高級電工技術實驗裝置

 

JGSBGDG-188G高級電工技術實驗裝置

一、概述

"高級電工技術實驗裝置 " 是本公司在總結國內電工實驗設備基礎上采用成熟的技術推出的新型實驗裝置，綜合了目前我國大學本科、專科、中專及職校 " 電路分析 " 、 " 電工基礎 " 、 " 電工學 " 、 " 電機控制 " 、 " 繼電接觸控制 " 及 " 電力拖動 " 等課程實驗大綱的要求而研制，特別適用于高等院?，F有實驗設備的更新換代，及中專、職校等新建或擴建實驗室，迅速開設實驗課提供了理想的實驗設備。

二、特點

1、綜合性強 綜合了目前國內各類學校電類基礎課程的全部實驗項目。

2、適應性強 實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機地結合。裝置積木式結構，更換便捷，添加部件即可擴展功能或開發新實驗。

3、整套性強 從儀器儀表、專用電源到實驗連接專用導線等均配套齊全，儀器儀表的性能、精度、規格等均密切結合實驗的需要進行配套。

4、一致性強 實驗器件選擇合理、配套完整，使多組實驗結果有良好的同一性，便于教師組織和指導實驗教學。

5、直觀性強 本裝置采用整體與掛件相結合的結構形式，電源配置、儀表一目了然，各實驗掛件任務明確，操作、維護簡便。

6、智能程度高：全室配備多媒體總控臺一臺，可對學生臺進行無線管理

三、功能

1、本裝置可提供實驗所需的交流電源、低壓直流電源、可調恒流源、函數信號發生器（含頻率計）、受控源、交直流測量儀表（電壓、電流、功率、功率因數）、各實驗掛箱及電機等。

2、能完成 " 電工基礎 " 、 " 電工學 " 中的疊加、戴維南、雙口網絡、諧振、選頻及一、二階電路等實驗。

3、能完成 " 電路分析 " 、 " 電工學 " 中的單相、三相、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。

4、能完成 " 電機控制 " 、 " 繼電接觸控制 " 及 " 電力拖動 " 等課程實驗。

四、技術性能

1、輸入電源：三相四線 ( 或三相五線 ) 380V ± 10% 50Hz （由多媒體總控臺無線控制）

2、工作環境：溫度 -10 ℃～ +40 ℃ 相對濕度＜ 85%(25 ℃ ) 海拔＜ 4000m

3、外形尺寸： 167 × 70 × 153cm3

4、裝置容量：＜ 1.5KVA

五、基本實驗項目

1.基本電工儀表的使用與測量誤差的計算

2.減少儀表測量誤差的方法

3.線性與非線性電路元件伏安特性的測繪

4.電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制

5.基爾霍夫定律驗證及故障判斷

6.疊加定理驗證及故障判斷

7.電壓源與電流源的等效變換

8.戴維南定理的驗證

9.諾頓定理驗證

10.雙口網絡測試

11.互易定理驗證

12.受控源 VCCS 、 VCVS 、 CCVS 、 CCCS 的實驗研究

13.典型電信號的觀察與測量

14.RC一階電路響應的測試

15.二階動態電路響應的研究

16.R、 L 、 C 元件阻抗特性的測試

17.RC串、并聯選頻網絡特性測試

18.R、 L 、 C 串聯諧振電路的研究

19.用三表法測量交流電路等效參數

20.正弦穩態交流電路相量的研究（日光燈功率因數提高實驗）

21.互感實驗

22.單相鐵心變壓器特性的測試

23.三相交流電路電壓、電流的測量

24.三相電路功率的測量

25.單相電度表的校驗

26.功率因數及相序的測量

27.負阻抗變換器及其應用

28.回轉器及其應用

六、裝置的配備

裝置主要由電源儀器控制屏、實驗桌、實驗掛箱及三相鼠籠電機等組成。

(一 )SBDG-01 電源儀器控制屏

控制屏為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板。為實驗提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源、數控信號源及各種測試儀表等。具體功能如下：

1、主控功能板

1.1 三相 0 ～ 450V 及單相 0 ～ 250V 連續可調交流電源。配備一臺三相同軸聯動自耦調壓器，規格為 1.5KVA/0 ～ 450V ，克服了三只單相調壓器采用鏈條結構或齒輪結構組成的許多缺點?？烧{交流電源輸出處設有過流保護技術，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關可分別指示三相電網電壓和三相調壓輸出電壓。

