中人ZRDJ-TQ电机拖动及电气控制技术实验平台

一、概述

本实验装置是根据职业教育改革和发展的需要而研制的。该实验装置包括电力拖动黄色污污污在线下载的动力学，交流和直流电动机的电力拖动、常用低压电器及基本控制电路、桥式起重机的电气控制及继电器控制黄色污污污在线下载的设计等内容,同时增加了基于plc及变频器的电机基本控制线路，以及常用机床的控制。该实验装置适用于自动化专业与机电一体化专业开设的《电机及拖动基础》、《工厂继电器接触控制》、《PLC原理及应用技术》、《变频调速技术》等课程的技能训练。

二、装置特点

1. 采用挂件结构，搭配灵活、可任意更改实验组件增加实验内容，便于二次开发及功能扩展。

2. 实验装置由电源控制屏、实验桌、实验组件、电机、电机导轨及实验导线等组成。

3. 对于基于PLC及变频器的电气控制实验项目，能够结合MCGS组态软件与计算机进行通信监控实验装置的运行状态，更加贴近工业现场。

4. 实验装置包含了部分电机学试验及所有电机拖动及控制的实验项目，使学生能够了解基本的理论知识及熟练掌握操作技能。

三、技术性能

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：380kg

5. 外形尺寸：1800cm×80cm×160cm

四、基本配置及功能

（一）GDQ01电源控制屏(铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板)

1.交流电源部分

提供三相0～450V可调交流电源，同时可得到单相0～250V可调的交流电源，配有一台三相同轴联动自耦调压器（规格：1.5kVA、0～450V）。可调交流电源输出处设有过流保护装置，当相间、线间过电流及直接短路均能自动保护，克服了调换保险丝带来的麻烦，并具有过流声光告警。控制屏的供电由启、停按钮进行控制，具有漏电声光告警、过压保护、过流保护等功能，同时配有一只急停按钮，便于切断电源，还配有一只指针式交流电压表，通过切换和转换开关，可方便地指示三相电网输入和三相调压输出的每一相的线电压。

2.高压直流电源两路

提供220V(0.5A)励磁电源（具有短路保护）及0～250V(3A)连续可调电枢电源(电源内部具有过载保护功能)各一路，并设有一只直流数显电压表用以监测可调直流电枢电源输出。

3.定时器兼报警记录仪(服务管理器)

通过键控单元完成时间设定、定时报警设定、解除设置等操作、具有切断电源及记录各种告警次数等功能。

4.信号源部分

提供0～10V的恒压源一路，4～20mA的恒流源一路，可方便地完成变频器调速实验，6.3V交流电源一路，作为机床信号指示灯的电源。

5.制动电阻

提供制动电阻10Ω/25W一只，180Ω/25W三只。

6.控制屏其它设施

控制屏正面大凹槽内，设有两根钢管，可挂置实验组件。凹槽底部设有多个单相三芯220V电源插座、控制屏两侧设有单相三极220V电源插座、三相四极380V电源插座，为实验组件的供电提供了方便。

（二）GDQ02实验桌

实验桌为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,结构坚固，形状似长方体封闭式结构，电脑桌联体设计，造型美观大方；设有一个抽屉用于放置工具、存放资料等。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。实验桌底部装有四个万向轮，便于移动。

（三）实验挂箱

1.GDQ39-1继电接触控制组件（一）

熔断器1只（RT18-32/3P/3A）、普通保险丝座1只（2A）、6.3V信号灯2只、热继电器1只、热继电器座1只、按钮5只、交流接触器3只、辅助触头3只。

2.GDQ39-2继电接触控制组件（二）

交流接触器2只、辅助触头2只、热继电器1只、热继电器座1只、行程开关4只。

3.GDQ39-3继电接触控制组件（三）

交流接触器2只（施耐德）、辅助触头2只、通电延时时间继电器2只（每只继电器分别引出二组动合、动断触点）、时间继电器座2只。

4.GDQ39-4继电接触控制组件（四）

带灯按钮3只、十字摇杆开关1只、电磁阀1只、行程开关3只、DC24V继电器8只（继电器分别焊接在PCB板上，其线圈和触点均引线至面板上，通过外部直观、明确、安全的连线，可以提高学生对PLC控制黄色污污污在线下载的理解能力和动手操作能力）

5.PLC-1型PLC可编程控制器

配备西门子的S7-200可编程控制器主机一台，配有模拟量模块，通讯模块，配

套编程电缆。提供实训所需的DC24V直流电源。设有过压保护电路，对主机进行过

压保护，使主机不会因承受过高的电源电压而导致损坏。

6.ABB-1变频器

配备ABB变频器一台（带操作控制面板）、1k电位器一个。

7.DQ22直流数字电压、毫安、安培表

（1）直流数显电压表（1只）：测量范围0～300V，分2V、20V、300V三档，直键开关切换，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度为0.5级，具有超量程报警、指示等功能。

