一、概 述 “SYDGJ-01型大功率電機綜合實驗裝置”是根據(jù)“電機學(xué)”課程實驗大綱要求及部分高校對中小型電機組實驗需求而研制生產(chǎn)的中大功率電機組實驗裝置。該裝置適用于高等院校原有的電機、電氣技術(shù)實驗設(shè)備的更新改造，為中等專業(yè)學(xué)校、職業(yè)技術(shù)學(xué)院等實驗室新建或擴建、迅速開設(shè)實驗課提供了理想的實驗設(shè)備，同時為教師及研究生開發(fā)新實驗或進行科學(xué)研究工作提供良好的實驗條件。

二、裝置特點

1. 各功能組件采用積木式結(jié)構(gòu)，便于二次開發(fā)及功能擴展；

2. 所有實驗連線均在控制屏面板上連接即可，無需直接接觸電機，安全可靠性；

3. 所有電機均選用工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的2kW中小型功率電機，能真實反映電機本身特性；

4. 該實驗裝置帶有電壓型和電流型漏電保護功能，確保實驗進程中操作者的人生安全和設(shè)備的保護；

5. 整套性強，從儀器儀表、專用電源、電機機組、實驗部件及實驗專用導(dǎo)線等均配套齊全；配套件的性能、規(guī)格等緊密結(jié)合實驗的需要進行配置。

三、技術(shù)性能

1. 輸入電源：三相四線AC380V±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：≤6kVA

4. 重 量：750kg

5. 外形尺寸：172cm×73cm×170cm

四、裝置的基本配置 實驗裝置由控制屏、實驗桌、交直流電源、測量儀表組件、負載組件、電機機組、實驗掛箱、實驗導(dǎo)線及配件等組成。

（一）SYDJ-01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6kVA、0～450V）?？烧{(diào)交流電源輸出具有短路保護裝置，當(dāng)相間、線間過電流及直接短路均能起到保護。控制屏的供電由啟停按鈕進行控制，同時具有漏電聲光告警、過壓保護、相序指示、缺相指示功能；配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關(guān)，可指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓電壓。

2. 直流電源部分 ? 雙路直流電源：一路0～250V（3A）可控直流勵磁電源（具有欠勵保護、過流、短路及過壓保護聲光告警功能），另一路0～250V(20A)可控直流穩(wěn)壓電樞電源（過流、短路及過壓保護聲光告警功能），具有內(nèi)部、外部兩種控制模式，內(nèi)部控制模式下，通過面板上的電位器來調(diào)節(jié)直流電壓輸出；外部控制模式下，通過外加給定信號來控制直流電壓輸出，可用于電機閉環(huán)控制等實驗；設(shè)有一只直數(shù)字電壓表，通過開關(guān)切換，監(jiān)示勵磁電壓及電樞電壓輸出。 ? 同步電機勵磁電源：0～100V（4A），帶短路保、過流保護功能。

3. 定時器兼報警記錄儀(服務(wù)管理器) 采用藍屏液晶顯示器，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. 數(shù)字轉(zhuǎn)速表：可顯示0～3000r/min，采用編碼盤測速，直接數(shù)字顯示電動機的轉(zhuǎn)速，同時輸出模擬量電壓信號，用于速度反饋。