1.2 提供兩路低壓穩壓直流 0.0 ～ 30V/1A 連續可調電源，配有數字式電壓表指示輸出電壓，電壓穩定度≤ 0.3% ，電流穩定度≤ 0.3% ，設有短路軟截止保護和自動恢復功能。

1.3 提供一路 0 ～ 500mA 連續可調恒流源，分 2mA 、 20mA 、 500mA 三檔，負載穩定度≤ 5 × 10-4 ，額定變化率≤５× 10-4 ，配有數字式直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開路、短路保護功能。

1.4 設有照明 220V/30W 日光燈一盞，供實驗照明用；還設有 220V/30W 的日光燈燈管一支，將燈管的四個頭引出以供實驗用。

1.5 實驗管理器：具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。

1.6 設有真有效值交流數字電壓表一只，測量范圍 0 ～ 500V ，量程自動判斷、自動切換，精度 0.5 級，三位半數顯。

2、功率輸出函數發生器：

1）采用直接數字頻率合成（ DDS ）產生高精度正弦波，方波和三角波。

2）大屏幕 LCD 顯示輸出頻率、波形、減值。

3）正弦波輸出幅度≥ 10V, 輸出阻抗 50 Ω，失真度 <1% （ 0.1HZ-- 1KHz ）。

4）頻率范圍 : 0.1HZ~3MHz, 采用數字鍵盤直接輸入數字設定頻率。

5）輸出幅度采用電位器調節，正弦波輸出具有 20db,40db 衰減。

6）方波占空比可調 , 調節范圍： 1%-99% 調節；方波和三角波采用 TTL 電平輸出。

7）內外測頻功能：頻率計最高測量范圍 0.1HZ -100MHz ，自動換檔。

3、儀表、受控源功能板

3.1 智能交流數字電壓表

交流數字電壓表 1 只，采用新型高性能 RMS 真有效值轉換器，配以高速 MPU 單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0-500V ，頻率范圍： 10Hz-20Hz 。手動量程為： 10V 、 100V 、 500V 。測量精度為 0.5 級。具有數據存儲與查詢功能。

3.2智能交流數字電流表

交流數字電流表 1 只，采用新型高性能 RMS 真有效值轉換器，配以高速 MPU 單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0-5A ，頻率范圍： 10Hz-20Hz 。手動量程為： 100mA 、 1A 、 5A 。測量精度為 0.5 級。具有數有數據存儲與查詢功能。

3.3 直流數顯電壓表一只，采用 ICL 公司高性能 AD 轉換器配以高速 MPU 單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0-200V 。手動量程為： 2V 、 20V 、 200V 。測量精度為 0.5 級。具有數據存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

3.4 直流數顯毫安表一只，采用 ICL 公司高性能 AD 轉換器配以高速 MPU 單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0-2000mA 。手動量程為： 20mA 、 200mA 、 2000mA 。測量精度為 0.5 級。具有數據存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

3.5 受控源 CCVS 、 VCCS 兩路，打開電源開關， CCVS 、 VCCS 兩路受控源即可工作，通過適當的連接，即可獲得 VCVS 、 CCCS 受控源的功能。此外，還設有± 12V 兩路直流穩壓電源，并有發光管指示。

4、控制屏掛置掛件的具體方法

控制屏正面右邊設有一個 74 × 48.5cm2 的大凹槽，能容納兩個大掛箱和一個小掛箱。凹槽上、下邊各設有六個螺柱，左右兩邊掛置大的掛箱，中間掛置小的掛箱。掛箱與控制屏采用螺母固定，易于裝卸和運輸。

(二 )SBDG-02 實驗桌

實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設有兩個大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料。右邊設有放置示波器用的可拆卸擱板。

(三 ) 實驗組件掛箱

1、 SBDG-03 電路基礎實驗箱

提供基爾霍夫定律（可設置三個典型故障點）、疊加原理（可設置三個典型故障點）、戴維南定理、諾頓定理、二端口網絡、互易定理、 R 、 L 、 C 串聯諧振電路（ L 用空心電感）、 R 、 C 串并聯選頻電路及一階、二階動態電路等實驗。各實驗器件齊全，實驗單元隔離分明，實驗線路完整清晰，驗證性實驗與設計性實驗相結合。

