |
|
|
|
|||
直流电动机 |
外形 |
装配 |
考考你 |
|
|
|
|||
低压电器 |
接触器 |
外形 |
原理 |
判断线圈 |
确定触点对 |
安装 |
考考你 |
||
继电器 |
外形 |
原理 |
测热元件 |
测触点 |
考考你 |
|
|||
开关 |
外形 |
原理 |
测量 |
考考你 |
|
|
|||
按钮 |
外形 |
考考你 |
|
|
|
|
|||
指示灯 |
外形 |
|
|
|
|
|
|||
熔断器 |
外形 |
测量 |
测量 2 |
|
|
|
|||
接线端子 |
外形 |
|
|
|
|
|
|||
电子器件 |
电阻器电位器 |
外形 |
标识 |
识别 |
小测验 |
测量 |
|
||
电容器 |
外形 |
标识 |
使用 |
小测验 |
测量 |
|
|||
电感与小型变压器 |
外形 |
|
|
|
|
|
|||
二极管 |
外形 |
标识 |
识别 |
小测验 |
测量 |
|
|||
三极管 |
外形 |
标识 |
小测验 |
型号判定 |
管脚判定 |
|
|||
光电器件 |
外形 |
种类 |
|
|
|
|
|||
集成电路 |
外形 |
标识 |
考考你 |
|
|
|
|||
晶闸管与单结管电路 |
外形 |
电路 |
测量 |
仿真 |
排故 |
考考你 |
|||
电子技术 |
单相桥式整流滤波电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
布局 |
仿真 |
考考你 |
||
射极偏置电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
仿真 |
考考你 |
|
|||
串联稳压电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
仿真 |
考考你 |
|
|||
延时开关电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
仿真 |
考考你 |
|
|||
RC 振荡电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
仿真 |
考考你 |
|
|||
直流电动机调速电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
仿真 |
考考你 |
|
|||
差分放大电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
布局 |
仿真 |
考考你 |
|||
单结管同步触发电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
布局 |
仿真 |
考考你 |
|||
三端可调稳压电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
布局 |
仿真 |
考考你 |
|||
宿舍灯控制电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
布局 |
仿真 |
考考你 |
|||
电力拖动
|
接触器联锁正反转 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
||
按扭联锁正反转控制 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
|||
双重联锁正反转控制 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
|||
反接制动控制电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
|||
Y-Δ 降压启动电路 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
|||
手动顺序起动控制 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
|||
直流电动机调速控制 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
|||
双速电动机调速控制 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
|||
电动葫芦控制 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
|||
绕线式电动机控制 |
目的 |
电路 |
原理 |
接线 |
仿真 |
考考你 |
|||
照明电路 |
日光灯接线 |
接线 |
原理 |
仿真 |
考考你 |
|
|
||
两地灯控制 |
接线 |
原理 |
仿真 |
考考你 |
|
|
|||
机床电路 |
接触器联锁正反转 |
故障现象 |
排故 |
|
|
|
|||
按扭联锁正反转控制 |
故障现象 |
排故 |
|
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双重联锁正反转控制 |
故障现象 |
排故 |
|
|
|
||||
电动机反接制动控制 |
故障现象 |
排故 |
|
|
|
||||
Y-Δ 降压启动电路 |
故障现象 |
排故 |
|
|
|
||||
手动顺序起动控制 |
故障现象 |
排故 |
|
|
|
||||
直流电动机调速控制 |
故障现象 |
排故 |
|
|
|
||||
双速电动机调速控制 |
故障现象 |
排故 |
|
|
|
||||
电动葫芦控制 |
故障现象 |
排故 |
|
|
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||||
绕线式电动机控制 |
故障现象 |
排故 |
|
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常用工具 |
验电笔 |
介绍 |
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|
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旋具 |
介绍 |
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剥线钳 |
介绍 |
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电工刀 |
介绍 |
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电烙铁 |
介绍 |
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仪器仪表 |
万用表 |
种类 |
面板 |
测电阻 |
测电压 |
测直流电流 |
测电压 |
||
兆欧表 |
种类 |
面板 |
测绕组间电阻 |
测电阻 |
考考你 |
||||
电流表 |
种类 |
面板 |
操作 |
考考你 |
|
|
|||
电压表 |
种类 |
面板 |
操作 |
考考你 |
|
|
|||
钳形电流表 |
种类 |
面板 |
操作 |
考考你 |
|
|
|||
软件中的项目内容都和实验设备相关，学生在去实验室之前，就可以对实操项目在理论和感观上有个初步的认识，具体见以下示例：
1 、电工电拖部分：
（ 1 ）实验器材
利用 3D 建模，使实验设备上所用到的元器件真实的放映给学生，另学生有个直观的认识。
（ 2 ）典型电路
实验设备相应电路的原理图和实物接线图都将反应在这个栏目里。用鼠标点击原理图上相应的元器件符号，真实电路中就会指示对应的器件，并且在提示窗里出现该元件在电路中的作用
（ 3 ）电路原理
该电路的电路工作原理讲解，利用生动的动画演示，配合上专业的语音讲解使得该教学课件达到一定的深度。枯燥的原理授课变得生动易懂，是老师有力的教学工具之一。
（ 4 ）接线练习
学生通过半透明的原理图上的提示，按照原理图对电路进行模拟接线，接线的同时系统也有相应的提示。可以训练学生的规范接线和提供对电路的熟悉程度
（ 5 ）实验仿真
学员可以操作空气开关，按钮等元器件来操控相应项目的电路。界面上的接触器、时间继电器等元器件就可以根据操作控制电机的转动。 2 、电子技术部分：
（ 1 ）实验器材
利用 3D 建模，使实验设备上所用到的元器件真实的放映给学生，包括电阻色环细节，使学生有个直观的认识。
（ 2 ）电路原理
该电路的电路工作原理讲解，利用生动的动画演示，配合上专业的语音讲解使得该教学软件达到一定的深度。枯燥的原理授课变得生动易懂，是老师有力的教学工具之一。
（ 3 ）实验仿真
真实的反映出实验现象，包括示波器的波形、电压（可测多点），调节电位计或操作某些按钮开关，电路的参数会跟随变化。直观生动的模拟出了实验所要达到的效果，也能使学生熟悉实验仪器的使用。
3 、照明电路部分：
使用方法同上，本模块包括日光灯接线、两地灯控制。
4 、仪器仪表部分：
本模块包括万用表、兆欧表、电流表、电压表、钳形电流表。
5 、机床电路排故部分： 6 、 PLC 控制部分：。 。 。