5. 數(shù)模雙顯直流電壓、電流表（整體表）： ? 數(shù)/模直流電壓表兩只：測量范圍為0～±500V，分2V、20V、200V、500V四檔，直鍵開關(guān)切換量程，輸入阻抗10MΩ，精度為0.5級，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源功能。 指針表：鏡面式、雙刻度線、中零表頭結(jié)構(gòu)，反應(yīng)靈敏，可直接測量正負電壓； 數(shù)顯表：四位數(shù)碼管顯示，自動判斷、顯示被測電壓極性，讀數(shù)準(zhǔn)確、方便。 ? 數(shù)/模直流毫安表兩只：測量范圍為0～±5A，分20mA、200mA、2A、5A四檔，直鍵開關(guān)切換量程，精度為0.5級，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源功能。 指針表：鏡面式、雙刻度線、中零表頭結(jié)構(gòu)，反應(yīng)靈敏，可直接測量正負電流； 數(shù)顯表：四位數(shù)碼管顯示，自動判斷、顯示被測電流極性，讀數(shù)準(zhǔn)確、方便。 ? 數(shù)/模直流電流表兩只：測量范圍0～20A，分2A、5A，20A三檔，直鍵開關(guān)切換量程，精度為1.0級，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源功能。 指針表：鏡面式、雙刻度線、中零表頭結(jié)構(gòu)，反應(yīng)靈敏，可直接測量正負電流； 數(shù)顯表：四位數(shù)碼管顯示，自動判斷、顯示被測電流極性，讀數(shù)準(zhǔn)確、方便。

6. 數(shù)模雙顯真有效值交流電壓表、電流表（整體表） ? 真有效值交流電壓表三只：測量范圍為0～500V，分2V、20V、200V、500V四檔，直鍵開關(guān)切換量程，輸入阻抗10MΩ，精度為0.5級，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源功能，能對交流信號（20Hz～20kHz）進行真有效值測量。數(shù)顯表：四位數(shù)碼管顯示，讀數(shù)準(zhǔn)確、方便。 ? 真有效值交流電流表三只：測量范圍為0～20A，分2A、5A、20A三檔，直鍵開關(guān)切換量程，精度為0.5級，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源功能，能對交流信號（20Hz～20kHz）進行真有效值測量。數(shù)顯表：四位數(shù)碼管顯示，讀數(shù)準(zhǔn)確、方便。

7. 單相變壓器、三相心式變壓器

(1)單相變壓器：容量0.44kVA，高壓端220V/2A，低壓端110V/4A，安裝在控制屏內(nèi)，變壓器接線端子直接引出至面板，實驗接線方便。

(2)三相變壓器：容量1.2kVA，高壓端220V/1.82A，低壓端110V/3.64A，安裝在控制屏內(nèi)，變壓器接線端子直接引出至面板，實驗接線方便。

8. 三相聯(lián)軸可調(diào)電抗器 由三只0～80mH～90mH，6A電抗器及一只3kVA三相同軸調(diào)壓器組成三相同軸聯(lián)動可調(diào)電抗器，接線端子直接引出至面板，實驗接線方便。

9. 三相聯(lián)軸可調(diào)電阻負載 提供265Ω/6.5A三相同軸可調(diào)負載電阻一臺，接線端子直接引出至面板，實驗接線方便。

10. 電機機組配置（配有兩套機組）

(1)三相鼠籠異步電動機-直流發(fā)電機-編碼器機組 Y380V，2.2kW三相鼠籠異步電動機與230V，1.9kVA直流發(fā)電機同軸連接，編碼器完成測速、模擬量反饋，電機接線端子直接引出至面板，實驗接線方便。

(2)三相同步電機-直流電動機-編碼器機組 220V，2.2kW直流電動機拖動400V，2kW三相同步發(fā)電機（同軸連接），編碼器完成測速、模擬量反饋，電機接線端子直接引出至面板，實驗接線方便。

（二）SYDJ-02實驗桌 實驗桌為鐵質(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)，造型美觀大方；設(shè)有一個大抽屜，用于放置工具、資料等。桌面提供一個寬敞舒適的工作臺面。實驗桌還設(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于移動和固定。

（三）實驗掛箱

1. SYDJ-03智能單三相功率、功率因數(shù)表 由兩套微電腦，高速、高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片和全數(shù)顯電路構(gòu)成，利用二瓦計法測量三相總功率。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DSP計算有功功率、無功功率、單相功率及三相功率，精度為1級，電壓、電流量程分別為500V、20A，可測量負載的有功功率、無功功率、功率因數(shù)及負載的性質(zhì)等。

