JGQ-11 电机拖动及电气控制技术实验装置

主要功能： JGQ-11 电机拖动及电气控制技术实验装置

一、 概述
电机拖动及电气控制技术实验装置 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、常用低压电器及基本控制电路、桥式起重机的电气控制及继电器控制系统的设计等内容 , 同时增加了基于 PLC 及变频器的电机基本控制线路，以及常用机床的控制。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》、《 PLC 原理及应用技术》、《变频调速技术》等课程的技能训练。
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. 对于基于 PLC 及变频器的电气控制实验项目，能够结合 MCGS 组态软件与计算机进行通信监控实验装置的运行状态，更加贴近工业现场。
4. 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。
二、 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： 380kg
5. 外形尺寸： 1800cm×80cm×160cm
三、 基本配置及功能
（一） GDQ01 电源控制屏 ( 铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板 )
1. 交流电源部分
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，并具有过流声光告警。控制屏的供电由启、停按钮进行控制，具有漏电声光告警、过压保护、过流保护等功能，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，可方便地指示三相电网输入和三相调压输出的每一相的线电压。
2. 高压直流电源两路
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 ( 具有过压、过流声光告警及短路保护功能 ) 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. 定时器兼报警记录仪 ( 服务管理器 )
采用蓝屏液晶显示器，中文菜单显示，直观、清晰；通过键控单元完成时间设定、定时报警设定、解除设置等操作、具有切断电源及记录各种告警次数等功能。
4. 信号源部分
提供 0 ～ 10V 的恒压源一路， 4 ～ 20mA 的恒流源一路，可方便地完成变频器调速实验， 6.3V 交流电源一路，作为机床信号指示灯的电源。
5. 制动电阻
提供制动电阻 10Ω/25W 一只， 180Ω/25W 三只。
6. 控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内，设有两根不锈钢钢管，可挂置实验组件。凹槽底部设有多个单相三芯 220V 电源插座、控制屏两侧设有单相三极 220V 电源插座、三相四极 380V 电源插座及通讯接口，为实验组件的供电和通讯、控制屏之间的供电提供了方便。
（二） GDQ02 实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板 , 结构坚固，形状似长方体封闭式结构，电脑桌联体设计，造型美观大方；设有一个抽屉用于放置工具、存放资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌底部装有四个万向轮，便于移动。
（三）实验挂箱
1.GDQ39-1 继电接触控制组件（一）
熔断器 1 只（ RT18-32/3P/3A ）、普通保险丝座 1 只（ 2A ）、 6.3V 信号灯 2 只、热继电器 1 只、热继电器座 1 只、按钮 5 只、交流接触器 3 只、辅助触头 3 只。
2.GDQ39-2 继电接触控制组件（二）
交流接触器 2 只、辅助触头 2 只、热继电器 1 只、热继电器座 1 只、行程开关 4 只。
3.GDQ39-3 继电接触控制组件（三）
交流接触器 2 只（施耐德）、辅助触头 2 只、通电延时时间继电器 2 只（每只继电器分别引出二组动合、动断触点）、时间继电器座 2 只。
4.GDQ39-4 继电接触控制组件（四）
带灯按钮 3 只、十字摇杆开关 1 只、电磁阀 1 只、行程开关 3 只、 DC24V 继电器 8 只（继电器分别焊接在 PCB 板上，其线圈和触点均引线至面板上，通过外部直观、明确、安全的连线，可以提高学生对 PLC 控制系统的理解能力和动手操作能力）
5.GDQ41 PLC 可编程控制器
配备日本三菱的 FX2N-48MR 型可编程控制器主机一台，配有模拟量模块 FX0N-3A 一台，通讯模块 FX2N-485BD 一块。提供实验所需的 DC24V 直流电源。
6.GDK28 变频器
配备日本三菱的 FR-D740-0.75K-CHT 变频器一台（带 BOP 操作控制面板）、 1K 电位器一个。
7.DQ22 工业级直流数字电压、毫安、安培表
直流数显电压表（ 1 只）：
1 ） 测量范围： 0-1000V, 设置 2V/20V/200V/1000V 四档量程，具有量程自动切换 , 超量程自动报警功能。
2 ） 2.7 寸 TFT 液晶屏显示四位测量值，具有超量程提示功能。
3 ） 测量精度： ±0.5%+2 。
4 ） 抽样率： 5 次 / 秒
5 ） 工作温度范围： -20 ℃ ～ +50 ℃ 。
6 ） 上位机具有实时监视及关断功能。

