大功率直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)考核裝置
2024-07-25 07:01一、概 述
大功率直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)考核裝置,該設(shè)備能滿足學(xué)校對(duì)技師和高級(jí)維修電工的培訓(xùn)及技能考核的需要，也可作為普通高校"電力電子技術(shù)"、"電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)"、"直流調(diào)速"等課程的實(shí)訓(xùn)。設(shè)備采用大功率晶閘管和2.2KW大功率直流機(jī)組，模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，彌補(bǔ)一般教學(xué)設(shè)備采用小電機(jī)無(wú)法準(zhǔn)確模擬中大功率電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的缺點(diǎn)。可以完成帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)、電流單閉環(huán)和電壓、電流雙閉環(huán)調(diào)速實(shí)訓(xùn)，通過設(shè)置故障的方式，也可以完成自動(dòng)化方面的實(shí)訓(xùn)考核。
（實(shí)訓(xùn)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖片，也可按客戶要求定做）。
二、適用范圍及設(shè)備特點(diǎn)
1．本裝置涵蓋了各高等院校和高職高專等所開設(shè)的"直流調(diào)速"、"電機(jī)控制"及"電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)"等專業(yè)課程所要求的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。
2．本裝置采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制柜形式，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容采用模塊化結(jié)構(gòu)，通用性強(qiáng)，易于擴(kuò)展。
3．本裝置面板各功能模塊的布局設(shè)計(jì)考慮了實(shí)驗(yàn)時(shí)的線路接線的順序，學(xué)生易于接受。
4．實(shí)訓(xùn)裝置配置了實(shí)訓(xùn)管理器，可對(duì)實(shí)訓(xùn)時(shí)間、故障排除的次數(shù)、電源控制進(jìn)行管理。
5．裝置具有完善的人身安全保護(hù)功能和設(shè)備安全保護(hù)功能，確保學(xué)生的人身安全和實(shí)訓(xùn)順利進(jìn)行。
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(duì)濕度＜85%（25℃）海撥＜4000m
3、裝置容量：＜4kVA
4、外形尺寸：85cm×70cm×180cm；
5、故障考核系統(tǒng)：實(shí)訓(xùn)考核鑒定管理系統(tǒng)可進(jìn)行模擬故障設(shè)置，學(xué)生根據(jù)工藝分析故障可能產(chǎn)生的原因，確定故障發(fā)生的范圍，并進(jìn)行排故，有利于開展技能鑒定、考核工作。
四、基本配置
1、工業(yè)控制柜（設(shè)有玻璃門、直觀清晰）
控制柜最上部為示波器放置區(qū)和設(shè)故箱，中間部分為電源控制部分，實(shí)訓(xùn)接線區(qū)和相應(yīng)的監(jiān)控儀表，裝有±300V直流電壓表、±20A直流電流表和數(shù)字轉(zhuǎn)速表用于指示直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，控制柜下部裝有三相同步變壓器、三相電流互感器和大功率晶閘管模塊等。
機(jī)柜為亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，1.5mm厚冷軋鋼板、面板采用鋁型材質(zhì);結(jié)實(shí)牢固、美觀大方。柜體后下側(cè)留有電源輸入線。柜子的底部安裝有四個(gè)優(yōu)質(zhì)的萬(wàn)向輪，每個(gè)輪子可承受150kg的重量，保證了機(jī)柜的可靠移動(dòng)。同時(shí)還安裝有四個(gè)撐腳，當(dāng)擺放位置確定后，可采用撐腳固定機(jī)柜，進(jìn)一步提高了萬(wàn)向輪的可靠性。
2、直流電機(jī)組
整套直流電機(jī)組放置在一輛拖車上，2.2KW直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)（220V，13.6A，1480r/min）和1.9KW直流發(fā)電機(jī)同軸安裝，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸還裝有測(cè)速裝置，給調(diào)速系統(tǒng)提供相應(yīng)的轉(zhuǎn)速信號(hào)。
3、加載電阻箱
設(shè)備還配套一臺(tái)大功率可調(diào)電阻器，接直流發(fā)電機(jī)的電樞回路，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻大小即改變了電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
五、實(shí)訓(xùn)裝置布局說明
實(shí)訓(xùn)裝置由實(shí)訓(xùn)控制柜和直流電機(jī)組、加載電阻箱組成。實(shí)訓(xùn)控制柜采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)柜結(jié)構(gòu)，由大6部分組成：
（1）示波器放置區(qū): 位于控制柜最上部（左側(cè)），按照通用示波器的大小設(shè)計(jì)。