2. SYDJ-31空氣開關(guān)組件 提供20A斷路器開關(guān)兩只。

3. SYDJ-32 旋轉(zhuǎn)燈、整步表組件 提供并網(wǎng)用的三組旋轉(zhuǎn)燈（黃、綠、紅各兩只）及Mz10整步表一只。

4. SYDJ-39繼電接觸控制組件（一） 提供三相四線空氣開關(guān)一只（16A），啟停按鈕三只，交流接觸器（220V、18A）二只，熱繼電器（220V、4～6A）二只。

5. SYDJ-40繼電接觸控制組件（二） 提供Y/△起動電路、能耗制動電路。 （四）SYDJ-06 高可靠帶護套手槍插實驗導(dǎo)線及配件 采用高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插連接導(dǎo)線（接觸良好，安全可靠），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，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，外有柔軟橡膠層保護，接觸可靠。

五、實驗項目

1. 直流電動機實驗 (1) 直流電動機冷態(tài)直流電阻的測試 (2) 直流電動機啟動、調(diào)速、改變轉(zhuǎn)向 (3) 直流電動機機械特性實驗 (4) 直流電動機調(diào)速特性實驗

2. 單相變壓器實驗 (1) 單相變壓器的空載實驗 (2) 單相變壓器的短路實驗 (3) 單相變壓器的負載實驗（阻性、感性、阻感性）

3. 三相芯式變壓器實驗 (1) 三相芯式變壓器空載實驗 (2) 三相芯式變壓器短路實驗 (3) 三相芯式變壓器負載實驗（阻性、感性、阻感性） (4) 三相芯式變壓器極性及連接組別的測定

4. 三相鼠籠異步電動機實驗 (1) 三相鼠籠異步電動機冷態(tài)直流電阻的測試 (2) 三相鼠籠異步電動機定子繞組的判斷 (3) 三相鼠籠異步電動機空載實驗 (4) 三相鼠籠異步電動機短路實驗 (5) 三相鼠籠異步電動機負載實驗

5. 三相同步發(fā)電機實驗 (1) 三相同步發(fā)電機定子、勵磁繞組冷態(tài)直流電阻的測試 (2) 三相同步發(fā)電機的空載實驗 (3) 三相同步發(fā)電機的短路實驗 (4) 三相同步發(fā)電機的負載實驗 (5) 三相同步發(fā)電機的外特性實驗 (6) 三相同步發(fā)電機的調(diào)節(jié)特性實驗 (7) 三相同步發(fā)電機的并網(wǎng)實驗 (8) 三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時有功功率的調(diào)節(jié) (9) 三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時無功功率調(diào)節(jié) (a)測取當(dāng)輸出功率等于零時三相同步發(fā)電機的V形曲線 (b)測取當(dāng)輸出功率等于0.5倍額定功率時三相同步發(fā)電機的V形曲線

6. 三相同步電動機實驗 (1) 三相同步電動機的異步起動 (2) 測取三相同步電動機輸出功率P2≈0時的V形曲線 (3) 測取三相同步電動機輸出功率P2=0.5倍額定功率時的V形曲線 (4) 測取三相同步電動機的工作特性

7. 三相同步電機參數(shù)的測定 (1) 用轉(zhuǎn)差法測定同步發(fā)電機的同步電抗Xd、Xq (2) 用反同步旋轉(zhuǎn)法測定同步發(fā)電機的負序電抗X2及負序電阻r2 (3) 用單相電源測同步發(fā)電機的零序電抗X0 (4) 用靜止法測超瞬變電抗Xd"、Xq"或瞬變電抗Xd′、Xq′

8. 電力拖動繼電接觸器控制 (1) 三相異步電動機的點動和自鎖控制線路 (2) 三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路 (3) 三相異步電動機的降壓起動控制線路 (4) 三相異步電動機單向啟動及反接制動控制線路 (5) 兩地控制線路 (6) 三相異步電動機的Y/△起動及能耗制動控制線路