2、 SBDG-04 交流電路實驗箱

提供單相、三相負載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。負載為三個完全獨立的燈組，可連接成 Y 或△兩種三相負載線路，每個燈組均設有三個并聯的白熾燈羅口燈座 ( 每組設有三個開關控制三個負載并聯支路的通斷 ) ，可插 60W 以下的白熾燈九只，各燈組設有電流插座；日光燈實驗器件有 30W 整流器、電容器（ 1uF/500V 、 2.2uF/500V 、 4.7uF/500V ）、啟輝器及短接按鈕；互感線圈一組，實驗時臨時掛上，兩個空心線圈 L1 、 L2 裝在滑動架上，可調節兩個線圈間的距離，并可將小線圈放到大線圈內，配有大、小鐵棒各一根及非導磁鋁棒一根；電度表一只，規格為 220V 、 3/6A ，實驗時臨時掛上，其電源線、負載線均已接在電度表接線架的接線柱上，實驗方便；鐵芯變壓器一只（ 50VA 、 36V/220V ），原副邊均設有保險絲便于電流的測試，可進行變壓器原、副繞組同名端判斷及變壓器應用等實驗。

3、 SBDG-05 元件箱

設有三組高壓電容（每組 1uF/500V 、 2.2uF/500V 、 4.7uF/500V 高壓電容各一只），用以改變功率因數實驗；提供實驗所需的各種元件，如電阻、二極管、發光管、穩壓管、電位器及 12V 燈泡等 , 還提供十進制可調電阻箱，阻值為 0 ～ 99999.9 Ω /2W 。

4、 SBDG-06 單相智能功率、功率因數表

由 24 位專用 DSP 、 16 位高精度 AD 轉換器和高速 MPU 單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。軟件上采用 RTOS 設計思路，同時配有 PC 監控軟件來加強分析能力。能測量電路的功率、功率因數。功率測量精度為 1.0 級，功率因數測量范圍 0.3-1.0 ，電壓電流量程為 450V 和 5A ，能自動判別負載性質（感性顯示 "L" ，容性顯示 "C" ，純電阻不顯示），并可存儲測量數據，供隨時查閱。

5、 SBDG-09 真有效值交流數字毫伏表

能夠對各種復雜波形的有效值進行精確測量，電壓測試范圍 0.2mV ～ 600V （有效值），測試基本精度達到± 1% ，量程分 200mV 、 2V 、 20V 、 200V 、 600V 五檔，直鍵開關切換，三位半數字顯示，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。頻率測試范圍 10Hz ～ 600KHz ，輸入阻抗 1M Ω，輸入電容≤ 30pF 。

6、 SBDG-10 受控源 ( 四路 ) 、回轉器、負阻抗變換器

提供流控電壓源 CCVS 、壓控電流源 VCCS 、壓控電壓源 VCVS 、流控電流源 CCCS 、回轉器及負阻抗變換器等實驗模塊。四組受控源、回轉器、負阻抗變換器均采用標準網絡符號。

7、 SBDG-58 多媒體智能型實驗管理器掛箱

由中文彩色液晶屏、微電腦、觸摸鍵盤組成

1）、采用專用處理器技術與配套的工業控制技術。

2）、高清晰液晶顯示屏，圖像與文字顯示真實，中文菜單操作界面，人機交互友好。

3）、操作按鍵直觀，操作簡單快捷。

4）、可以不連接電腦進行脫機考核，老師與學生有獨立界面，老師通過密碼進入教師界面出題，學生在普通界面答題。

5）、任何一個學生機可做為老師機控制網絡設備，實現了沒有計算機也可集中控制整個網絡設備

6）、設備的試題可根據要求進行編輯。

7）、可設定該裝置的任意一處電路的線路故障現象。

8）、可調整故障設置點的數量和類型。

9）、設備的故障設置裝置組成局域網后，通過主控計算機控制每一臺設備的故障設置、故障排除、參數設定、遠程起動、到時切斷電源、自動評分等功能。

與網絡型多媒體管理器系統對接后可實現以下功能：

1）、可以任意控制每個設備的學生操作允許與否。

2）、可任意編輯試題、試題存盤，任意設置答題限時時間。

3）、可對班級學生的成績進行統計，形成班級成績報表。

4）、可設置系統登陸密碼。

5）、能隨時收卷、閱卷，能對學生的考試情況和考試成績進行統計，幫助教師準確、全面地了解學生對各課程內容的掌握情況。

6）、多媒體功能：可以實時同步播放、演示教師臺的專用 教學軟件、教學課件等，提高了學習的效率?？梢赃x配特制功率揚聲器，使語音解說更加輕松。真正實現了計算機教學與實訓考核的網絡化、信息化意義。

