一.实验台整体运行参数及安全要求 ★1. 实验台技术参数要求 (1)输入电源:三相四线(或三相五线 AC 380V±10% 50Hz),配置数字式电压表显示电源电压,配置缺相显示。 (2)工作环境:温度–10℃-+40℃; (3)相对湿度:<85%(25℃)、海拨<4000m; (4)整机容量不小于9kVA。 2.实验台和主控制屏 (1)尺寸:不小于1.5m×0.70m×1.60m。 (2)采用积木式结构,便于维护,同时易于二次开发及功能扩展。 (3)主控制屏需采用铁质双层亚光密纹喷塑结构,面板采用不小于3mm厚的高强度绝缘材料雕刻丝印而成,美观且安全。 (4)实验台配有万向轮,且能锁定,方便移动和固定;材质为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面采用高密度防腐防火板,造型要美观大方;设置一只抽屉和调压器、负载存放柜,在使用调压器和负载时桌面可移开相应的位子;装置整体要完整,实验室布局美观,管理方便。 3.实验台安全保护 (1)人身安全保护 1)三相电源输入端需设有电流型漏电保护,输出端要求设有电压型漏电保护,对实验过程中的漏电,能够告警并能断开总电源,符合国家对低压电器安全的要求; 2)实验连接导线采用高可靠全封闭手枪插型式,插头采用实芯铜质件,导线导体部分采用无氧铜抽丝且不小于128股的4平方多股线,质地要柔软,绝缘部分采用阻燃材料。 ▲(2)仪表保护功能 数字交流电压、电流、功率表,数字直流电压、电流表等要具有错接、短路、过量程保护功能,宽量程多量程测量选择,自动变换量程;具有很强的过载能力,可自动报警,解除报警后马上恢复到正常工作状态;任何错接仪器仪表的接线都不得损坏仪表本身,采用声光告警措施; ▲(3)实验设备及误操作保护功能 1)电源系统要求有过流、过压、短路报警保护; 2)实验台调压器未归零误操作保护。 ★二.输出电源技术要求 1.交流电源:三相自耦调压器容量不小于9kVA,要求有调压器未调到零位指示。提供三相0-450V连续可调的交流电源,三相都配置数字式电压表、电流表显示输出电压、电流;同时可得到0-250V单相可调电源,并配置数字式电压表、数字式电流表显示输出电压、电流。电压表小数点后保留一位,电流表小数点后保留两位。电源输出具备熔断器和电子线路双重过流和短路保护功能。两种电源输出控制方式,要求配置两种电源输出控制方式,既可实现本地调节,也可实现远程控制。 2.直流电源:要配置250V连续可调电枢直流电源;1.5A连续可调直流电动机的励磁电源,2.0A连续可调直流发电机的励磁电源;2.5A连续可调同步发电机励磁电源;要求纹波系数小于2%,电压变化率小于1%;具有欠励保护、过流、短路及过压保护,声光告警功能;每个电源都配置相应的数字式显示仪表。电压表小数点后保留一位,电流表小数点后保留两位。 ★三.电机机组技术参数要求 1.直流电动机-直流发电机机组及测速系统 (1)直流电动机:额定功率:≥2.2kW;额定电压:220V;额定电流:≥12.5A; 额定转速1500转/分;极数:4;励磁方式:他、并;励磁电压:220V;励磁电流:≥0.55A;工作方式:连续;绝缘等级:B;低噪音。 (2)直流发电机:额定功率:≥1.9kW; 额定电压:230V;额定电流:≥8.7A;额定转速1450转/分;极数:4;励磁方式:并、串、复;励磁电压:230V;工作方式:连续;绝缘等级:定子B,电枢 B;低噪音。 (3)机组具有一套光电编码器测速装置。 2.三相绕线式异步电动机-直流发电机机组及测速系统 (1)三相绕线式异步电动机:额定功率:≥2.1kW;定子额定电压:380V;转子额定电压:260V;定子额定电流:≥5A;转子额定电流:≥6A;频率:50Hz;转速1350转/分;接法:Y;绝缘等级:B;低噪音。 (2)直流发电机:额定功率:≥1.9.0kW;额定电压:220V;额定电流:≥8.7A;额定转速1450转/分;极数:4;励磁方式:复;励磁电压:230V;工作方式:连续;绝缘等级:定子B,电枢 B;低噪音。 (3)配置符合要求的扭矩仪监测异步机组的转矩、转速等数据。 