JGQ-11 電機(jī)拖動(dòng)及電氣控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置
一、 概述
電機(jī)拖動(dòng)及電氣控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 是根據(jù)職業(yè)教育改革和發(fā)展的需要而研制的。該實(shí)驗(yàn)裝置包括電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)，交流和直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)、常用低壓電器及基本控制電路、橋式起重機(jī)的電氣控制及繼電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容 , 同時(shí)增加了基于 PLC 及變頻器的電機(jī)基本控制線路，以及常用機(jī)床的控制。該實(shí)驗(yàn)裝置適用于自動(dòng)化專業(yè)與機(jī)電一體化專業(yè)開(kāi)設(shè)的《電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)》、《工廠繼電器接觸控制》、《 PLC 原理及應(yīng)用技術(shù)》、《變頻調(diào)速技術(shù)》等課程的技能訓(xùn)練。
裝置特點(diǎn)
1. 采用掛件結(jié)構(gòu)，搭配靈活、可任意更改實(shí)驗(yàn)組件增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，便于二次開(kāi)發(fā)及功能擴(kuò)展。
2. 實(shí)驗(yàn)裝置由電源控制屏、實(shí)驗(yàn)桌、實(shí)驗(yàn)組件、電機(jī)、電機(jī)導(dǎo)軌及實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線等組成。
3. 對(duì)于基于 PLC 及變頻器的電氣控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能夠結(jié)合 MCGS 組態(tài)軟件與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信監(jiān)控實(shí)驗(yàn)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，更加貼近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
4. 實(shí)驗(yàn)裝置包含了部分電機(jī)學(xué)試驗(yàn)及所有電機(jī)拖動(dòng)及控制的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生能夠了解基本的理論知識(shí)及熟練掌握操作技能。
二、 技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～ 380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度 -10 ℃ ～ +40 ℃ 相對(duì)濕度＜ 85%(25 ℃ ) 海拔＜ 4000m
3. 裝置容量： ≤1.5kVA
4. 重 量： 380kg
5. 外形尺寸： 1800cm×80cm×160cm
三、 基本配置及功能
（一） GDQ01 電源控制屏 ( 鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板 )
1. 交流電源部分
提供三相 0 ～ 450V 可調(diào)交流電源，同時(shí)可得到單相 0 ～ 250V 可調(diào)的交流電源，配有一臺(tái)三相同軸聯(lián)動(dòng)自耦調(diào)壓器（規(guī)格： 1.5kVA 、 0 ～ 450V ）。可調(diào)交流電源輸出處設(shè)有過(guò)流保護(hù)裝置，當(dāng)相間、線間過(guò)電流及直接短路均能自動(dòng)保護(hù)，克服了調(diào)換保險(xiǎn)絲帶來(lái)的麻煩，并具有過(guò)流聲光告警。控制屏的供電由啟、停按鈕進(jìn)行控制，具有漏電聲光告警、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等功能，同時(shí)配有一只急停按鈕，便于切斷電源，還配有一只指針式交流電壓表，通過(guò)切換和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，可方便地指示三相電網(wǎng)輸入和三相調(diào)壓輸出的每一相的線電壓。
2. 高壓直流電源兩路
提供 220V(0.5A) 勵(lì)磁電源（具有短路保護(hù)）及 0 ～ 250V(3A) 連續(xù)可調(diào)電樞電源 ( 具有過(guò)壓、過(guò)流聲光告警及短路保護(hù)功能 ) 各一路，并設(shè)有一只直流數(shù)顯電壓表用以監(jiān)測(cè)可調(diào)直流電樞電源輸出。
3. 定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀 ( 服務(wù)管理器 )
采用藍(lán)屏液晶顯示器，中文菜單顯示，直觀、清晰；通過(guò)鍵控單元完成時(shí)間設(shè)定、定時(shí)報(bào)警設(shè)定、解除設(shè)置等操作、具有切斷電源及記錄各種告警次數(shù)等功能。
4. 信號(hào)源部分
提供 0 ～ 10V 的恒壓源一路， 4 ～ 20mA 的恒流源一路，可方便地完成變頻器調(diào)速實(shí)驗(yàn)， 6.3V 交流電源一路，作為機(jī)床信號(hào)指示燈的電源。
5. 制動(dòng)電阻
提供制動(dòng)電阻 10Ω/25W 一只， 180Ω/25W 三只。
6. 控制屏其它設(shè)施
控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼鋼管，可掛置實(shí)驗(yàn)組件。凹槽底部設(shè)有多個(gè)單相三芯 220V 電源插座、控制屏兩側(cè)設(shè)有單相三極 220V 電源插座、三相四極 380V 電源插座及通訊接口，為實(shí)驗(yàn)組件的供電和通訊、控制屏之間的供電提供了方便。
（二） GDQ02 實(shí)驗(yàn)桌