（2）直流数显毫安表（1只）：测量范围0～2000mA，分20mA、200mA、2000mA三档，直键开关切换,三位半数显,精度为0.5级，具有超量程报警、指示等功能。

（3）直流数显电流表（1只）：测量范围0～5A，三位半数显，精度为0.5级，具有超量程报警、指示等功能。

8.DQ34智能型转矩、转速、输出功率测试

可直接数字显示电动机的转速、输出转矩及输出功率等实验数据，

9.GDQ25交流参数表

（1）智能功率、功率因数表（1只）：由一套微电脑，高速、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话的智能控制模式。为了提高测量范围和测试精度，将被测电压、电流瞬时值的取样信号经A/D变换，采用专用的DSP计算有功功率、无功功率。单相功率P的测量，其精度为0.5级；电压、电流量程分别为450V、5A，可测量单相、三相负载的有功功率、无功功率、功率因数及负载的性质等；此外还可以贮存、记录15组功率和功率因数的测试结果数据，并可逐组查询。

（2）真有效值交流数字电流表（1只）：测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程告警、指示及切断总电源等功能。

（3）交流电流表（1只）：精密指针式，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相应的刻度线），测量范围0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四档，精度1.0级，直键开关切换，设有超量程告警、指示及切断总电源功能。

（4）交流电压表（1只）：精密指针式，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相应的刻度线），测量范围0～500V，分10V、30V、100V、300V、500V五档，输入阻抗1MΩ，精度1.0级，直键开关切换，每档均有超量程告警、指示及切断总电源功能。

（5）智能型多功能测控装置1台

FM100-8能应用于各种电力输送黄色污污污在线下载, 电压、电流的输入无需中间变送器，电压低于400V的黄色污污污在线下载无需外接PT，对于更高电压等级的黄色污污污在线下载，PT二次侧额定电压为100VAC。电流输入可采用副方满刻度输出5A的CT接入线路。同时也提供了1A选项的 FM100-8，用于CT输出为1A的情况。4路开关量输入可用来监测断路器的状态、接地故障继电器状态或其他外部接点的状态。外部接点为干接点输入，电源由本装置提供,为一路+24V的电源。2路继电器触点输出，可通过通信口进行远方操作。基本型号的FM100-8提供了开断能力为6A的电磁式继电器。仪表显示和测量，FM100－8提供了30多个高精度实时三相测量参数和状态参数，所有参数均能通过面板显示器或仪表通信口而获得。这些实时参数包括：电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数和频率。所有电压、电流、功率、电度均为有效值。 状态信息包括：2个内部继电器；4路开关量输入。FM100-8以高速、高集成、工业级混合信号片上黄色污污污在线下载为核心，能胜任复杂的实时处理工作。它具有4行4符液晶显示；带4路RS-485通信接口，有远程通信和多机联网功能。

（6）智能型电机保护装置

提供1台智能型电机保护装置1台，具有过载、堵转、阻塞、欠载、断相、不平衡、剩余电流（接地/漏电）、温度、外部故障、相序、过压、欠压、欠功率、tE时间等全面的电动机综合保护功能。8路DI支持干结点输入，可实现远程主站对电动机运行状态的遥信监视。4路DO输出，满足直接起动，星—三角起动，自耦变压器起动，软起动等多种起动方式，通过通讯总线可实现远程主站对电动机进行实时遥控“起/停”操作。抗晃电确保电动机运行不间断，重起动功能在短时欠压、失压时用于电动机分批重起。具有标准的RS-485通讯接口，采用Modbus-RTU通讯协议，保证了上位机通讯的快速可靠。

10.DQ26三相可调电阻器

三组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻，各绕组端均引线至面板上，可完成串联、并联及串并联多种结合方式。

11.DQ27三相可调电阻器

三组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻，各绕组端均引线至面板上，可完成串联、并联及串并联多种结合方式。

11.DQ29电阻器组件

一组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻、一组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻，各绕组端均引线至面板上，可完成串联、并联及串并联多种结合方式。

12.GDQ12线绕式异步电动机转子专用箱

一组线绕式异步电动机转子专用电阻（测量范围0～35Ω，分0Ω、2Ω、5Ω、15Ω、35Ω五档，用于线绕式异步电动机起动与调速等实验）。

（四）DQ03-1固定电机导轨、光码盘测速黄色污污污在线下载（1024光电编码器）及智能数显转速表

固定电机的导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度与互换性好，能保证电机与电机、电机与测功机之间连接的同心度不超过±5丝。电机运行时噪声小，参数典型，能较好满足实验的要求。

