電機拖動及控制技術(shù)實訓(xùn)裝置

一、 概述

本實訓(xùn)裝置是根據(jù)職業(yè)教育改革和發(fā)展的需要而研制的。該實訓(xùn)裝置包括電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)，交流和直流電動機的電力拖動、常用低壓電器及基本控制電路、橋式起重機的電氣控制及繼電器控制系統(tǒng)的設(shè)計等內(nèi)容,同時增加了基于PLC及變頻器的電機基本控制線路，以及常用機床的控制。該實訓(xùn)裝置適用于自動化專業(yè)與機電一體化專業(yè)開設(shè)的《電機及拖動基礎(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。

二、 裝置特點

1. 采用掛件結(jié)構(gòu)，搭配靈活、可任意更改實訓(xùn)組件增加實訓(xùn)內(nèi)容，便于二次開發(fā)及功能擴展。

2. 實訓(xùn)裝置由電源控制屏、實訓(xùn)桌、實訓(xùn)組件、電機、電機導(dǎo)軌及實訓(xùn)導(dǎo)線等組成。

3. 對于基于PLC及變頻器的電氣控制實訓(xùn)項目，能夠結(jié)合MCGS組態(tài)軟件與計算機進(jìn)行通信監(jiān)控實訓(xùn)裝置的運行狀態(tài)，更加貼近工業(yè)現(xiàn)場。

4. 實訓(xùn)裝置包含了部分電機學(xué)試驗及所有電機拖動及控制的實訓(xùn)項目，使學(xué)生能夠了解基本的理論知識及熟練掌握操作技能。

三、 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℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

3. 裝置容量：≤1.5kVA

4. 重 量：380kg

5. 外形尺寸：160cm×80cm×160cm

四、 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，同時可得到單相0～250V可調(diào)的交流電源，配有一臺三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器（規(guī)格：1.5kVA、0～450V）?？烧{(diào)交流電源輸出處設(shè)有過流保護(hù)裝置，當(dāng)相間、線間過電流及直接短路均能自動保護(hù)，克服了調(diào)換保險絲帶來的麻煩，并具有過流聲光告警。控制屏的供電由啟、停按鈕進(jìn)行控制，具有漏電聲光告警、過壓保護(hù)、過流保護(hù)等功能，同時配有一只急停按鈕，便于切斷電源，還配有一只指針式交流電壓表，通過切換和轉(zhuǎn)換開關(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(具有過壓、過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)測可調(diào)直流電樞電源輸出。

3.定時器兼報警記錄儀(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；通過鍵控單元完成時間設(shè)定、定時報警設(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)速實訓(xùn)，6.3V交流電源一路，作為機床信號指示燈的電源。

5.制動電阻 提供制動電阻10Ω/25W一只，180Ω/25W三只。

6.開關(guān) 提供一只雙刀雙擲轉(zhuǎn)換開關(guān)，兩只三刀三擲轉(zhuǎn)換開關(guān)

7.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，可掛置實訓(xùn)組件。凹槽底部設(shè)有多個藍(lán)色單相三芯220V電源插座、四芯黑色航空插座（儀表告警信號線及33V電源）和通訊接口，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，為實訓(xùn)組件的供電和通訊、控制屏之間的供電提供了方便。

（二）GDQ02實訓(xùn)桌 實訓(xùn)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)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)，電腦桌聯(lián)體設(shè)計，造型美觀大方；設(shè)有一個抽屜用于放置工具、存放資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。實訓(xùn)桌底部裝有四個萬向輪，便于移動。

（三）實訓(xùn)掛箱

1.GDQ39-1繼電接觸控制組件（一） 熔斷器1只（RT18-32/3P/3A）、普通保險絲座1只（2A）、6.3V信號燈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、通電延時時間繼電器2只（每只繼電器分別引出二組動合、動斷觸點）、時間繼電器座2只。

4.GDQ39-4繼電接觸控制組件（四） 帶燈按鈕3只（型號：LA42（B）P－11）、十字搖桿開關(guān)1只、電磁閥1只、凸輪開關(guān)1只、行程開關(guān)3只、DC24V繼電器8只（繼電器分別焊接在PCB板上，其線圈和觸點均引線至面板上，通過外部直觀、明確、安全的連線，可以提高學(xué)生對PLC控制系統(tǒng)的理解能力和動手操作能力）、二檔轉(zhuǎn)換開關(guān)2只、三檔轉(zhuǎn)換開關(guān)2只。