直流数显毫安表（ 2 只）：
1 ） 测量范围： 0-5A, 设置 2mA/20mA/200mA/5A 四档量程，具有量程自动切换 , 超量程报警功能。
2 ） 2.7 寸 TFT 液晶屏显示四位测量值，超量程提示。
3 ） 测量精度： ±0.5%+2 。
4 ） 抽样率： 5 次 / 秒
5 ） 工作温度范围： -20 ℃ ～ +50 ℃ 。
6 ） 上位机具有实时监视及关断功能。
8.GDQ25 交流参数表
* 单相智能功率、功率因数表 (1 只 )
1 ）功率测量精度 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 。
2)2.7 寸 TFT 液晶屏显示有功功率、功率因数、电压、电流、负载类型，具有超量程提示功能。
3) 负载类型： L 、 R 、 C 。
4) 测量精度： ±0.5%+2 。
5) 抽样率： 5 次 / 秒
6) 工作温度范围： -20 ℃ ～ +50 ℃ 。
7) 上位机具有实时监视及关断功能。
* 真有效值交流数字电流表（ 1 只）：
1 ） 测量范围： 0-5A, 设置 2mA/20mA/200mA/5A 四档量程，具有量程自动切换 , 超量程自动报警功能。
2 ） 2.7 寸 TFT 液晶屏显示四位测量值，具有超量程提示功能。
3 ） 测量精度： ±0.5%+4 。
4 ） 抽样率： 5 次 / 秒
5 ） 工作温度范围： -20 ℃ ～ +50 ℃ 。
6 ） 上位机具有实时监视及关断功能。
* 交流电流表（ 1 只）：精密指针式，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相
应的刻度线），测量范围 0 ～ 5A ，分 0.3A 、 1A 、 3A 、 5A 四档，精度 1.0 级，直键开关切换，设有超量程告警、指示及切断总电源功能。
* 交流电压表（ 1 只）：精密指针式，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相
应的刻度线），测量范围 0 ～ 500V ，分 10V 、 30V 、 100V 、 300V 、 500V 五档，输入阻抗 1MΩ ，精度 1.0 级，直键开关切换，每档均有超量程告警、指示及切断总电源功能。
9.DQ26 三相可调电阻器
三组 90Ω×2/1.3A 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。
10.DQ27 三相可调电阻器
三组 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。
11.DQ29 电阻器组件
一组 90Ω×2/1.3A 瓷盘电阻、一组 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.GDQ12 线绕式异步电动机转子专用箱
一组线绕式异步电动机转子专用电阻（测量范围 0 ～ 35Ω ，分 0Ω 、 2Ω 、 5Ω 、 15Ω 、 35Ω 五档，用于线绕式异步电动机起动与调速等实验）。
（四） DQ03-1 不锈钢电机导轨、增量式光电编码盘测速系统及智能数显转速表
不锈钢导轨平整度好，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。
（五）电机
DQ09 直流并励电动机（ DC220V 、 185W 、 1500RPM ） 一台
DQ19 校正直流测功机（ DC220V 、 355W 、 1500RPM ） 一台
DQ10 三相鼠笼异步电动机（ AC220V/ △ 、 100W 、 1420RPM ） 一台
DQ11 三相线绕式异步电动机（ AC220V/Y 、 120W 、 1380RPM ） 一台
DQ20 三相鼠笼异步电动机（ AC380V/ △ ） 一台
DQ20-1 三相鼠笼式异步电动机（ AC380V/Y ，带速度继电器一只） 一台
DQ18 三相双速异步电动机（ AC380V △ /YY ） 一台
DQ05 三相组式变压器 1 台（三只相同的单相变压器组成，原边 220V/0.35A ，副边 55V/1.4A ）
（六） SY07 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*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**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。
（七） 3D 建模模拟实验系统 1 套
模块分为电工基础、照明电路、仪器仪表、低压电器、电力拖动、电子器件、电子技术、机床电路、 PLC 控制等 100 多个实验内容，学校可以根据学生学习进度选择相应的训练模块进行训练。
四、 装置的安全保护体系
? 控制屏电源由接触器通过启、停按钮进行控制，同时具有漏电声光告警、过压保护、过流保护、
短路软截止保护等功能，通过急停按钮可方便地切断电源。
? 屏上装有电压型漏电保护装置，控制屏内或强电输出若有漏电现象，即告警并切断总电源，确保
实验进程安全。
? 屏上三相调压器原、副边各设有一套过流保护装置。调压器短路或所带负载电流超过设定值，系
统即告警并切断总电源。
? 设有定时器兼报警记录仪（服务管理器），通过键控单元完成时间设定、定时报警设定、解除设
置等操作、具有切断电源及记录各种告警次数等功能。
? 强、弱电连接及插座分开，不会混淆，实验连接线安全、可靠、防触电。
五、 实验项目
1. 电机及变压器基础实验
（ 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
（ 8 ） 单相变压器
（ 9 ） 三相变压器
（ 10 ） 三相变压器的联接组和不对称短路
（ 11 ） 单相变压器的并联运行