（2）實(shí)訓(xùn)管理器（故障設(shè)置）:實(shí)訓(xùn)管理硬件部分由單片機(jī)系統(tǒng)組成。包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，鍵盤、顯示和隔離通訊部分。實(shí)訓(xùn)裝置上電后開始工作。平時(shí)可作為時(shí)鐘使用，具有設(shè)定實(shí)訓(xùn)時(shí)間，定時(shí)報(bào)警，設(shè)定故障，顯示排故情況、切斷電源等功能；還可以自動(dòng)記錄告警的次數(shù)。
（3）實(shí)訓(xùn)裝置的主電源控制:由電源控制按鈕及急停按鈕組成，對(duì)實(shí)訓(xùn)裝置的總電源進(jìn)行控制并加以指示。
（4）實(shí)訓(xùn)裝置控制回路部分：由三相觸發(fā)電路和電機(jī)調(diào)速控制電路組成。設(shè)各種置有多個(gè)電位器，可對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行整定和調(diào)試。
三相觸發(fā)電路采用集成觸發(fā)電路，抗干擾能力強(qiáng)，三相脈沖間隔均勻，一直性好，產(chǎn)生雙窄脈沖，脈沖移相范圍為0－170°。在面板上可觀察三相同步電壓和六個(gè)脈沖波形，并通過"Uct"端對(duì)α角進(jìn)行控制。面板還設(shè)計(jì)有脈沖功率放大電路控制端，可對(duì)觸發(fā)脈沖放大電路進(jìn)行控制。
可設(shè)置三相同步信號(hào)丟失、三相同步相位錯(cuò)誤、脈沖移相不可控、單路脈沖丟失、多路脈沖丟失、單路脈沖幅值偏低、功放電路失效等故障
電機(jī)調(diào)速控制電路由給定、電流反饋及過流保護(hù)、速度變換器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器組成。為便于理解，畫有各控制回路的原理圖及接線提示，通過讀圖，大大減少了接線錯(cuò)誤的可能性，提高了設(shè)備的可靠性，同時(shí)也降低了教師的工作量。
（5）儀表測(cè)量區(qū)：裝有一只±300V直流電壓表、±20A直流電流表和數(shù)字轉(zhuǎn)速表用于指示直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，另裝有一只±300V直流電壓表、±20A直流電流表用于指示直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
（6）實(shí)訓(xùn)裝置主回路部分：由三相電流互感器、平波電抗器、RC吸收電路、大功率晶閘管模塊組成。其中晶閘管采用金屬封裝，過載能力強(qiáng)、可靠性高、干擾能力強(qiáng)。
六、實(shí)訓(xùn)裝置的人身及設(shè)備安全保護(hù)
（1）實(shí)訓(xùn)裝置的電源進(jìn)線端設(shè)計(jì)了電流型漏電保護(hù)功能，控制屏若有漏電現(xiàn)象，當(dāng)漏電流超過一定值，即切斷總電源。漏電流≤30mA，動(dòng)作時(shí)間≤0.1s。
（2）實(shí)訓(xùn)裝置還設(shè)計(jì)了電壓型漏電保護(hù)功能，對(duì)線路出現(xiàn)漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，切斷電源；
(3)實(shí)訓(xùn)主電路采用安全隔離變壓器輸出，使實(shí)訓(xùn)操作更加安全可靠。
七、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：
（一）開環(huán)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試實(shí)訓(xùn)
1.同步信號(hào)觀測(cè)
2.鋸齒波斜率整定
3.初始角度整定
4.最小整流角最小逆變角整定
5.三相全控整流電路
( 二 )閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試
1.電壓反饋系數(shù)整定
2.電流反饋系數(shù)整定
3.轉(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)整定
4.電流截止負(fù)反饋整定
5.電壓?jiǎn)伍]環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
6.轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
7.帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
8.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
八、部分故障模擬功能如下：
1)模擬三相同步信號(hào)缺相
2)模擬晶閘管觸發(fā)電路故障
3)模擬電壓?jiǎn)伍]環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器故障
4)模擬轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器故障
5)模擬雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器故障
6)模擬雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器故障
整套設(shè)備可以設(shè)置獨(dú)立的16個(gè)故障點(diǎn)，通過多個(gè)故障點(diǎn)排列組合，可模擬更多的故障情況。
九、設(shè)備配置清單如下：
