FCDK-1型 控制電機(jī)綜合實驗裝置

 一、產(chǎn)品概述
隨著控制技術(shù)的快速發(fā)展，控制元件在此領(lǐng)域也得到了更為廣泛的應(yīng)用，尤其是近年來新型元件的涌現(xiàn)，更豐富了控制電機(jī)的功能。本裝置可以滿足《電機(jī)學(xué)》、《控制電機(jī)》、《自動控制元件》、《微特電機(jī)》等課程教學(xué)。

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℃　相對濕度＜85%（25℃）  海拔＜4000m
3.裝置容量：＜1.0kVA
4.外形尺寸：155cm×79.5cm×147cm
三、裝置的基本裝備
1.DK01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（帶有過流保護(hù)措施）
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)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），克服了三只單相調(diào)壓器采用鏈條結(jié)構(gòu)或齒輪結(jié)構(gòu)組成的許多缺點)?？烧{(diào)交流電源輸出處設(shè)有過流保護(hù)，當(dāng)相間、線間過電流及直接短路時均能自動保護(hù)，克服了更換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關(guān)指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓電壓。
(2)高壓直流電源
直流勵磁電源：輸出220V/0.5A，具有輸出短路保護(hù)；
直流電樞電源：0～230V/2A連續(xù)可調(diào)，具有輸出短路保護(hù)；
設(shè)有直流數(shù)顯電壓表及切換開關(guān)，可指示直流勵磁電壓和直流電樞電壓。
(3)數(shù)字式儀表
  真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯；
  真有效值交流數(shù)字電流表一只：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、指示及切斷總電源功能；
  智能單相功率、功率因數(shù)表一只：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(jī)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。功率的測量精度0.5級，電壓、電流量程分別為450V、5A，可測量負(fù)載的有功功率、無功功率、功率因數(shù)及負(fù)載的性質(zhì)；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；
  直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～1000V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能；
  直流數(shù)字毫安表一只：測量范圍0～2000mA，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能；
  直流數(shù)字電流表一只：測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。
(4)三相可調(diào)電阻（90Ω×2/1.3A一個、900Ω×2/0.41A一個）及10kΩ/2W固定電阻一個。
(5)開關(guān)及器件板：提供三刀雙擲轉(zhuǎn)換開關(guān)兩只、5Ω/8W、1.2kΩ/8W、20kΩ/2W功率電阻各兩只。
(6)人身安全保護(hù)體系
電壓型漏電保護(hù)器：對線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘，切斷電源。
電流型漏電保護(hù)裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
實驗連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接及插座分開，不能混插。強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
 (8)控制屏其它設(shè)施
控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根方型不銹鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設(shè)有三芯插座，掛件的供電由這些插座提供?？刂破羶蓚?cè)設(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。
2.DK02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，形狀似長方體結(jié)構(gòu)，造型美觀大方；設(shè)有兩個大抽屜，用于放置工具、存放掛件及資料等。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。實驗桌還設(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動和固定。
3.EM03-4渦流測功機(jī)、旋轉(zhuǎn)偏碼器及不銹鋼導(dǎo)軌
光碼盤測速系統(tǒng)（日本歐姆龍1024光電編碼器），不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無應(yīng)力變形，加工精細(xì)，同心度好，互換性好，能保證電機(jī)與電機(jī)、電機(jī)與測功機(jī)之間連接的同心度不超過±5絲，電機(jī)運行噪聲小，實驗參數(shù)典型，能較好地滿足實驗的要求。
4.EMZ-1自整角機(jī)：包括一只接收機(jī)、一只發(fā)送機(jī)及砝碼一盒。
5.EK10永磁式直流測速發(fā)電機(jī)：外接阻抗≥10kΩ，2400r/min。