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一臺，配有模擬量模塊FX0N-3A一臺，通訊模塊FX2N-485BD一塊，配套日本三菱編程電纜（用戶可選購FX-20P—E型手持編程器）。提供實訓(xùn)所需的DC 24V直流電源。設(shè)有過壓保護(hù)電路，對主機進(jìn)行過壓保護(hù)，使主機不會因承受過高的電源電壓而導(dǎo)致?lián)p壞。

6.GDK28 變頻器 配備日本三菱的FR-D740-0.75K-CHT變頻器一臺（帶BOP操作控制面板）、1K電位器一個。

7.DQ31 直流數(shù)字電壓、毫安、安培表 ? 直流數(shù)顯電壓表（1只）：測量范圍0～300V，分2V、20V、300V三檔，直鍵開關(guān)切換， 三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度為0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。 ? 直流數(shù)顯毫安表（1只）：測量范圍0～2000mA，分20mA、200mA、2000mA三檔，直鍵開關(guān)切換, 三位半數(shù)顯,精度為0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。 ? 直流數(shù)顯電流表（1只）：測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度為0.5級，具有超量程報警、指示 及切斷總電源等功能。

8.GDQ25交流參數(shù)表 ? 智能功率、功率因數(shù)表（1只）：由一套微電腦，高速、高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片和全數(shù)顯電路構(gòu)成。 通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話的智能控制模式。為了提高測量范圍和測試精度，將被測電壓、電流瞬時值的取樣信號經(jīng)A/D變換，采用專用的DSP計算有功功率、無功功率。單相功率P的測量，其精度為0.5級；電壓、電流量程分別為450V、5A，可測量單相、三相負(fù)載的有功功率、無功功率、功率因數(shù)及負(fù)載的性質(zhì)等；此外還可以貯存、記錄15組功率和功率因數(shù)的測試結(jié)果數(shù)據(jù)，并可逐組查詢。 ? 真有效值交流數(shù)字電流表（1只）：測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三 位半數(shù)顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源等功能。 ? 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），測量范圍0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四檔，精度1.0級，直鍵開關(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），測量范圍0～500V，分10V、30V、100V、300V、500V五檔，輸入阻抗1MΩ，精度1.0級，直鍵開關(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瓷盤電阻、一組900Ω×2/0.41A瓷盤電阻，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線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子專用箱 一組線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子專用電阻（測量范圍0～35Ω，分0Ω、2Ω、5Ω、15Ω、35Ω五檔，用于線繞式異步電動機起動與調(diào)速等實訓(xùn)）。

（四）DQ03-1不銹鋼電機導(dǎo)軌、1024增量式光電編碼盤測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表 不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無應(yīng)力變形，加工精細(xì)，同心度與互換性好，能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲。電機運行時噪聲小，參數(shù)典型，能較好滿足實訓(xùn)的要求。

（五）電機 DQ09直流并勵電動機（DC220V、185W、1600RPM） 一臺 DQ19校正直流測功機（DC220V、355W、1500RPM） 一臺 DQ20三相鼠籠異步電動機（AC220V/△、100W、1420RPM） 一臺 DQ11三相線繞式異步電動機（AC220V/Y、120W、1380RPM） 一臺 DQ10三相鼠籠異步電動機（AC380V/△） 一臺 DQ20-1三相鼠籠式異步電動機（AC380V/Y，帶速度繼電器一只） 一臺 DQ18三相雙速異步電動機（AC380V△/YY） 一臺

（六）SY07實訓(xùn)連接線及配件 根據(jù)不同實訓(xùn)項目的特點，配備三種不同的實驗連接線，強電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(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、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質(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)手槍插連接線；數(shù)模信號部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)連接線。三種導(dǎo)線只能連接對應(yīng)的配套插座，這樣大大提高了實訓(xùn)的安全及合理性。

