网络型现代电工技术实验装置

网络型现代电工技术实验装置

网络型现代电工技术实验装置功能与特性全面解读

在科技不断革新的浪潮中，网络型现代电工技术实验装置顺应实验室发展的趋势应运而生。它以推动开放性实验、增强学生实践操作能力为核心目标，在结构设计与性能表现上均实现了重大突破与创新。该装置不仅传承了传统实验台的众多优势，诸如全方位的人身安全防护体系（涵盖电压型漏电保护、电流型漏电保护、过流保护等）以及教学仪器和仪表的自我保护机制，还紧跟当下实验设备的发展潮流，成功实现了联网通信功能，尤其是局域网通信，为实验教学开创了全新的模式。

实验单元的设计融合了验证性、设计性与综合性实验，旨在最大程度地激发学生的动手实践能力。实验箱可直接放置在台面上进行操作，其线路布局清晰明了，布线科学合理，为学生的实验操作提供了极大便利。

一、突出特点彰显优势

高度综合性：此实验台整合了当前国内各类院校电类基础课程的所有实验项目。用户能够依据自身需求灵活选购实验部件，实验的深度也可根据实际教学情况灵活调整。无论是基础教学的普及阶段，还是进阶教学的提高阶段，都能与教学进度完美融合。

整体一致性卓越：实验所需的交直流仪表、交直流电源、信号源（内置频率计）以及常用的实验器件，均紧密围绕实验需求进行配置，并集中安置在实验台上。这一设计极大地方便了教师组织和指导实验教学，确保教学过程的高效有序。

科学性与安全性兼具：实验台在设计上充分考虑了空间利用和实验环境优化。其占地面积较小，有效节省了实验用房，降低了基建投资成本。同时，实验室整体布局整齐美观，显著改善了实验环境。实验内容丰富多样且设计合理，不仅有助于学生深化理论知识的理解，还能结合实际情况开展设计性和综合性实验。此外，根据实验内容的特性，将强电部分和弱电部分的插座与导线严格区分。强电部分采用高可靠带伸缩弹性手枪插连接线，从根源上杜绝了触电风险；弱电部分则采用弹性铍轻铜裸露结构联接线。两种导线只能与相应内孔的插座适配，有效提升了实验的安全性与合理性。

布局灵活视野开阔：实验台的总高度设定为 1.3 米，这一高度充分契合当前实验室的发展需求。学生在进行实验操作或听课过程中，可以选择坐姿，不会产生任何压抑感，同时也便于教师进行现场指导。

高效计算机联网：该实验装置支持多机通信模式或局域网模式，方便对整个实验室进行统一管理。这一功能极大地减轻了教师的工作负担，提升了教学管理的效率。

二、技术性能精准呈现

输入电源规格：可适配三相四线（或三相五线）电源，电压为 380V±10%，频率为 50Hz 。

工作环境要求：适宜的工作温度范围在－10℃～＋40℃之间，相对湿度需小于 85%（25℃时），海拔要求低于 4000m。

装机容量限制：装机容量小于 1.5KVA。

整体重量：约为 150kg。

外形尺寸：具体尺寸为 168×73×130cm³。

三、详细配置一览无余

本实验台主要由电源控制屏、实验桌、实验箱等关键部分构成。

（一）电源、仪表控制屏

控制屏采用铁质双层亚光密纹喷塑工艺，搭配铝质面板，外观精致且耐用。它为实验提供了丰富的资源，包括交流电源、直流稳压电源、恒流源、信号源（含频率计）、各类测试仪表以及实验器件等，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 连续可调的交流电源，配备一台规格为 1.5KVA/0～450V 的三相同轴联动调压器。可调交流电源输出端设置了先进的过流保护技术，能够自动对相间、线间过电流以及直接短路等情况进行有效保护，彻底解决了频繁更换保险丝带来的困扰。同时，配备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。

