电工电子电力拖动实验装置（带PLC实验）

电工电子电力拖动实验装置（带PLC实验）

电工电子电力拖动实验装置全面解析

一、研发初衷与适用范围

电工电子电力拖动实验装置（含 PLC 实验功能），是紧密依据我国大学本科、专科、中专以及职业院校中 “电路分析”“电工基础”“电工学”“电机控制”“继电接触控制” 和 “电力拖动” 等课程的实验大纲要求精心研制而成。该装置特别适合高等院校对现有实验设备进行更新换代，同时也为中专、职校等在新建或扩建实验室时，能够快速开设实验课程提供了极为理想的实验教学设备。

二、显著特点

高度综合性：整合了国内各类学校电类基础课程的所有实验项目，为学生提供全面的实践平台。

灵活适应性：实验的深度和广度可依据实际需求灵活调整，无论是基础普及还是进阶提高，都能与教学进程有机融合。装置采用积木式结构，便于更换部件，轻松实现功能扩展或开发全新实验。

完整整套性：从教学仪器、专用电源到实验连接的专用导线等，均配备齐全。仪器仪表的性能、精度和规格，都紧密贴合实验需求。

结果一致性：实验器件的选择合理且配套完整，确保多组实验结果具有良好的同一性，极大地方便了教师组织和指导实验教学。

直观易操作性：实验台采用整体与挂件相结合的结构形式，电源配置和仪表清晰可见。各实验挂件任务明确，操作与维护都十分简便。

三、核心功能

丰富电源与设备提供：实验台能够提供实验所需的交流电源、低压直流电源、可调恒流源、函数信号发生器（包含频率计）、受控源、交直流测量仪表（可测量电压、电流、功率、功率因数）、各类实验挂箱以及电机等。

多课程实验覆盖：

可完成 “电工基础”“电工学” 中的叠加、戴维南、双口网络、谐振、选频以及一、二阶电路等实验。

能开展 “电路分析”“电工学” 中的单相、三相、日光灯、变压器、互感器及电度表等实验。

可以实现 “电机控制”“继电接触控制” 及 “电力拖动” 等课程的实验。

还能进行模电、数电以及 PLC 可编程控制实验。

四、技术性能参数

输入电源：三相四线 (或三相五线)，电压为 380V±10%，频率 50Hz。

工作环境：温度在 - 10℃～+40℃之间，相对湿度＜85%(25℃)，海拔＜4000m。

外形尺寸：167×73×153cm³。

装置容量：＜1.5KVA。

五、详细配置

实验台主要由电源仪器控制屏、实验桌、实验挂箱以及三相鼠笼电机等部分构成。

（一）电源仪器控制屏

控制屏采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，搭配铝质面板。为实验提供多种电源和测试仪表，具体功能如下：

主控功能板

交流电源调节：具备三相 0～450V 及单相 0～250V 连续可调交流电源。配备一台 1.5KVA/0～450V 的三相同轴联动自耦调压器，克服了传统三只单相调压器组合的缺点。可调交流电源输出处设有过流保护，能自动保护相间、线间过电流及直接短路情况，避免了更换保险丝的繁琐。同时配有三只指针式交流电压表，通过切换开关可分别显示三相电网电压和三相调压输出电压。

低压直流电源：提供两路低压稳压直流 0.0～30V/1A 连续可调电源，带有数字式电压表指示输出电压。电压稳定度≤0.3%，电流稳定度≤0.3%，并设有短路软截止保护和自动恢复功能。

恒流源：提供一路 0～500mA 连续可调恒流源，分为 2mA、20mA、500mA 三档。负载稳定度≤5×10⁻⁴，额定变化率≤５×10⁻⁴，配有数字式直流毫安表指示输出电流，具备输出开路、短路保护功能。