實(shí)驗(yàn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板 , 結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，形狀似長(zhǎng)方體封閉式結(jié)構(gòu)，電腦桌聯(lián)體設(shè)計(jì)，造型美觀大方；設(shè)有一個(gè)抽屜用于放置工具、存放資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個(gè)寬敞舒適的工作臺(tái)面。實(shí)驗(yàn)桌底部裝有四個(gè)萬(wàn)向輪，便于移動(dòng)。
（三）實(shí)驗(yàn)掛箱
1.GDQ39-1 繼電接觸控制組件（一）
熔斷器 1 只（ RT18-32/3P/3A ）、普通保險(xiǎn)絲座 1 只（ 2A ）、 6.3V 信號(hào)燈 2 只、熱繼電器 1 只、熱繼電器座 1 只、按鈕 5 只、交流接觸器 3 只、輔助觸頭 3 只。
2.GDQ39-2 繼電接觸控制組件（二）
交流接觸器 2 只、輔助觸頭 2 只、熱繼電器 1 只、熱繼電器座 1 只、行程開(kāi)關(guān) 4 只。
3.GDQ39-3 繼電接觸控制組件（三）
交流接觸器 2 只（施耐德）、輔助觸頭 2 只、通電延時(shí)時(shí)間繼電器 2 只（每只繼電器分別引出二組動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)）、時(shí)間繼電器座 2 只。
4.GDQ39-4 繼電接觸控制組件（四）
帶燈按鈕 3 只、十字搖桿開(kāi)關(guān) 1 只、電磁閥 1 只、行程開(kāi)關(guān) 3 只、 DC24V 繼電器 8 只（繼電器分別焊接在 PCB 板上，其線圈和觸點(diǎn)均引線至面板上，通過(guò)外部直觀、明確、安全的連線，可以提高學(xué)生對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的理解能力和動(dòng)手操作能力）
5.GDQ41 PLC 可編程控制器
配備日本三菱的 FX2N-48MR 型可編程控制器主機(jī)一臺(tái)，配有模擬量模塊 FX0N-3A 一臺(tái)，通訊模塊 FX2N-485BD 一塊。提供實(shí)驗(yàn)所需的 DC24V 直流電源。
6.GDK28 變頻器
配備日本三菱的 FR-D740-0.75K-CHT 變頻器一臺(tái)（帶 BOP 操作控制面板）、 1K 電位器一個(gè)。
7.DQ22 工業(yè)級(jí)直流數(shù)字電壓、毫安、安培表
直流數(shù)顯電壓表（ 1 只）：
1 ） 測(cè)量范圍： 0-1000V, 設(shè)置 2V/20V/200V/1000V 四檔量程，具有量程自動(dòng)切換 , 超量程自動(dòng)報(bào)警功能。
2 ） 2.7 寸 TFT 液晶屏顯示四位測(cè)量值，具有超量程提示功能。
3 ） 測(cè)量精度： ±0.5%+2 。
4 ） 抽樣率： 5 次 / 秒
5 ） 工作溫度范圍： -20 ℃ ～ +50 ℃ 。
6 ） 上位機(jī)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視及關(guān)斷功能。
直流數(shù)顯毫安表（ 2 只）：
1 ） 測(cè)量范圍： 0-5A, 設(shè)置 2mA/20mA/200mA/5A 四檔量程，具有量程自動(dòng)切換 , 超量程報(bào)警功能。
2 ） 2.7 寸 TFT 液晶屏顯示四位測(cè)量值，超量程提示。
3 ） 測(cè)量精度： ±0.5%+2 。
4 ） 抽樣率： 5 次 / 秒
5 ） 工作溫度范圍： -20 ℃ ～ +50 ℃ 。
6 ） 上位機(jī)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視及關(guān)斷功能。
8.GDQ25 交流參數(shù)表
* 單相智能功率、功率因數(shù)表 (1 只 )
1 ）功率測(cè)量精度 1.0 級(jí)，功率因數(shù)測(cè)量范圍 0.3-1.0 ，電壓電流量程為 450V 和 5A 。
2)2.7 寸 TFT 液晶屏顯示有功功率、功率因數(shù)、電壓、電流、負(fù)載類型，具有超量程提示功能。
3) 負(fù)載類型： L 、 R 、 C 。
4) 測(cè)量精度： ±0.5%+2 。
5) 抽樣率： 5 次 / 秒
6) 工作溫度范圍： -20 ℃ ～ +50 ℃ 。
7) 上位機(jī)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視及關(guān)斷功能。
* 真有效值交流數(shù)字電流表（ 1 只）：
1 ） 測(cè)量范圍： 0-5A, 設(shè)置 2mA/20mA/200mA/5A 四檔量程，具有量程自動(dòng)切換 , 超量程自動(dòng)報(bào)警功能。
2 ） 2.7 寸 TFT 液晶屏顯示四位測(cè)量值，具有超量程提示功能。
3 ） 測(cè)量精度： ±0.5%+4 。
4 ） 抽樣率： 5 次 / 秒
5 ） 工作溫度范圍： -20 ℃ ～ +50 ℃ 。
6 ） 上位機(jī)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視及關(guān)斷功能。
* 交流電流表（ 1 只）：精密指針式，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相
應(yīng)的刻度線），測(cè)量范圍 0 ～ 5A ，分 0.3A 、 1A 、 3A 、 5A 四檔，精度 1.0 級(jí)，直鍵開(kāi)關(guān)切換，設(shè)有超量程告警、指示及切斷總電源功能。
* 交流電壓表（ 1 只）：精密指針式，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相
應(yīng)的刻度線），測(cè)量范圍 0 ～ 500V ，分 10V 、 30V 、 100V 、 300V 、 500V 五檔，輸入阻抗 1MΩ ，精度 1.0 級(jí)，直鍵開(kāi)關(guān)切換，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。
9.DQ26 三相可調(diào)電阻器
三組 90Ω×2/1.3A 瓷盤(pán)電阻，各繞組端均引線至面板上，可完成串聯(lián)、并聯(lián)及串并聯(lián)多種結(jié)合方式。
10.DQ27 三相可調(diào)電阻器
三組 900Ω×2/0.41A 瓷盤(pán)電阻，各繞組端均引線至面板上，可完成串聯(lián)、并聯(lián)及串并聯(lián)多種結(jié)合方式。
11.DQ29 電阻器組件
一組 90Ω×2/1.3A 瓷盤(pán)電阻、一組 900Ω×2/0.41A 瓷盤(pán)電阻，各繞組端均引線至面板上，可完成串聯(lián)、并聯(lián)及串并聯(lián)多種結(jié)合方式。
12.GDQ12 線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱
一組線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子專用電阻（測(cè)量范圍 0 ～ 35Ω ，分 0Ω 、 2Ω 、 5Ω 、 15Ω 、 35Ω 五檔，用于線繞式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)與調(diào)速等實(shí)驗(yàn)）。
（四） DQ03-1 不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、增量式光電編碼盤(pán)測(cè)速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無(wú)應(yīng)力變形，加工精細(xì)，同心度與互換性好，能保證電機(jī)與電機(jī)、電機(jī)與測(cè)功機(jī)之間連接的同心度不超過(guò) ±5 絲。電機(jī)運(yùn)行時(shí)噪聲小，參數(shù)典型，能較好滿足實(shí)驗(yàn)的要求。
（五）電機(jī)
DQ09 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)（ DC220V 、 185W 、 1500RPM ） 一臺(tái)
DQ19 校正直流測(cè)功機(jī)（ DC220V 、 355W 、 1500RPM ） 一臺(tái)
DQ10 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)（ AC220V/ △ 、 100W 、 1420RPM ） 一臺(tái)
DQ11 三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)（ AC220V/Y 、 120W 、 1380RPM ） 一臺(tái)
DQ20 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)（ AC380V/ △ ） 一臺(tái)
DQ20-1 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（ AC380V/Y ，帶速度繼電器一只） 一臺(tái)
DQ18 三相雙速異步電動(dòng)機(jī)（ AC380V △ /YY ） 一臺(tái)
DQ05 三相組式變壓器 1 臺(tái)（三只相同的單相變壓器組成，原邊 220V/0.35A ，副邊 55V/1.4A ）
（六） SY07 實(shí)驗(yàn)連接線及配件
根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)連接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手*插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無(wú)氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分也護(hù)套結(jié)構(gòu)手**插連接線；數(shù)模信號(hào)部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)連接線。三種導(dǎo)線只能連接對(duì)應(yīng)的配套插座，這樣大大提高了實(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
（七） 3D 建模模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 1 套
模塊分為電工基礎(chǔ)、照明電路、儀器儀表、低壓電器、電力拖動(dòng)、電子器件、電子技術(shù)、機(jī)床電路、 PLC 控制等 100 多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)�？梢愿鶕�(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度選擇相應(yīng)的訓(xùn)練模塊進(jìn)行訓(xùn)練。
四、 裝置的安全保護(hù)體系
? 控制屏電源由接觸器通過(guò)啟、停按鈕進(jìn)行控制，同時(shí)具有漏電聲光告警、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、
短路軟截止保護(hù)等功能，通過(guò)急停按鈕可方便地切斷電源。
? 屏上裝有電壓型漏電保護(hù)裝置，控制屏內(nèi)或強(qiáng)電輸出若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，確保
實(shí)驗(yàn)進(jìn)程安全。
? 屏上三相調(diào)壓器原、副邊各設(shè)有一套過(guò)流保護(hù)裝置。調(diào)壓器短路或所帶負(fù)載電流超過(guò)設(shè)定值，系
統(tǒng)即告警并切斷總電源。
? 設(shè)有定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀（服務(wù)管理器），通過(guò)鍵控單元完成時(shí)間設(shè)定、定時(shí)報(bào)警設(shè)定、解除設(shè)
置等操作、具有切斷電源及記錄各種告警次數(shù)等功能。
? 強(qiáng)、弱電連接及插座分開(kāi)，不會(huì)混淆，實(shí)驗(yàn)連接線安全、可靠、防觸電。
五、 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1. 電機(jī)及變壓器基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
（ 1 ） 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)
（ 2 ） 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的空載試驗(yàn)
（ 3 ） 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性
（ 4 ） 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)認(rèn)識(shí)
（ 5 ） 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn)
（ 6 ） 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)
（ 7 ） 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)工作特性
（ 8 ） 單相變壓器
（ 9 ） 三相變壓器