7）、教師臺選配圖像采集裝置，學生在自己的教學設備上可以看到老師的真實的操作步驟，也可以調整觀察角度，改變了傳統的受人數限制、受角度限制的教學方式。

8、實驗連接線

根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，不能混插，大大提高了實驗的安全及合理性。

七、配置清單（每臺）

SBDG-01	電源儀器控制屏	1套
SBDG-02	實驗桌	1張
SBDG-03	電路基礎實驗掛件	1套
SBDG-04	交流電路實驗掛件	1套
SBDG-05	元件箱	1套
SBDG-06	單相智能功率、功率因數表	1只
SBDG-09	真有效值交流數字毫伏表	1只
SBDG-10	受控源（四路）、回轉器、負阻抗變換器	1套
SBDG-58	智能考核掛箱	1套
	高可靠護套結構手槍插式實驗連接線及配件	1套

八、裝置的主要優點及安全保護體系

1 、三相四線制 ( 或三相五線制 ) 電源輸入，總電源由三相鑰匙開關控制，設有三相帶燈熔斷器作為斷相指示。
2 、控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進行控制。
3 、三相交流電源 0 ～ 450V 連續可調，單相交流電源 0 ～ 250V 連續可調，設有三相同軸聯動自耦調壓器（ 1.5KVA ）一臺，可更好地滿足教學實驗要求。
4 、屏上裝有電壓型漏電保護裝置，控制屏內或強電輸出若有漏電現象，即告警并切斷總電源，確保實驗進程安全。
5 、屏上裝有一套電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
6 、屏上三相調壓器付邊設有一套過流保護裝置。調壓器輸出短路或所帶負載太大，電流超過設定值，系統即告警并切斷總電源。
7 、測量儀表精度高，采用精密鏡面指針式（帶超量程告警）、數字化、智能化及人機對話模式，符合現代測量儀表發展方向。
8 、各種電源及各種儀表均有可靠的保護功能。
9 、實驗連接線及插座采用不同的結構，使用安全、可靠、防觸電。

九、多媒體總控臺（全室配一臺）

1 ）、產品概述：

該設備是根據實訓室教學管理的要求而設計開發的多功能型多媒體網絡化示教控制系統。系統采用半圓形設計，分為圖像影音控制區、電源、網絡控制區、計算機控制區等三大部分，配套有網絡控制系統、影音控制系統、電源控制系統及智能考核軟件、網絡監控管理軟件等軟硬件設備，可對學生系統進行電源控制，計算機網絡控制、工控設備網絡控制等。

2 ）、技術參數 :

工作電源：三相五線 380V ± 5 ％ 50Hz

安全保護：漏電保護（動作電流≤ 50mA ），過流保護

規格尺寸： 2400 × 800 × 780mm

額定功率： <11KW （ 12 臺為例）

環境溫度：－ 10 ℃ ～ 40 ℃

相對濕度： <85%

設備重量： 100Kg

3 ）、產品結構 :

桌身部分：采用國家甲級環保型 16mm 厚三聚氰胺板材，所有截面用 PVC 塑膠熱熔膠封邊，整體設計為多功能組合式應用?？煞胖酶鞣N多媒體器材：視頻展示臺、功放、 DVD 、計算機、中央控制系統等 , 并設置各種穿線孔位，設計科學，使用方便。