电度表配置：提供一只规格为 220V，3/6A 的电度表，在实验时可临时安装。其电源线和负载线均已预先连接在电度表接线架的接线柱上，极大地简化了实验操作流程。

铁芯变压器配备：配备一只规格为 50VA，36V/220V 的铁芯变压器，原、副边均设有电流插座，方便进行电流测量等实验操作。

照明设施设置：设有一支 220V/30W 的实验用日光灯灯管，将灯管的四个头引出并连接在面板接线柱上，为相关实验提供便利。此外，还提供 220V 的电源暗插座及信号插座各两只。

直流电源、信号源板

直流稳压电源：提供两路 0.0～30V/1A 的可调稳压电源，具备截止型短路软保护和自动恢复功能。同时，配备三位半数显直流电压表及切换琴键开关，方便用户实时监测和调节电压输出。

恒流源供应：提供一组 0~200mA 连续可调的恒流源，分为 2mA、20mA、200mA 三档。负载稳定度≤5×10⁻⁴，配备三位半数显电流表用于指示输出电流。

数控智能函数信号发生器（带频率计）

频率计功能：具有 6 位数字显示，显示范围为 1Hz～10MHz，既可以作为外部测量工具，也能用于指示信号源的频率。

信号源特性：频率范围在 0.2Hz～2MHz 之间，共分为七档。可输出正弦波、三角波、方波、脉冲波、斜波、50Hz 正弦波等多种波形。占空比可在 20%～80% 范围内调节，输出幅度为 20Vp - p (1MΩ 负载)、10Vp - p (50Ω 负载) 。具备短路保护功能，能够承受输入电压 ±35V（持续 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)。

仪表面板

智能交流数字电压表：采用美国模拟器件公司生产的新型高性能 RMS 真有效值转换器，结合高速 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。具有自动与手动量程，测量范围为 0 - 450V，频率范围为 10Hz - 20KHz。手动量程分为 2V、20V、500V 三档，测量精度达到 0.5 级。具备数据存储与查询功能，方便用户对测量数据进行管理和分析。

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。通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围为 0 - 5A，频率范围为 10Hz - 20KHz。手动量程为 20mA、200mA、1000mA，测量精度为 0.5 级，具备数据存储与查询功能。

真有效值交流数字毫伏表：能够精确测量各种复杂波形的有效值，电压测试范围为 0.2mV～600V（有效值），测试基本精度可达 ±1%。量程分为 100mV、1V、10V、100V、600V 五档，通过直键开关进行切换，采用三位半数字显示。每档均设有超量程告警指示，并具备通信功能。频率测试范围为 10Hz～1MHz，输入阻抗为 1MΩ，输入电容≤30pF。

智能交流功率及功率因数表（多功能）2 只：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。在软件设计上采用 RTOS 设计思路，同时配备 PC 监控软件以增强分析能力。能够测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为 1.0 级，功率因数测量范围为 0.3 - 1.0，电压电流量程为 450V 和 5A，能够自动判别负载性质（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。

智能直流电压表、毫安表（两只表）：直流电压表的测量范围为 0～300V，精度为 0.5 级；直流毫安表的测量范围为 0～500mA，精度为 0.5 级。输入量程可自动切换，具有超值报警、指示及切断总电源等功能。同时具备数据存储与查询功能，方便用户对直流电路参数进行测量和管理。

实验管理器：具备设定实验时间、定时报警、切断电源等功能。还能够自动记录和区分由于接线或操作错误所导致的漏电告警、仪表超量程告警等情况，为实验的安全进行提供全方位保障。

（二）实验桌

实验桌采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面选用防火、防水、耐磨的高密度板制作，结构稳固，造型美观大方。设有两个大抽屉和柜门，方便存放工具、挂件以及资料等物品。桌面用于安装电源控制屏，并为学生提供了一个宽敞舒适的工作台面。此外，实验桌还配备了四个轮子和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的合理布局。