6.EK27交流測速發(fā)電機(jī)：激磁電壓AC110V。
7.EK47旋轉(zhuǎn)編碼器實驗：配有等精度頻率計數(shù)器，完成旋轉(zhuǎn)編碼器實驗。
8.EK54步進(jìn)電機(jī)控制掛箱及步進(jìn)電機(jī)
本控制箱用以控制步進(jìn)電機(jī)的各種運行方式，它的控制功能是由單片機(jī)來實現(xiàn)的，通過鍵盤的操作和不同的顯示方式來確定步進(jìn)電機(jī)的運行狀況。
本控制箱可適用于三相、四相、五相步進(jìn)電動機(jī)各種運行方式的控制。
功能：能實現(xiàn)單步運行、連續(xù)運行和預(yù)置數(shù)運行；能實現(xiàn)單三拍、雙三拍、三相六拍及電機(jī)的可逆運行。提供型號為：70BF10C三相步進(jìn)電機(jī)一只，其靜態(tài)電流3A，直流勵磁電壓24V，力矩為6kgf.cm（0.588N•m）。
9.EK55-4渦流測功機(jī)控制系統(tǒng)(包括旋轉(zhuǎn)編碼器測試孔，與“EM03-4”配套)
具有轉(zhuǎn)速控制和轉(zhuǎn)矩控制兩種控制模式，可以快速測量電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速以及輸出功率，并帶有計算機(jī)通信接口，配套上位機(jī)軟件，通過上位機(jī)軟件可以進(jìn)行計算機(jī)與控制器的雙向數(shù)據(jù)交換，同時可以提供由計算機(jī)控制渦流測功機(jī)的自動加減負(fù)載功能，并能夠自動完成異步電機(jī)M-S曲線的繪制、打印及數(shù)據(jù)的保存。
10.EK56旋轉(zhuǎn)變壓器、中頻電源
提供400Hz，0～70V中頻電源一組及旋轉(zhuǎn)變壓器一只。
11.EK57交流伺服電機(jī)實驗掛箱及交流伺服電機(jī)
電機(jī)采用SL系列鼠籠轉(zhuǎn)子兩相伺服電動機(jī)，其特點是體積小、重量輕、快速性能好、自制動能力強(qiáng)、力能指標(biāo)高；交流伺服電機(jī)控制箱由一只真有效值交流電壓表、一只真有效值交流電流表、變壓器（380V/220V/110V）及可調(diào)電容器（0～6.5μF）組成。
12.DJ25直流伺服電機(jī)：DC220V，0.5A，80W，1500r/min。
13.XP05實驗連接線及配件
根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強(qiáng)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(qiáng)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；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
四、完成的實驗項目
1.永磁直流測速發(fā)電機(jī)實驗
(1)永磁直流測速發(fā)電機(jī)空載輸出特性
(2)永磁直流測速發(fā)電機(jī)負(fù)載輸出特性
2.交流測速發(fā)電機(jī)
(1)測定交流測速發(fā)電機(jī)的剩余電壓
(2)測定交流測速發(fā)電機(jī)帶純電阻負(fù)載時的輸出特性n=f（U2）
(3)測定交流測速發(fā)電機(jī)帶純電容負(fù)載時的輸出特性n=f（U2）
3.旋轉(zhuǎn)編碼器實驗
(1)波形觀察及方向的判斷
(2)測量轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系
(3)轉(zhuǎn)角位置的檢測
4.力矩式自整角機(jī)實驗 
(1)測定力矩式自整角發(fā)送機(jī)的零位誤差
(2)測定力矩式自整角機(jī)靜態(tài)整步轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角的關(guān)系曲線
(3)測定力矩式自整角比整步轉(zhuǎn)矩（又稱比力矩）及阻尼時間
(4)測定力矩式自整角機(jī)的靜態(tài)誤差
5.控制式自整角機(jī)實驗
(1)測自整角變壓器輸出電壓與失調(diào)角的關(guān)系U2=f（θ）
(2)測定比電壓Uθ和零位電壓U0
6.正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器實驗
(1)測定正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的空載時的輸出特性
(2)測定負(fù)載對輸出特性的影響
(3)二次側(cè)補(bǔ)償后負(fù)載的輸出特性
(4)一次側(cè)補(bǔ)償后負(fù)載的輸出特性
(5)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器作線性應(yīng)用時的接線圖
7.步進(jìn)電動機(jī)實驗
(1)單步運行狀態(tài)
(2)角位移和脈沖數(shù)的關(guān)系
(3)空載突跳頻率的測定
(4)空載連續(xù)工作頻率的測定
(5)轉(zhuǎn)子振蕩狀態(tài)的觀察
(6)定子繞組中電流和頻率的關(guān)系
(7)平均轉(zhuǎn)速和脈沖頻率的關(guān)系
(8)矩頻特性的測定及靜力矩特性的測定
8.交流伺服電機(jī)實驗
(1)用實驗方法測堵轉(zhuǎn)圓形磁場
(2)測交流伺服電動機(jī)幅值控制時的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性
(3)測交流伺服電動機(jī)幅值——相位控制時的機(jī)械特性
(4)觀察自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
9.直流伺服電機(jī)實驗
(1)測直流伺服電動機(jī)的電樞電阻
(2)測直流伺服電動機(jī)的機(jī)械特性T=f（n）
(3)測直流伺服電動機(jī)的調(diào)節(jié)特性n=f（Ua）
(4)測定空載始動電壓和檢查空載轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定性
(5)測量直流伺服電動機(jī)的機(jī)電時間常數(shù)