照明设施：设有一盏 220V/30W 的日光灯用于实验照明，还引出一支 220V/30W 日光灯灯管的四个头，可供实验使用。

实验管理器：可设定实验时间、定时报警以及切断电源。还能自动记录和区分因接线或操作错误导致的漏电告警、仪表超量程告警等。

真有效值交流数字电压表：设有一只真有效值交流数字电压表，测量范围 0～500V，量程可自动判断和切换，精度为 0.5 级，采用三位半数显。

信号源功能板

频率计：6 位数字显示，显示范围为 1Hz～10MHz，可作为外部测量和内置信号源频率的指示。

信号源特性：频率范围在 0.2Hz～2MHz，分为七档。输出波形包括正弦波、三角波、方波、脉冲波、斜波及 50Hz 正弦波。占空比可在 20%～80% 调节，输出幅度为 20Vp - p (1MΩ 负载)、10Vp - p (50Ω 负载)。具备短路保护功能，能抗输入电压 ±35V（1 分钟）。幅度通过三位 LED 显示，功率输出≥10W，频率范围 (3dB 带宽) 为 20KHz (方波、三角波、正弦波)。

仪表、受控源功能板

智能交流数字电压表：采用美国模拟器件公司的新型高性能 RMS 真有效值转换器，结合高速 MPU 单元设计。具备自动与手动量程，测量范围 0 - 500V，频率范围 10Hz - 20Hz。手动量程有 10V、100V、500V 三档，测量精度 0.5 级，具有数据存储与查询功能。

智能交流数字电流表：同样采用美国模拟器件公司的新型高性能 RMS 真有效值转换器和高速 MPU 单元设计。具有自动与手动量程，测量范围 0 - 5A，频率范围 10Hz - 20Hz。手动量程为 100mA、1A、5A，测量精度 0.5 级，有数据存储与查询功能。

直流数显电压表：由 ICL 公司高性能 AD 转换器与高速 MPU 单元设计而成。具备自动与手动量程，测量范围 0 - 200V。手动量程为 2V、20V、200V，测量精度 0.5 级。具有数据存储与查询功能，同时设有超量程报警、指示及切断总电源等功能。

直流数显毫安表：采用 ICL 公司高性能 AD 转换器和高速 MPU 单元设计。具有自动与手动量程，测量范围 0 - 2000mA。手动量程为 20mA、200mA、2000mA，测量精度 0.5 级。具备数据存储与查询功能，以及超量程报警、指示及切断总电源等功能。

受控源：设有 CCVS、VCCS 两路受控源，打开电源开关即可工作。通过适当连接，可实现 VCVS、CCCS 受控源的功能。此外，还配备 ±12V 两路直流稳压电源，并有发光管指示。

挂件挂置方法：控制屏正面右边有一个 74×48.5cm² 的大凹槽，可容纳两个大挂箱和一个小挂箱。凹槽上、下边各有六个螺柱，大挂箱挂在左右两边，小挂箱挂在中间。挂箱与控制屏通过螺母固定，方便装卸和运输。

（二）实验桌

实验桌采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨的高密度板。左右两侧设有两个带锁的大抽屉，用于存放工具和资料。右边还设有可拆卸的搁板，专门用于放置示波器。

（三）实验组件挂箱

电路基础实验箱：可进行基尔霍夫定律（可设置三个典型故障点）、叠加原理（可设置三个典型故障点）、戴维南定理、诺顿定理、二端口网络、互易定理、R、L、C 串联谐振电路（L 用空心电感）、R、C 串并联选频电路以及一阶、二阶动态电路等实验。实验器件齐全，实验单元隔离清晰，实验线路完整明了，将验证性实验与设计性实验相结合。

交流电路实验箱：提供单相、三相负载电路、日光灯、变压器、互感器及电度表等实验。负载由三个完全独立的灯组组成，可连接成 Y 或△两种三相负载线路。每个灯组有三个并联的白炽灯罗口灯座（每组设三个开关控制三个负载并联支路的通断），可插 60W 以下的白炽灯九只，各灯组设有电流插座。日光灯实验器件包括 30W 整流器、电容器（1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V）、启辉器及短接按钮。还有一组互感线圈，实验时临时挂上，两个空心线圈 L1、L2 装在滑动架上，可调节间距，小线圈可放入大线圈内，并配有大、小铁棒各一根及非导磁铝棒一根。此外，有一只规格为 220V、3/6A 的电度表，实验时临时挂上，其电源线、负载线均已接在电度表接线架的接线柱上，方便实验。还有一只铁芯变压器（50VA、36V/220V），原副边均设保险丝便于电流测试，可进行变压器原、副绕组同名端判断及变压器应用等实验。