（五）电机

DQ09直流并励电动机（DC220V、185W、1500RPM）一台

DQ19校正直流测功机（DC220V、355W、1500RPM）一台

DQ20三相鼠笼异步电动机（AC380V/△、180W、1420RPM）一台

DQ11三相线绕式异步电动机（AC220V/Y、120W、1380RPM）一台

DQ10三相鼠笼异步电动机（AC380V/Y）一台

DQ20-1三相鼠笼式异步电动机（AC380V/Y，带速度继电器一只）一台

DQ18三相双速异步电动机（AC380V△/YY）一台

（六）实验连接线及配件

根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验连接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分也护套结构手枪插连接线；数模信号部分采用弹性铍轻铜裸露结构连接线。三种导线只能连接对应的配套插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。

（七）欧式导线架

装置配有欧式导线架，用于悬挂和放置实训专用连接导线，外形尺寸为530mm×430mm×1200mm，设有五个万向轮，造型美观大方。

五、装置的安全保护体系

（1）控制屏电源由接触器通过启、停按钮进行控制，同时具有漏电声光告警、过压保护、过流保护、短路软截止保护等功能，通过急停按钮可方便地切断电源。

（2）屏上装有电压型漏电保护装置，控制屏内或强电输出若有漏电现象，即告警并切断总电源，确保实验进程安全。

（3）屏上三相调压器原、副边各设有一套过流保护装置。调压器短路或所带负载电流超过设定值，黄色污污污在线下载即告警并切断总电源。

（4）设有定时器兼报警记录仪（服务管理器），通过键控单元完成时间设定、定时报警设定、解除设置等操作、具有切断电源及记录各种告警次数等功能。

（5）强、弱电连接及插座分开，不会混淆，实验连接线安全、可靠、防触电。

六、实验项目

1. 电机基础实验

（1） 直流他励电动机的认识

（2） 直流他励电动机的空载试验

（3） 直流他励电动机的工作特性

（4） 三相鼠笼式异步电动机认识

（5） 三相鼠笼式异步电动机空载试验

（6） 三相鼠笼式异步电动机堵转试验

（7） 三相鼠笼式异步电动机工作特性

2. 电机拖动部分

直流他励电动机拖动实验

（1） 直流他励电动机固有机械特性

（2） 直流他励电动机人为机械特性

（3） 直流他励电动机能耗制动机械特性

（4） 直流他励电动机倒拉反转制动机械特性

（5） 直流他励电动机电源反接制动机械特性

（6） 直流他励电动机回馈制动机械特性

三相异步电动机拖动实验

（1） 三相异步电动机固有机械特性

（2） 三相异步电动机人为机械特性

（3） 三相异步电动机能耗制动机械特性

（4） 三相异步电动机反接制动机械特性

（5） 三相异步电动机回馈制动机械特性

3. 电机控制部分

直流他励电动机控制实验

（1） 电枢回路串电阻起动及调速

（2） 减压起动及降低电源电压调速

（3） 弱磁调速

三相异步电动机控制实验

（1） 三相异步电动机点动与自锁控制线路

（2） 三相异步电动机的正反转控制线路

（3） 顺序控制线路

（4） 三相异步电动机全压起动控制线路

（5） 三相异步电动机降压起动控制线路

（6） 三相绕线转子异步电动机起动控制线路

（7） 三相异步电动机能耗制动控制线路

（8） 三相异步电动机的调速控制线路

（9） 三相异步电动机单向起动及反接制动控制线路

（10） 两地控制线路

（11） 工作台自动往返循环控制线路

（12） 三相异步电动机双向起动及反接制动控制线路

（13） 三相双速异步电动机的控制线路

4. 基于PLC下的电机控制实验

（1） 三相异步电动机直接点动与自锁控制

（2） 三相异步电动机的正、反转控制

（3） 三相异步电动机的星形-三角形降压起动控制

（4） 三相线绕式异步电动机的起动控制

（5） 三相异步电动机带延时正、反转控制

（6） 三相异步电动机带限位自动返回控制

（7） 三相双速异步电动机的起动与调速控制

（8） 基于PLCC620车床电气控制黄色污污污在线下载

5. 基于变频器的电机拖动与控制实验

（1） 变频器的认识

（2） 变频器的参数设定与操作

（3） 变频器的面板控制

（4） 变频器的电位器控制

（5） 变频器的电压控制

（6） 变频器的电流控制

（7） 变频器的多段速控制

（8） 三相异步电动机的变频调速

6. PLC、变频器的电机拖动与控制实验

（1） 基于PLC通信方式的多段速选择变频调速

（2） 基于PLC通信方式的变频器开环调速

（3） 基于PLC通信方式的变频器闭环调速

（4） 基于PLC模拟量方式的变频器闭环调速

六、设备清单列表

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