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高级电工及电机学综合实验实训系统

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一、概述

“高级电工及电机学综合实验实训系统”是由本企业设计的一款综合性实验装置，综合了目前我国高等院校《电机学》、《电机与拖动》、《维修电工》、《电工考证》等课程实验大纲的要求，能对上述课程的实验项目进行实验操作。设备除了满足以上专业课实验还可对外进行电工考证技能培训。

二、能完成的实验实训项目

电机学实验内容

直流电机实验

（1）电机学认识实验

（2）直流发电机实验

（3）直流并励电动机实验

变压器实验

单相变压器的空载及短路实验
三相变压器的空载及短路实验
三相变压器的负载实验
三相变压器的连接组别实验
三相变压器的不对称运行实

异步电机实验

三相鼠笼式异步电机参数测定实验
三相异步电动机的起动与调速实验
三相异步电动机的工作特性实验

电动机机械特性的测定

直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性
三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性
三相异步电机M-S曲线的测绘

电工考核实训内容

常用低压开关类电器使用与修理；熔断器使用与检修，交流接触器使用与检修，继电器结构、使用与检修，低压断路器结构、使用与检修。

三相异步电动机直接启动控制

三相异步电动机接触器点动控制线路

三相异步电动机接触器自锁控制线路

Y-△启动自动控制线路

接触器联锁的正反转控制线路

按钮联锁的三相异步电动机接触器正反转控制线路

双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路

三相异步电动机的多地控制

工作台自动往返控制线路

元器件、线槽的选型、安装和布局

常用电工工具认知与使用、常用电工仪表认知与使用；

白炽灯照明电路的安装

两个开关控制一盏灯

触摸开关控制一盏灯

声控、光控开关控制一盏灯

三个开关控制一盏灯

电源插座控制电路

电度表原理与接线

单相电度表的直接接线

住宅照明线路实训

日光电照明线路实训

二、技术性能要求

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℃) 海拔＜4000m

3.装置容量：＜1.5KVA

4.重量：480Kg

5.外形尺寸：≥170×75×160cm3

三、设备配置要求

电源控制屏

(1)交流电源

提供空开、过流信号输出，单相插座、三相0～450V可调交流电源，并能提供0～250V可调电源(配有一台三相同轴联动自耦调压器（规格1.5KVA、0～450V），克服了三只单相调压器采用链条结构或齿轮结构组成的许多缺点)。可调交流电源输出处设有过流保护技术，相间、线间过电流及直接短路均能自动保护，配有三只指针式交流电压表，通过切换开关指示三相电网电压和三相调压电压。配有钥匙开关及启动、停止电源控制按钮。

(2)高压直流电源两路

提供220V(0.5A)励磁电源及0～250V(3A)连续可调稳压电枢电源(具有过压、过流、过热及短路软截止自动恢复保护功能)各一组，并设有直流数显电压表及通过切换开关进行切换显示。

2.实验桌

实验桌为1.2MM厚喷塑钢板，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,四周为钣金包裹，放置磕碰，结构坚固，造形美观大方；设有两个小抽屉。

桌体底部为挂件放置柜，分2层，每层配有隔板，可让挂件整齐摆放；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；台面配有3mm厚及以上绝缘垫，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.不锈钢电机导轨、编码器及转速表

包括测编码盘及固定电机的钢导轨等。钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，互换性好，能保证电机与电机、电机与测功机之间连接的同心度，电机运行噪声小，实验参数典型，能较好满足实验要求。

4.交直流电流表（三只表）

根据电机实验需求配置通用型交直流电流仪表为四位半高精度仪表，是具有5位数码管显示，交直流测量功能切换；手自量程切换功能；该表具有交直流测量两种测量功能，使不同的直流和交流电路实验可以选择不同量程功能，增加了设备的可操作性和对仪表的精度要求。根据学生实验数据记录需要，配有锁存按键，可将数据进行锁存；测量范围： AC/DC20mA ， AC/DC200mA， AC/DC2000mA， AC/DC5A ;

5.交直流电压表（三只表）

根据电机实验需求配置通用型交直流电压仪表为四位半高精度仪表，是具有5位数码管显示，交直流测量功能切换；手自量程切换功能；该表具有交直流测量两种测量功能，仪表具有量程切换功能，使不同的直流和交流电路实验可以选择不同量程功能，增加了设备的可操作性和对仪表的精度要求。根据学生实验数据记录需要，配有锁存按键，可将数据进行锁存；测量范围： AC/DC2V ， AC/DC20V ， AC/DC200 ， AC/DC500V ;

6.智能功率功率因数表（三只）

根据电机实验需求配置功率及功率因数仪表为四位半高精度仪表，能测量电压、电流、有功功率正负（正负代表吸收与释放功率）、-1~0,0-1功率因数，是具有5位数码管显示；测量范围：电压：0-450V,电流：0-5A ;