大功率直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)考核裝置,該設(shè)備能滿足學(xué)校對(duì)技師和高級(jí)維修電工的培訓(xùn)及技能考核的需要，也可作為普通高校"電力電子技術(shù)"、"電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)"、"直流調(diào)速"等課程的實(shí)訓(xùn)。設(shè)備采用大功率晶閘管和2.2KW大功率直流機(jī)組，模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，彌補(bǔ)一般教學(xué)設(shè)備采用小電機(jī)無(wú)法準(zhǔn)確模擬中大功率電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的缺點(diǎn)。可以完成帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)、電流單閉環(huán)和電壓、電流雙閉環(huán)調(diào)速實(shí)訓(xùn)，通過設(shè)置故障的方式，也可以完成自動(dòng)化方面的實(shí)訓(xùn)考核。
（實(shí)訓(xùn)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖片，也可按客戶要求定做）。
二、適用范圍及設(shè)備特點(diǎn)
1．本裝置涵蓋了各高等院校和高職高專等所開設(shè)的"直流調(diào)速"、"電機(jī)控制"及"電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)"等專業(yè)課程所要求的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。
2．本裝置采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制柜形式，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容采用模塊化結(jié)構(gòu)，通用性強(qiáng)，易于擴(kuò)展。
3．本裝置面板各功能模塊的布局設(shè)計(jì)考慮了實(shí)驗(yàn)時(shí)的線路接線的順序，學(xué)生易于接受。
4．實(shí)訓(xùn)裝置配置了實(shí)訓(xùn)管理器，可對(duì)實(shí)訓(xùn)時(shí)間、故障排除的次數(shù)、電源控制進(jìn)行管理。
5．裝置具有完善的人身安全保護(hù)功能和設(shè)備安全保護(hù)功能，確保學(xué)生的人身安全和實(shí)訓(xùn)順利進(jìn)行。
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(duì)濕度＜85%（25℃）海撥＜4000m
3、裝置容量：＜4kVA
4、外形尺寸：85cm×70cm×180cm；
5、故障考核系統(tǒng)：實(shí)訓(xùn)考核鑒定管理系統(tǒng)可進(jìn)行模擬故障設(shè)置，學(xué)生根據(jù)工藝分析故障可能產(chǎn)生的原因，確定故障發(fā)生的范圍，并進(jìn)行排故，有利于開展技能鑒定、考核工作。
四、基本配置
1、工業(yè)控制柜（設(shè)有玻璃門、直觀清晰）
控制柜最上部為示波器放置區(qū)和設(shè)故箱，中間部分為電源控制部分，實(shí)訓(xùn)接線區(qū)和相應(yīng)的監(jiān)控儀表，裝有±300V直流電壓表、±20A直流電流表和數(shù)字轉(zhuǎn)速表用于指示直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，控制柜下部裝有三相同步變壓器、三相電流互感器和大功率晶閘管模塊等。
機(jī)柜為亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，1.5mm厚冷軋鋼板、面板采用鋁型材質(zhì);結(jié)實(shí)牢固、美觀大方。柜體后下側(cè)留有電源輸入線。柜子的底部安裝有四個(gè)優(yōu)質(zhì)的萬(wàn)向輪，每個(gè)輪子可承受150kg的重量，保證了機(jī)柜的可靠移動(dòng)。同時(shí)還安裝有四個(gè)撐腳，當(dāng)擺放位置確定后，可采用撐腳固定機(jī)柜，進(jìn)一步提高了萬(wàn)向輪的可靠性。
2、直流電機(jī)組
整套直流電機(jī)組放置在一輛拖車上，2.2KW直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)（220V，13.6A，1480r/min）和1.9KW直流發(fā)電機(jī)同軸安裝，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸還裝有測(cè)速裝置，給調(diào)速系統(tǒng)提供相應(yīng)的轉(zhuǎn)速信號(hào)。
3、加載電阻箱
設(shè)備還配套一臺(tái)大功率可調(diào)電阻器，接直流發(fā)電機(jī)的電樞回路，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻大小即改變了電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
五、實(shí)訓(xùn)裝置布局說明
實(shí)訓(xùn)裝置由實(shí)訓(xùn)控制柜和直流電機(jī)組、加載電阻箱組成。實(shí)訓(xùn)控制柜采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)柜結(jié)構(gòu)，由大6部分組成：
（1）示波器放置區(qū): 位于控制柜最上部（左側(cè)），按照通用示波器的大小設(shè)計(jì)。
（2）實(shí)訓(xùn)管理器（故障設(shè)置）:實(shí)訓(xùn)管理硬件部分由單片機(jī)系統(tǒng)組成。包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，鍵盤、顯示和隔離通訊部分。實(shí)訓(xùn)裝置上電后開始工作。平時(shí)可作為時(shí)鐘使用，具有設(shè)定實(shí)訓(xùn)時(shí)間，定時(shí)報(bào)警，設(shè)定故障，顯示排故情況、切斷電源等功能；還可以自動(dòng)記錄告警的次數(shù)。