（三）实验箱

电路基础实验（一）：可完成电表改装实验（配备镜面指针式精密毫安表一只）、伏安特性实验、最大功率传输条件测定实验、电压源与电流源的等效变换实验，并配备相关实验器件。

电路基础实验（二）：能够开展叠加原理、基尔霍夫定律（判断性实验）、戴维宁定理、诺顿定理及双口网络、互易定理实验。

电路基础实验（三）：用于完成受控源、回转器、负阻抗变换器实验，实验图形采用标准网络符号。

电路基础实验（四）：可进行一阶、二阶动态电路以及电路状态轨迹的观测实验。

电路基础实验（五）：完成 R、L、C 串联谐振（电感采用空心）、R、C 串、并联选频网络、R、C 双 T 网络实验。

交流电路实验（一）：开展正弦稳态交流电路相量的研究（包含日光灯功率因数提高实验）、黑匣子实验（R、L、C 元件特性及参数测定）。

交流电路实验（二）：完成三相电路（每相三只灯泡并联）实验。

交流电路实验（三）：完成三相电路（每相两只灯泡串、并联）实验。

磁路与变压器应用实验：提供磁滞回线变压器、双绕组变压器及相关实验器件。

元件箱：提供实验所需的电阻、电容、电感、电位器、十进制可调电阻等各类实验器件。

三相电容箱：提供三相高压电容，每相容值分别为 1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V。

继电接触控制（一）：配备交流接触器、热继电器及模拟灯泡各一只，带灯按钮三只（分别为黄、绿、红颜色）。

继电接触控制（二）：提供交流接触器两只、时间继电器（通电延时）一个，以及能耗制动电源变压器、整流二极管、电阻等。

三相鼠笼电机（△380V）2 台：电机的三个绕组均已引出，方便进行接线操作。

实验连接线：根据不同实验项目的特点，配备了两种不同类型的实验联接线。强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线，内部采用无氧铜抽丝制成的多股细丝，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，确保接触安全可靠。弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线只能与相应内孔的插座配合使用，严禁混插，有效提高了实验的安全性与合理性。

四、丰富实验项目涵盖广泛

（一）电工基本实验

掌握基本电工仪表的使用方法，并学会计算测量误差。

探索减小仪表测量误差的有效方法。

开展仪表（电压表、电流表）量程扩展实验。

测绘电路元件的伏安特性曲线。

测定电位、电压，并绘制电路电位图。

验证基尔霍夫定律，并进行故障判断。

验证叠加原理，并进行故障判断。

实现电压源与电流源的等效变换实验。

验证戴维南定理。

验证诺顿定理。

测定最大功率传输条件。

进行二端口网络实验。

开展互易定理实验。

对受控源 VCVS、VCCS、CCVS、CCCS 进行实验研究。

观察与测量典型电信号。

测试 RC 一阶电路的响应。

研究二阶动态电路的响应。

测定 R、L、C 元件的阻抗特性。

测试 RC 串、并联选频网络的特性。

研究 R、L、C 串联谐振电路。

探索 RC 双 T 选频网络。

观测电路状态轨迹。

通过判断性实验测定 R、L、C 元件特性及交流电参数。

运用三表法测量交流电路的等效参数。

研究正弦稳态交流电路的相量。

进行互感实验。

测试单相铁心变压器的特性。

观察磁滞回线。

进行变压器同名端判断及其应用的设计性实验。

测量三相交流电路的电压、电流。

测量三相电路的功率。

校验单相电度表。

测量功率因数及相序。

探究负阻抗变换器及其应用。

探索回转器及其应用。

（二）继电接触控制实验

以三相鼠笼式异步电动机为对象开展实验。

实现三相异步电动机的点动和自锁控制。

完成三相异步电动机的正反转控制。

进行三相异步电动机 Y - Δ 降压起动控制。

实现三相异步电动机的能耗制动控制。

控制三相异步电动机的起动顺序。

研究 C620 车床的电气控制线路。