7.直流并励电动机

220V、1.1A、185W、1600r/min

8.校正直流测功机

DC220V、355W、1500RPM

9.三相线绕式异步电动机

220V/Y、0.6A、120W、1380r/min

10.三相鼠笼式异步电动机

11.线绕式异步电机转子专用箱

线绕式异步电动机转子专用电阻（分0Ω、2Ω、5Ω、15Ω，用于线绕式异步电动机起动与调速等实训）

12.三相鼠笼异步电动机(A220V)(“继电接触控制”实验用)

13.三相组式变压器

三只相同的单相变压器组成，原边 220V/ 0.35A ，副边 55V/ 1.4A

14.三相芯式变压器

三柱铁芯结构的三相三绕组变压器，每柱铁芯上均装高压、中压和低压三个绕组，其额定值分别为 127V/ 0.4A 、 63.6V/ 0.8A 、 31.8V/ 1.6A

15.三相可调电阻器 ( 三组 90Ω×2/1 .3A 瓷盘电阻 )

17.三相可调电阻器 ( 三组 900Ω×2/0 .41A 瓷盘电阻 )

18.电容器器件箱

提供：90Ω×2/1 .3A 瓷盘电阻、900Ω×2/0 .41A 瓷盘电阻、1µF/450V、2µF/450V、35µF/450V、4µF/450V电力电容各1只，10kΩ/8W、20kΩ/8W功率电阻各1只。

16.三相可调电抗器

每相均由一个127V／0.5A的固定电抗器和一个0～250V的自耦调压器组成，既可作固定电感和可调电抗器使用，也可作自耦调压器使用。

17.智能转矩转速输出功率测试箱

可直接数字显示电动机的转速、输出转矩及输出功率。

18.实验导线

采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片。

19.实操网孔板及器件

配套两个网孔板，网孔板采用厚度为2mm的铁质材料喷塑制作，另每组配置低压断路器、熔断器、交流接触器、辅助触头、热过载继电器、通电延时时间继电器、按钮、指示灯、行程开关等器件。器件清单如下：

编号	名称	型号	数量	品牌
1	空气开关	DZ47S-4P/6A	1	德力西
2	熔断器	RT18-32/3P	1	德力西
3	熔断芯	RT18 3A	5	德力西
4	交流接触器	CJX2S-0910 AC380V	3	德力西
5	辅助触头	F4-11	2	德力西
6	热继电器	JRS1DSP-25/Z(0.63-1A)	1	德力西
7	热继电器底座	JRS1DS-25型/基座	1	德力西
8	时间继电器	JSZ3A-B/AC380V	2	德力西
9	时间继电器座	TB28X-E	2	德力西
10	2孔开关按钮盒	直径22mm	1	森奥
11	3孔开关按钮盒	直径22mm	1	森奥
12	行程开关	LX19-001	2	德力西
13	线槽	30*40	若干
14	铝导轨	C45	若干
15	实验电机	三相鼠笼Y/△ 180W	1
16

1. 仪表照明器件

编号	名称	型号	数量	品牌
1	单项电度表	DDS606 220V 1.5（6)A	1	德力西
2	明盒	86型	3	德力西
3	五孔插座	CD831系列 10A 正五孔 MV86ZS	1	德力西
4	螺口灯座	86	1
5	普通灯泡	40W 220V	1
6	触摸延时开关	CD831系列 MV86M	1	德力西
7	声光控开关	CD831系列 MV86SG	1	德力西
8	单控开关	CD831系列一开双控 MV86K2	1	德力西
9	双控开关	CD831系列一开多控 MV86KX	2	德力西
10	镇流器	FD-800 220V/50HZ	1	上海国荥
11	启辉器座	YZ-210	1	阳光
12	启辉器	S10/4-65W	1
13	日光灯管座	YG010	2	阳光
14	日光灯管	T8/10W/765	1	佛山照明
15	线槽	30*40	若干

20.实训工具：

序号	配置名称	规格型号	单位	数量	备注
	欧式管型压线钳	0.25-6mm2	把	1
	手动螺丝刀	一字、十字	把	1
	剥线钳	150MM	把	1
	实训线槽	1米	米	4
	线缆	国标0.75	米	25

21、基于多电机控制特性仿真软件

电机仿真平台包括直流电机、异步电机、同步电机三个部分。根据各类电机的基本电机实验，可以分为5个模块，包括直流电动机实验模块、异步电动机工作特性实验模块、异步电机变频调速实验模块、直流发电机运行特性实验模块和直流发电机并网运行实验模块。这些模块的功能满足电机学课堂教学的基本要求，为学生学习电机学课程必做实验。软件主要结合实际电机控制及特性特点，通过MATLAB/SIMULINK建立多种电机控制模型，学生可通过matlab界面进行控制参数的输入一个电机的基本参数，并运行模型得到电机特性参数，与实际设备的电机特性参数进行对比。