（3）實(shí)訓(xùn)裝置的主電源控制:由電源控制按鈕及急停按鈕組成，對(duì)實(shí)訓(xùn)裝置的總電源進(jìn)行控制并加以指示。
（4）實(shí)訓(xùn)裝置控制回路部分：由三相觸發(fā)電路和電機(jī)調(diào)速控制電路組成。設(shè)各種置有多個(gè)電位器，可對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行整定和調(diào)試。
三相觸發(fā)電路采用集成觸發(fā)電路，抗干擾能力強(qiáng)，三相脈沖間隔均勻，一直性好，產(chǎn)生雙窄脈沖，脈沖移相范圍為0－170°。在面板上可觀察三相同步電壓和六個(gè)脈沖波形，并通過"Uct"端對(duì)α角進(jìn)行控制。面板還設(shè)計(jì)有脈沖功率放大電路控制端，可對(duì)觸發(fā)脈沖放大電路進(jìn)行控制。
可設(shè)置三相同步信號(hào)丟失、三相同步相位錯(cuò)誤、脈沖移相不可控、單路脈沖丟失、多路脈沖丟失、單路脈沖幅值偏低、功放電路失效等故障
電機(jī)調(diào)速控制電路由給定、電流反饋及過流保護(hù)、速度變換器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器組成。為便于理解，畫有各控制回路的原理圖及接線提示，通過讀圖，大大減少了接線錯(cuò)誤的可能性，提高了設(shè)備的可靠性，同時(shí)也降低了教師的工作量。
（5）儀表測(cè)量區(qū)：裝有一只±300V直流電壓表、±20A直流電流表和數(shù)字轉(zhuǎn)速表用于指示直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，另裝有一只±300V直流電壓表、±20A直流電流表用于指示直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
（6）實(shí)訓(xùn)裝置主回路部分：由三相電流互感器、平波電抗器、RC吸收電路、大功率晶閘管模塊組成。其中晶閘管采用金屬封裝，過載能力強(qiáng)、可靠性高、干擾能力強(qiáng)。
六、實(shí)訓(xùn)裝置的人身及設(shè)備安全保護(hù)
（1）實(shí)訓(xùn)裝置的電源進(jìn)線端設(shè)計(jì)了電流型漏電保護(hù)功能，控制屏若有漏電現(xiàn)象，當(dāng)漏電流超過一定值，即切斷總電源。漏電流≤30mA，動(dòng)作時(shí)間≤0.1s。
（2）實(shí)訓(xùn)裝置還設(shè)計(jì)了電壓型漏電保護(hù)功能，對(duì)線路出現(xiàn)漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，切斷電源；
(3)實(shí)訓(xùn)主電路采用安全隔離變壓器輸出，使實(shí)訓(xùn)操作更加安全可靠。
七、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：
（一）開環(huán)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試實(shí)訓(xùn)
1.同步信號(hào)觀測(cè)
2.鋸齒波斜率整定
3.初始角度整定
4.最小整流角最小逆變角整定
5.三相全控整流電路
( 二 )閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試
1.電壓反饋系數(shù)整定
2.電流反饋系數(shù)整定
3.轉(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)整定
4.電流截止負(fù)反饋整定
5.電壓?jiǎn)伍]環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
6.轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
7.帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
8.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
八、部分故障模擬功能如下：
1)模擬三相同步信號(hào)缺相
2)模擬晶閘管觸發(fā)電路故障
3)模擬電壓?jiǎn)伍]環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器故障
4)模擬轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器故障
5)模擬雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器故障
6)模擬雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器故障
整套設(shè)備可以設(shè)置獨(dú)立的16個(gè)故障點(diǎn)，通過多個(gè)故障點(diǎn)排列組合，可模擬更多的故障情況。
九、設(shè)備配置清單如下：
| 序號(hào) | 名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | 大功率直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)考核柜 | 1套 | 必配 |
| 2 | 2.2KW直流電動(dòng)機(jī)+1.9KW直流發(fā)電機(jī)機(jī)組 | 1組 | 必配 |
| 3 | 大功率加載電阻箱 | 1個(gè) | 必配 |
| 4 | 實(shí)訓(xùn)連接線 | 1套 | 必配 |
| 5 | 數(shù)字萬(wàn)用表 | 1只 | 選購(gòu) |
| 6 | 方凳 | 2只/套 | 贈(zèng)送 |