转矩转速传感器及扭矩仪要求: 扭矩不准确度:0.1-0.5% F·S 过载能力: 150%F·S 绝缘电阻:≥200MΩ 工作温度: -20℃-60℃ 重复性:≤0.1%F·S 滞 后:≤0.1%F·S 线 性:≤0.1%F·S 相对湿度:≤90%RH 应变计动态应变波的响应时间:3.2×10-6s 零转矩频率输出:≤10KHz 正向转矩满量程频率输出:≤15KHz 反向转矩满量程频率输出:≤5KHz 转速输出信号(光电码盘式):60-120个脉冲/转 标准配置 传感器信号输出:方波信号、幅值为≥5V、负载电流<15mA 传感器功耗:≤4W 3.直流电动机-同步发电(电动)机机组及测速系统 (1)直流电动机:额定功率:≥2.2kW;额定电压:220V;额定电流:≥12.5A; 额定转速1500转/分;极数:4;励磁方式:他、并;励磁电压:220V;励磁电流:≥0.55A;工作方式:连续;绝缘等级:B;低噪音。 (2)三相同步发电(电动)机:额定功率:≥2.0kW;额定电压:400V;额定电流:≥3.6A;励磁电流:≥3.6A;频率:50Hz;额定功率因数:≥0.8滞后;额定转速:1500转/分;凸极;绝缘等级:B;效率:≥80%;低噪音。 (3)机组具有一套光电编码器测速装置。 ▲四、电机自动测试系统实验组件功能要求 (1)系统构架:该系统的架构要求采用分布式模式,核心装置以ARM为控制核心,触摸屏为人机操作界面;数据采集采用MODBUS-RTU的工作模式,分别采集扭矩仪的扭矩测量值、直流电机电枢电源测量值、直流电机励磁测量值、直流发电机励磁及交流同步机励磁测量值、以及一路直流电压、两路直流电流。以PWM的工作方式控制直流电枢电源、直流电动机励磁电源、直流发电机励磁及同步电机励磁电源。所有的控制调节采用PID的模式进行控制,实现控制的自动化。 (2)系统技术要求:远控模式下控制器接管直流电机电枢电源、励磁电源、同步机励磁电源,该组件作为PID控制器采集表头数据作为反馈,以PWM方式输出作为控制信号,实现老模式的手动控制和远程控制器相兼容的控制方式。既可以采用老传统的方法做实验,也可以采用新的触摸屏程控的方式做实验。直流电机的控制采用触摸屏实现转速闭环控制,为直流发电机实验提供恒定的转速,直流发电机调整特性实验可以采用恒定电压闭环控制,空载特性可以采用自动测绘,手动测绘多种方式。同步机控制:原动机采用转速闭环控制,转速稳定在实验需要的1500转/分,同步发电机实验要求原动机实现数字转速闭环控制,要求发电过程中转速保持1500转/分钟,不需要人为调节。同时采集同步发电机相关的电压、电流、功率等的数据,采用PID实现自动电压闭环控制,和手动励磁控制。异步电机实验:调节电源到线电压220V,测量电机输出的电压、电流、功率、功率因数四个参量并进行实验曲线绘制。 五.变压器技术参数要求 1.单相变压器技术参数(2台) 额定容量:≥1000VA;一次侧额定电压:220V;一次侧额定电流:≥4.5A 二次侧额定电压:110V;二次侧额定电流:≥9.1A 2.三相变压器技术参数 额定容量:≥2000VA;一次侧额定电压:380V;二次侧额定电压:110V 六.变频器 变频器组件要求:变频器用于控制三相异步电机速度的变频器系列,主要特点:性能稳定可靠、三相单相电源均可使用、操作方便、功能强大,可自行设置参数、可用外部给定信号控制频率。技术指标: 输出功率:≥3.0kW 输入信号:电压:-10V-10V,0-10V;电流0-20mA 支持USS和MODBUSRTU通信端 无需连接主电源即可实现参数载入 内置应用宏与连接宏 异常不停机模式可以实现无间断运行 电压范围1AC200V...240V(+/–10%) 控制模式V/fV2/fFCC多点V/f。 七.直流可调负载箱 额定电流:≥20A;阻值:≥20Ω;挡位:≥10; 摇柄要求结实耐用,材质:金属材质,外表面用绝缘材料。 ★八.交直流可调负载箱 额定电流:每组≥4.5A ,三组并联≥13.5A, 电阻调节范围 每组37Ω~1000Ω~∞土2.5% 连续可调 三组并联12.3Ω~333Ω~∞士2.5% 电流调节范围 每组:4.5A~0.11A~0 三组并联:13.5A.~0.33A~0 摇柄要求结实耐用,材质:金属材质,外表面用绝缘材料。 九.三相起动调速变阻器 相电流:≥10A;额定功率:≥4.5kW;额定电压:380V ;相阻:14Ω;挡位级数:≥8;摇柄要求结实耐用,金属材质,外表面用绝缘材料。 