智能电力及电机控制实训装置

KCDLB-15型智能电力及电机控制实训装置

一、概述

   KCDLB-15型智能电力及电机控制实训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系统的动力学，交流和直流电动机的电力拖动、常用低压电器及继电器控制系统的设计等内容。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》、《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.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：250kg

5.外形尺寸：1600mm×700mm×1400mm

四、基本配置及功能

（一）实训桌

1.实训桌采用四个工业铝型材立柱为支撑，立柱端部可安装调节脚，方便高度调节，主体结构通过左、右各2个C字形铝压成型构件联接，台面高度约800mm，桌面板下设支撑框架，截面尺寸为30×30mm，承受力不少于300kg。立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部配套塑料堵头，槽内适用工业铝型材通配螺母及配件。C字形铝压成型构件为左、右对称件，采用压铸成型工艺，经机加工、抛丸、喷砂，表面蓝色静电喷涂工艺。右后立柱可以安装电脑显示器支架。

2.实训桌桌面采用25mm麻灰色高密度层压板封边特制，有效提高绝缘等级；

3.实训储物柜采用圆弧卷边冷冲压钣金一体成型，封闭式结构，表面静电喷涂；柜体设有双门柜用于放置实训挂箱，设有一个抽屉用于放置实训导线和指导书等，一个键盘抽屉和主机储藏柜用于放置电脑。

（二）电源及实训挂箱

1.交流电源挂箱

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。控制屏的供电由启、停按钮进行控制，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，可方便地指示三相调压输出的每一相的线电压。

配套智慧电源管理系统：智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能；电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。1）智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止。2）手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；用电数据界面能智能查找近2年用电数据。后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。3）PC端软件：每个设备状态信息显示，具有多个子界面，具有故障分析，用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户报警定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备，可单独控制每台设备的开关。4）后台系统：实时视频监控每个教室，可一键预览所有设备的在线和运行情况，分析设备使用率及运行时间。

2.高压直流电源挂箱

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.继电接触控制(一)

提供3P空开只，3P保险座一只，普通保险座一只，电源指示灯3只、按钮（黄、绿、红各一只）三只。面板上画有器件的外形，并将各器件的工作端子引到面板上，供实验接线用，器件的工作状态均有发光二极管指示。

4.继电接触控制(二)

提供交流接触器（线圈电压220V）三只，热继电器一只。面板上画有器件的外形，并将各器件的工作端子引到面板上，供实验接线用，器件的工作状态均有发光二极管指示。

5.继电接触控制(三)

提供电子式时间继电器（通电延时，工作电压220V）一只，变压器（220V/26V/6.3V）、整流电路、能耗制动电阻（10Ω/25W）各一组，一只双刀双掷转换开关，两只三刀三掷转换开关。面板上画有器件的外形，并将各器件的工作端子引到面板上，供实验接线用，器件的工作状态均有发光二极管指示。

6.继电接触控制(四)

提供十字摇杆开关1只、电磁阀1只、凸轮开关1只、行程开关4只。

7.智能仪表挂箱（一）

智能直流电流表2只：测量范围：0-5A,设置10mA/500mA/5A三档量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化，上位机通讯功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、通信地址设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

智能直流电压表1只:测量范围：0-1000V,设置1V/10V/100V/1000V四档量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化，上位机通讯功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、通信地址设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

8.智能仪表挂箱（二）

智能交流电流表3只：测量范围：0-5A, 设置10mA/500mA/5A三档量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化，上位机通讯功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、通信地址设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

9.智能仪表挂箱（三）

智能交流电压表1只:测量范围：0-1000V,设置1V/10V/100V/1000V四量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化，上位机通讯功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、通信地址设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

10.智能仪表挂箱（四）

三相电能分析仪1台：1）0.2/0.2s 级高精度，真有效值测量，能准确测量失真波形。2）采用3.5 寸彩色点阵液晶屏，分辨率320*480，64K真彩色。3）可测量三相电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率等电量参数。4）可记录三相电压、三相电流、有功功率最大最小值。5）可计量四象限电能。6）可测量电力网络中电压、电流的 2-31 次谐波含有率，总谐波畸变率（THD），奇次总谐波畸变率(TOHD)、偶次总谐波畸变率(TEHD)、总谐波因子（THF），可显示谐波棒图。7）可测量电力网络中电压、电流正序，负序，零序，不平衡度等电网质量参数。8）可在线实时显示电压、电流波形，波形幅值标尺自动调节。（本仪表采用实时连续高速采样。9）可测量相位角、显示矢量图。10）支持485 通讯接口、MODBUS-RTU 通讯协议用于传输实时电量参数。

11.可调电阻器挂箱（一）

提供两组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.可调电阻器挂箱（二）

提供一组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻，一组90Ω×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。

13.可调电阻器挂箱（三）

提供两组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。

（三）固定电机导轨、光码盘测速系统及智能数显转速表

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。

（四）电机

1.直流并（他）励电动机（DC220V、185W、1500RPM） 一台

2.校正直流测功机（DC220V、355W、1500RPM）一台

3.三相鼠笼异步电动机（AC380V/△、180W、1420RPM） 一台

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

5.三相鼠笼异步电动机（AC380V/Y） 一台

（五）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。

五、实验项目

（一）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

（二）电机拖动部分

1.直流他励电动机拖动实验

2.直流他励电动机固有机械特性

3.直流他励电动机人为机械特性

4.直流他励电动机能耗制动机械特性

5.直流他励电动机倒拉反转制动机械特性

6.直流他励电动机电源反接制动机械特性

7.直流他励电动机回馈制动机械特性

（三）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

（四）继电接触控制与电力拖动（电气控制）的实验

1.三相异步电动机点动和自锁的控制线路

2.三相异步电动机正反转的控制线路

3.顺序控制线路

4.三相鼠笼异步电动机降压起动的控制线路

5.三相线绕式异步电动机起动的控制线路

6.三相异步电动机能耗制动的控制线路

7.三相异步电动机单向启动及反接制动的控制线路

8.两地控制的线路

9.工作台往返循环控制的线路

六、设备清单列表