2. 电机拖动部分
直流他励电动机拖动实验
（ 1 ） 直流他励电动机固有机械特性
（ 2 ） 直流他励电动机人为机械特性
（ 3 ） 直流他励电动机能耗制动机械特性
（ 4 ） 直流他励电动机倒拉反转制动机械特性
（ 5 ） 直流他励电动机电源反接制动机械特性
（ 6 ） 直流他励电动机回馈制动机械特性

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

3. 电机控制部分
直流他励电动机控制实验
（ 1 ） 电枢回路串电阻起动及调速
（ 2 ） 减压起动及降低电源电压调速
（ 3 ） 弱磁调速

三相异步电动机控制实验
（ 1 ） 三相异步电动机点动与自锁控制线路
（ 2 ） 三相异步电动机的正反转控制线路
（ 3 ） 顺序控制线路
（ 4 ） 三相异步电动机全压起动控制线路
（ 5 ） 三相异步电动机降压起动控制线路
（ 6 ） 三相绕线转子异步电动机起动控制线路
（ 7 ） 三相异步电动机能耗制动控制线路
（ 8 ） 三相异步电动机的调速控制线路
（ 9 ） 三相异步电动机单向起动及反接制动控制线路
（ 10 ） 两地控制线路
（ 11 ） 工作台自动往返循环控制线路
（ 12 ） 三相异步电动机双向起动及反接制动控制线路
（ 13 ） 三相双速异步电动机的控制线路

4. 基于 PLC 下的电机控制实验
（ 1 ） 三相异步电动机直接点动与自锁控制
（ 2 ） 三相异步电动机的正、反转控制
（ 3 ） 三相异步电动机的星形 - 三角形降压起动控制
（ 4 ） 三相线绕式异步电动机的起动控制
（ 5 ） 三相异步电动机带延时正、反转控制
（ 6 ） 三相异步电动机带限位自动返回控制
（ 7 ） 三相双速异步电动机的起动与调速控制

5. 基于变频器的电机拖动与控制实验
（ 1 ） 变频器的认识
（ 2 ） 变频器的参数设定与操作
（ 3 ） 变频器的面板控制
（ 4 ） 变频器的电位器控制
（ 5 ） 变频器的电压控制
（ 6 ） 变频器的电流控制
（ 7 ） 变频器的多段速控制
（ 8 ） 三相异步电动机的变频调速
6. PLC 、变频器的电机拖动与控制实验
（ 1 ） 基于 PLC 通信方式的多段速选择变频调速
（ 2 ） 基于 PLC 通信方式的变频器开环调速
（ 3 ） 基于 PLC 通信方式的变频器闭环调速
（ 4 ） 基于 PLC 模拟量方式的变频器闭环调速
7. 普通机床电气控制实训
（ 1 ） 普通车床电气控制
（ 2 ） 普通磨床电气控制
（ 3 ） 桥式起重机控制电路
（ 4 ） X62W 铣床电气控制