①多电机特性模型实验仿真软件基于MATLAB进行设计，通过matlab建立各种电机模型，

②仿真软件应提供友好的三维人机界面，界面美观，布局合理。用户能够方便地输入电机的相关运行参数，该软件即可通过仿真计算自动生成电机的特性曲线，并清晰显示；

③仿真软件应能够模拟电机的运行特性，并能够和实际电机运行的实验数据进行对比。仿真软件至少应包含以下各个实验对应仿真模块：直流发电机实验、直流电动机实验、三相鼠笼异步电动机工作特性实验、三相异步电动机变频调速实验、三相同步发电机运行特性实验、三相同步发电机的并联运行实验；

22、电机拖动三维仿真软件

能够提供与实验台配套的电机拖动三维仿真软件：软件由虚拟仿真学习组成。仿真平台模拟真实实验中用到的挂件器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境；实现对象的虚拟化，编程的实际化模式，通过鼠标的控制，实现场景模型的放大、缩小、旋转、移动；系统画面清晰；设备包含三维实训台、实训挂件、模拟电源等，可进行类似真实实验的数据仿真；

三维仿真模拟实验能够实现电机学认识实验、直流发电机实验、直流并励电动机实验、单相变压器的空载及短路实验、三相变压器的空载及短路实验、三相变压器的负载实验、三相变压器的连接组别实验、三相变压器的不对称运行实、三相鼠笼式异步电机参数测定实验、三相异步电动机的起动与调速实验、三相异步电动机的工作特性实验、直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性、三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性、三相异步电机M-S曲线的测绘、三相异步电动机点动和自锁的控制线路、三相异步电动机正反转的控制线路、三相线绕式异步电动机起动的控制线路、三相异步电动机能耗制动的控制线路、三相异步电动机单向启动及反接制动的控制线路、Y-Δ转换启动控制实验、三相同步发电机的运行特性、三相同步发电机的并网运行、三相同步电动机、三相同步电机参数的测定

23、维修电工仿真实训软件：

（1）本软件总共包含了24个实训项目，分别是：1单极开关控制、2触摸开关控制、3感应开关控制、4声控开关控制、5单极开关串联控制、6单极开关并联控制、7单极开关混联控制、8白炽灯并联控制、9白炽灯混联控制、10日光灯控制、11单相电度表直接安装控制、12单相电度表间接安装控制、13异步电动机手动单向运转控制、14异步电动机点动控制、15异步电动机自锁控制、16具有过载保护自锁控制、17异步电动机单向点动启动控制、18异步电动机两地控制、19异步电动机联锁正反转控制、20正反转点动、启动控制、21双重联锁正反转控制、22自动往返控制、23电机延时启动控制、24自动顺序启动控制。用户根据不同实训项目的原理图选择相对于的模型和正确的接线方式。

24、低压安全电工进岗作业考核仿真软件

软件要求采用三维仿真平台，软件要求包含电工基础、基本电工知识、电工风险解决、触电急救等不少于4个大类的内容，提供不少于5个功能模块，涵盖理论知识、紧急救护、用电事故预防、低压安全电工进岗作业考核模拟题库、动画仿真等安全用电知识。提供多种考核答题环境，在考核中学习用电安全知识；具有自动计时及打分系统，

25、 电工电子仿真资源软件

1）要求器件学习内容包含：提供8种电阻（带开关可调电位器、珐琅电阻、排阻、热敏电阻、色环电阻、碳膜可调电位器、贴片电阻、直线滑动可调电阻）3D结构展示，8种电容（半可变电容、瓷介微调电容、涤纶电容、电解电容、独石电容、可变电容器、云母电容、贴片电容）3D结构展示，6种二极管（检波二极管、快恢复二极管、桥块、稳压二极管、整流二极管、整流二极管金属封）3D结构展示，7种三极管（单相可控硅、低频放大管、功率三极管3DD15A、功率三极管3DD20、三极管3DG6C、三极管BT33、三极管S9011）3D结构展示；

2）要求仿真实验部分包含直流电路实验、交流电路实验、数字电路、模拟电路四大实验仿真等，所有模型采用高清三维建模，分四个实验模块，学生可进行各仪器添加、实验模块添加、实验导线选取、指导书显示选择，可进行虚拟示波器、信号源操作、测量数据，并且将实验指导书嵌入到三维仿真软件，至少能够进行基尔霍夫定律、叠加原理的验证、戴维南定理的验证、电压源与电流源等效变换、诺顿定理验证实验、RC一阶响应测量实验、功率因数的改善实验测试、三相交流电路电压、电流的测量、三相电路功率的测量、单管放大电路、负反馈电路、设计跟随、运算放大电路、译码器功能测试、译码器转换、数据选择器的测试及应用、七段数码管译码电路等电路实验，运算电路(半加器、全加器及逻辑运算)、触发器 R-S、D 、J-K、集成计数器及寄存器、555 时基电路等实验。