（ 10 ） 三相變壓器的聯(lián)接組和不對(duì)稱短路
（ 11 ） 單相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行
2. 電機(jī)拖動(dòng)部分
直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)
（ 1 ） 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性
（ 2 ） 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)人為機(jī)械特性
（ 3 ） 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)機(jī)械特性
（ 4 ） 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)機(jī)械特性
（ 5 ） 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電源反接制動(dòng)機(jī)械特性
（ 6 ） 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)機(jī)械特性
三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)
（ 1 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性
（ 2 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)人為機(jī)械特性
（ 3 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)機(jī)械特性
（ 4 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)機(jī)械特性
（ 5 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)機(jī)械特性
3. 電機(jī)控制部分
直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
（ 1 ） 電樞回路串電阻起動(dòng)及調(diào)速
（ 2 ） 減壓起動(dòng)及降低電源電壓調(diào)速
（ 3 ） 弱磁調(diào)速
三相異步電動(dòng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
（ 1 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與自鎖控制線路
（ 2 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路
（ 3 ） 順序控制線路
（ 4 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)控制線路
（ 5 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制線路
（ 6 ） 三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制線路
（ 7 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路
（ 8 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制線路
（ 9 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)及反接制動(dòng)控制線路
（ 10 ） 兩地控制線路
（ 11 ） 工作臺(tái)自動(dòng)往返循環(huán)控制線路
（ 12 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)雙向起動(dòng)及反接制動(dòng)控制線路
（ 13 ） 三相雙速異步電動(dòng)機(jī)的控制線路
4. 基于 PLC 下的電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
（ 1 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)直接點(diǎn)動(dòng)與自鎖控制
（ 2 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制
（ 3 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)的星形 - 三角形降壓起動(dòng)控制
（ 4 ） 三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制
（ 5 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正、反轉(zhuǎn)控制
（ 6 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)帶限位自動(dòng)返回控制
（ 7 ） 三相雙速異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速控制
5. 基于變頻器的電機(jī)拖動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)
（ 1 ） 變頻器的認(rèn)識(shí)
（ 2 ） 變頻器的參數(shù)設(shè)定與操作
（ 3 ） 變頻器的面板控制
（ 4 ） 變頻器的電位器控制
（ 5 ） 變頻器的電壓控制
（ 6 ） 變頻器的電流控制
（ 7 ） 變頻器的多段速控制
（ 8 ） 三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速
6. PLC 、變頻器的電機(jī)拖動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)
（ 1 ） 基于 PLC 通信方式的多段速選擇變頻調(diào)速
（ 2 ） 基于 PLC 通信方式的變頻器開(kāi)環(huán)調(diào)速
（ 3 ） 基于 PLC 通信方式的變頻器閉環(huán)調(diào)速
（ 4 ） 基于 PLC 模擬量方式的變頻器閉環(huán)調(diào)速
7. 普通機(jī)床電氣控制實(shí)訓(xùn)
（ 1 ） 普通車(chē)床電氣控制
（ 2 ） 普通磨床電氣控制
（ 3 ） 橋式起重機(jī)控制電路
（ 4 ） X62W 銑床電氣控制
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