十.双磁场变阻器 0-1.2K,≥0.4A;0-300Ω,≥1A 十一.数字式低功率因数瓦特表 测量范围0-500V,0-10A,量程自动判断、自动切换,六位有效数字显示,小数点后保留两位,精度0.5级。 十二.实验台挂件表计部分: 1.交流数字式电压表3只:量程500V,量程自动判断、自动切换,四位有效数字显示,小数点后保留一位,精度0.5级; 2.交流数字式电流表:4只量程10A,2只量程20A,自动判断、自动切换,四位有效数字显示,小数点后保留两位,精度0.5级; 3.直流数字式电压表2只:量程500V,量程自动判断、自动切换,四位有效数字显示,小数点后保留一位,精度0.5级; 4.直流数字式电流表3只:量程20A,自动判断、自动切换,四位有效数字显示,小数点后保留两位,精度0.5级; 以上仪表需具有通讯功能。 十三.操作按钮、信号灯、切换开关等电气元器件:由于学生实验操作频繁,要求实验台配置电气元器件选用优质器件。 ▲十四.远程实验要求 1.远程实验室利用互联网,云计算等IT技术,将异地的以太网设备与云主机搭建成一个二层的局域网,使学生可以像操作本地设备一样操作远程实验室的实验设备。 2.硬件配置:该模块主要由不小于10.1寸触摸屏作为人机界面和ARM控制核心构成,分别采集电压、电流等信息。该模块作为控制核心具有多个通讯接口,通过从站工作模式和触摸屏进行通讯,向触摸屏传送采集到的各个信息,以及接收触摸屏下发的控制命令。控制器可以实现不低于0.05%的控制精度,配合PID控制器控制效果优于传统AD转换电路,同时具有高可靠性和稳定性,不易受干扰,而且易实现自动控制;将采集到的直流电动机电枢电压、励磁电流、直流发动机励磁电流/同步电机励磁电流、转速和转矩等参数通过MODBUS-RTU从机发送给主控制器,另外该模块采用的是标准的MODBUS-RTU通讯接口,不仅能和本系统的控制器进行通讯,而且还能够支持直接和遵循工业标准的组态软件。 通过该模块,以上电源可以实现远控和本地两种控制模式。 3.远程实验项目: (1)直流电机实验 1)直流电动机改变电枢电压调速实验; 2)直流电动机改变励磁调速实验 3)直流电动机负载特性实验 4)直流发电机空载特性实验 5)直流发电机负载特性实验 (2)异步电机实验 1)异步电机电气特性测试实验 2)异步电机转矩转差实验 (3)同步电机实验 1)同步电机空载特性实验 2)同步电机负载特性实验 ▲十五.多机联网微机监控系统,教师可通过监控系统监控各组实验情况 1.监控系统能够监测每个实验台的电压、电流、功率、电机转速等参数; 2.该系统要求对每个实验台的电压、电流、电机转速、三相电源等实时远程控制; 十六.台式电脑1台,基本配置:优于CPUi9-10400K,内存≥16G,硬盘≥1T+512GSSD,独显≥4G,无线网卡,预装windows 11和正版office软件,至少3个USB3.1接口,≥27寸高清显示器,原装无线键盘和无线鼠标,配鼠标垫。 十七.教学辅助设备 主要性能及参数 功能:打印/复印/扫描 处理幅面:A4 耗材类型:鼓粉一体 耗材容量:兼容Q2612A:≥2000页 预热时间:0秒 处理器:≥230MHZ 内存:≥32MB 双面功能:手动 接口类型:USB2.0 白打印速度:≥14ppm 打印分辨率:≥600×600dpi 首页打印时间:≤10秒 打印内存:≥32MB 配件:易加粉硒鼓5个,碳粉12瓶 ,A4纸2包 ,双肩包1个 十八.教学演示设备(1套) 投影仪参数: 屏幕比例:16:9 分辨率(dpi):≥1920x1080dpi 技术:三片LCD技术 平台类型:无 颜色分类:白色 变焦倍数:≥1.2倍 对比度:10001:1-20000:1 电动幕:≥120英寸 投影机亮度:≥3500流明 适用场景:商务办公移动便携 灯泡类型:UHE灯泡(冷光源灯泡) 投放画面大小:在30~300英寸之间可调 最佳投放距离:3m左右 梯形校正范围:不小于±30度 支持色彩数目:不少于10.7亿色 灯泡功率:≥210W 灯泡寿命:>10000小时 缩放比:1.2:1 是否可吊装:是(含吊架) 显示技术:三片LCD技术 梯形矫正:四点矫正 枕形矫正 影片效果:2D |