元件箱：设有三组高压电容（每组 1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V 高压电容各一只），用于改变功率因数实验。还提供实验所需的各种元件，如电阻、二极管、发光管、稳压管、电位器及 12V 灯泡等，以及十进制可调电阻箱，阻值为 0～99999.9Ω/2W。

单相智能功率、功率因数表：由 24 位专用 DSP、16 位高精度 AD 转换器和高速 MPU 单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件采用 RTOS 设计思路，并配有 PC 监控软件以增强分析能力。能测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为 1.0 级，功率因数测量范围 0.3 - 1.0，电压电流量程为 450V 和 5A，能自动判别负载性质（感性显示 “L”，容性显示 “C”，纯电阻不显示），并可存储测量数据，方便随时查阅。

真有效值交流数字毫伏表：能精确测量各种复杂波形的有效值，电压测试范围 0.2mV～600V（有效值），测试基本精度达到 ±1%，量程分 200mV、2V、20V、200V、600V 五档，通过直键开关切换，采用三位半数字显示。每档均有超量程告警、指示及切断总电源功能。频率测试范围 10Hz～600KHz，输入阻抗 1MΩ，输入电容≤30pF。

受控源 (四路)、回转器、负阻抗变换器：提供流控电压源 CCVS、压控电流源 VCCS、压控电压源 VCVS、流控电流源 CCCS、回转器及负阻抗变换器等实验模块。四组受控源、回转器、负阻抗变换器均采用标准网络符号。

（四）数字电路、模拟电路

提供四路稳压电源（±5V/0.5A；±15V/0.5A，均有短路保护、自动恢复功能）、低压交流电源（0V、6V、10V、14V 抽头各一路及中心抽头 17V 两路）、四位十进制译码显示器、两组拨码盘、8 位逻辑开关、8 位电平指示器、三态逻辑笔、单次脉冲源、扬声器、振荡线圈、按键、桥堆及电位器等。此外，还设有一些高可靠圆脚集成电路插座（8P2 只、14P3 只、16P4 只、28P1 只、40P1 只）及可靠的镀银长紫铜管（用于插电阻、电容、电位器、晶体管等元件）。实验挂箱配有①共射极单管放大器负反馈放大器实验板、②射极跟随器实验板、③RC 正弦振荡器实验板、④差动放大器实验板、⑤OTL 功率放大器实验板共五块及若干分立元件，可采用固定线路或分立元件灵活组合进行实验，有助于提高学生的动手能力。

（五）继电接触控制

提供中间继电器二只，热继电器一只，熔断器三只，转换开关三只，按钮一只，行程开关四只，信号灯、保险丝座各一只。各器件的工作端子均引到面板上，方便实验接线。

提供交流接触器（线圈电压 380V）三只，热继电器一只，电子式时间继电器（通电延时，工作电压 380V）一只，变压器 (220V/26V/6.3V)、整流电路、能耗制动电阻 (10Ω/25W) 各一组，带灯按钮（黄、绿、红各一只）三只。将各器件的工作端子引到面板上，用于实验接线。

六、实验项目

（一）基础实验涵盖

能够完成 “电工、电子、电力拖动实验装置” 的所有实验项目。

（二）PLC 可编程实验内容

与、或、非逻辑功能实验

定时器、计数器功能实验

跳转、分支功能实验

移位寄存器实验

数据处理功能实验

微分、位操作实验

交通信号灯 PLC 自动控制实验

搅拌器的 PLC 自动控制实验

LED 数码管显示 PLC 自动控制实验

四层电梯的 PLC 自动控制实验

加工中心刀具库选择控制实验

艺术彩灯造型的 PLC 控制实验

电机的自动控制实验

步进电机的 PLC 控制

模拟电视发射塔实验

自动送料装车系统控制实验

自动售货机实验

自动成型实验

水塔自动供水控制系统实验

邮件自动分拣实验

自动洗衣机控制系统模拟实验

电镀过程控制实验

（三）PLC 电气控制实验项目

三相鼠笼异步电动机点动和自锁 PLC 控制

三相鼠笼异步电动机联动正反转 PLC 控制

三相鼠笼异步电动机带延时正反转 PLC 控制

三相鼠笼异步电动机 Y/△转换起动 PLC 控制