五、 裝置的安全保護(hù)體系 ? 控制屏電源由接觸器通過啟、停按鈕進(jìn)行控制，同時具有漏電聲光告警、過壓保護(hù)、過流保護(hù)、 短路軟截止保護(hù)等功能，通過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)或強電輸出若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，確保 實訓(xùn)進(jìn)程安全。 ? 屏上三相調(diào)壓器原、副邊各設(shè)有一套過流保護(hù)裝置。調(diào)壓器短路或所帶負(fù)載電流超過設(shè)定值，系 統(tǒng)即告警并切斷總電源。 ? 設(shè)有定時器兼報警記錄儀（服務(wù)管理器），通過鍵控單元完成時間設(shè)定、定時報警設(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、弱電連接及插座分開，不會混淆，實訓(xùn)連接線安全、可靠、防觸電。

六、 實訓(xùn)項目

1. 電機基礎(chǔ)實訓(xùn)

（1） 直流他勵電動機的認(rèn)識 （2） 直流他勵電動機的空載試驗 （3） 直流他勵電動機的工作特性 （4） 三相鼠籠式異步電動機認(rèn)識 （5） 三相鼠籠式異步電動機空載試驗 （6） 三相鼠籠式異步電動機堵轉(zhuǎn)試驗 （7） 三相鼠籠式異步電動機工作特性

2. 電機拖動部分

直流他勵電動機拖動實訓(xùn) （1） 直流他勵電動機固有機械特性 （2） 直流他勵電動機人為機械特性 （3） 直流他勵電動機能耗制動機械特性 （4） 直流他勵電動機倒拉反轉(zhuǎn)制動機械特性 （5） 直流他勵電動機電源反接制動機械特性 （6） 直流他勵電動機回饋制動機械特性

三相異步電動機拖動實訓(xùn)

（1） 三相異步電動機固有機械特性 （2） 三相異步電動機人為機械特性 （3） 三相異步電動機能耗制動機械特性 （4） 三相異步電動機反接制動機械特性 （5） 三相異步電動機回饋制動機械特性

3. 電機控制部分

直流他勵電動機控制實訓(xùn)

（1） 電樞回路串電阻起動及調(diào)速 （2） 減壓起動及降低電源電壓調(diào)速 （3） 弱磁調(diào)速

三相異步電動機控制實訓(xùn)

（1） 三相異步電動機點動與自鎖控制線路 （2） 三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路 （3） 順序控制線路 （4） 三相異步電動機全壓起動控制線路 （5） 三相異步電動機降壓起動控制線路 （6） 三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機起動控制線路 （7） 三相異步電動機能耗制動控制線路 （8） 三相異步電動機的調(diào)速控制線路 （9） 三相異步電動機單向起動及反接制動控制線路 （10） 兩地控制線路 （11） 工作臺自動往返循環(huán)控制線路 （12） 三相異步電動機雙向起動及反接制動控制線路 （13） 三相雙速異步電動機的控制線路

4. 普通機床電氣控制實訓(xùn)

（1） 普通車床電氣控制 （2） 普通磨床電氣控制 （3） 橋式起重機控制電路 （4） X62W銑床模擬控制線路

5. 基于PLC下的電機控制實訓(xùn)

（1） 三相異步電動機直接點動與自鎖控制 （2） 三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)控制 （3） 三相異步電動機的星形-三角形降壓起動控制 （4） 三相線繞式異步電動機的起動控制 （5） 三相異步電動機帶延時正、反轉(zhuǎn)控制 （6） 三相異步電動機帶限位自動返回控制 （7） 三相雙速異步電動機的起動與調(diào)速控制

6. 基于PLC下的常用機床電氣控制實訓(xùn)

（1） 基于PLC下的普通車床電氣控制 （2） 基于PLC下的磨床電氣控制 （3） 基于PLC下的鉆床電氣控制 （4） 基于PLC下的銑床電氣控制 （5） 基于PLC下的鏜床電氣控制

7. 基于變頻器的電機拖動與控制實訓(xùn)

（1） 變頻器的認(rèn)識 （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） 三相異步電動機的變頻調(diào)速

8. PLC、變頻器的電機拖動與控制實訓(xùn)

（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