桌面部分：采用 25mm 厚高密度纖維板外貼進口防火板， PVC 截面封邊，桌邊鴨嘴型設計，桌面具有耐磨、耐熱、耐污、耐煙灼、耐菌、防霉、抗靜電及易清潔等特點。

實訓屏部分：采用優質鋼板斜面設計精加工，面板采用優質鋁板，彩色絲印工藝，顏色協調、設計合理。各分組電源、主控器材、控制電源等布局科學操作方便。

無線電源遙控部分：

“電源無線總控制臺” 針對普通電源控制臺諸多缺點而設計。利用單片機進行數字編碼、解碼，通過無線數字收發模塊發送接收控制編碼，實現電源的無線控制。控制臺具有結構簡單、操作方便、可靠性高，易于維護等優點，解決了傳統布線式的電源控制臺連接導線多、布線麻煩以及布線成本高等致命缺點。總控制臺與被控實驗設備在電氣上相互獨立，有利于實驗室布局的改變及重組。以 315MHz 無線數字收發模塊為無線傳輸載體，配合單片機編碼解碼實現多個實驗室、多臺實驗設備電源的無線開關控制。一套“電源無線總控制臺”可對單個實驗室的 32 臺實驗設備進行單臺、多臺或全部設備的電源開關無線控制。每臺設備有對應的指示燈指示當前的電源開關狀態；對實訓室 30 臺實驗設備的電源開關無線控制。配有上位機軟件，可通過電腦對實驗設備的電源開關進行控制。

上位機軟件功能

1. 串口掃描檢測

2. 通過串口發送工作臺工作命令

3. 接收識別主控制臺發送工作臺開關控制的命令，并刷新工作臺狀態顯示

4. 能控制最多 128 工作臺

5. 開關工作臺操作時間顯示

無線考核管理系統（采用藍牙無線通訊方式）：

① 教師通過中央控制臺可向每個實訓臺隨機出題、任意出題以及分卷出題等多種方式編輯試題以便對學生進行考評；

②教師觸發所選試題后，實訓臺自動執行相應的故障設置，學生通過分析設備的故障現象及對實訓臺的檢測結果進行答題。

③教師可任意設置考評時間，學生答題結束后系統可對其答題結果進行自動評分并上傳至教師端，保存成績；本系統將在教師端建立學生檔案，教師可隨時查閱每個學生的歷次考評成 ;

實訓教學軟件平臺功能：

(1) 設置學生信息

(2) 編輯、查詢、發布所有設備的所有故障

(3) 清除設備的所有故障

(4) 設置初、中、高級題庫

(5) 設置考核時間

(6) 提取、查詢所有設備的所有故障解除情況。

(7 ） 打印考核結果

(8) 測試設備在線與否

(9) 登錄密碼修改

4）、基本配置：

N0	配置名稱	型號	規格 ( 長×寬×高 )	單位	數量	備注
一、組合式多媒體示教臺配置：
1	組合式多媒體示教臺	JDSJ-1	2400× 800 × 780mm	套	1
2	無線遙控電源控制系統	JD-10		套	1
3	無線考核信息管理器硬件			套	1
4	無線考核信息管理器軟件			套	1
5	高級五輪轉椅			張	1
二、多媒體設備配置：
4	功放機			臺	1
5	音箱			個	2
6	無線話筒	領夾式		只	2
7	座式話筒			只	1
8	計算機系統		P4級系統， 19 寸液晶顯示器	套	1
9	多媒體投影機	VT系列	2500流明	臺	1
10	玻璃珠銀幕	電動 120 吋	120吋	幅	1
11	電工電子電拖及自動控制技能鑒定仿真軟件			套	1

十、總配表（以二十四座為例）

NO	配置名稱	型號規格	單位	數量	備注
1	多媒體示教總控臺	JDSJ-1	套	1	具有無線控制學生電源及無線考核管理功能
2	實驗屏	SBDG-01	臺	12
3	實驗桌	SBDG-02	臺	12
4	電工實驗掛箱	SBDG-03電路基礎實驗掛件	套	12
		SBDG-04交流電路實驗掛件
		SBDG-05元件箱
		SBDG-06單相智能功率、功率因數表
		SBDG-09真有效值交流數字毫伏表
		SBDG-10受控源（四路）、回轉器、負阻抗變換器
		SBDG-58智能考核掛箱
5	絕緣皮		張	12
6	凳子		張	24
7	高可靠護套結構手槍插式實驗連接線	12只電流插頭	套	12	每套 40 根
8	電流測量插頭線		套	12
8	指導書		套	12
10	工具		套	12
（ 1 ）	螺絲刀	小十字	把	12
（ 2 ）	螺絲刀	大十字	把	12
（ 3 ）	螺絲刀	小一字	把	12
（ 4 ）	螺絲刀	大一字	把	12
（ 7 ）	萬用表	MF-47	只	12

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