1、输入电源:三相四线~380V±10% 50Hz
2、工作环境:温度-10℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m
3、容量:≤1.5KVA
二、控制屏组成及功能
电机拖动及控制技术实训装置的控制屏由交流电源部分、高压直流电源两路、定时器兼报警记录仪、信号源部分、制动电阻、开关、插座等组成。
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)。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,可方便地指示三相电网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(内部具有过压及短路保护功能)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和励磁电源输出的电压。
3、定时器兼报警记录仪
采用LED显示器;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过流、误操作告警次数等功能。
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的电压、电流控制等实训项目;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,可挂置实训组件。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,为实训组件的供电和控制屏之间的供电提供了方便。
三、控制屏三相交流电源操作使用
1、开启电源前。要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关(右下方)及“励磁电源”开关(左下方)都须在关断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位,即必须将它向逆时针方向旋转到底。
2、将三相四芯插头插入市电电源插座中,接入三相380V、50Hz的交流电源(注意:市电插座一定要接中线,否则无法进行下一步操作)。检查无误后开启“电源总开关”(空气开关,在控制屏左侧面中上端),“停止”按钮指示灯亮(红色),表示实训装置的进线接到电源,但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实训电路接线操作是安全的。同时“定时器兼报警记录仪”得电显示并开始计时。控制屏左侧三相四极插座有380V的交流电压输出、单相三极插座有220V交流电压输出,右侧两个单相三极双联插座有220V交流电压输出。
3、按下“启动”按钮,“启动”按钮指示灯亮(绿色),同时可听到控制屏内交流接触器瞬间吸合声,“三相电源输出”端的三只发光二极管发光。此时三相交流电源输出插孔U1、V1、W1及N端有固定线电压380V、相电压220V输出,同时三相可调电源输出插孔U、V、W及N上即可输出交流电压,输出电压的大小可由调压器调节(线电压为0~450V)。控制屏上方有一指针交流电压表,电压表下方有“三相电压指示切换”开关和“电压指示切换”开关。它们相配合可使电压表分别显示电网电压或调压输出电压的三相线电压。
4、实验过程中,当输出电流大于设定值或发生线路短路时,即能自动切断电源输出,此时蜂鸣器响,“报警”指示灯亮。在短路消除后,按“复位”键,方可重新启动使用。
5、实训中如果需要改接线路,必须按下“停止”按钮以切断交流电源后才能进行改线操作;若出现紧急情况,按下“急停”按钮,即可切断三相交流电输出,保证实训操作安全。实训完毕,还需关断“电源总开关”(空气开关),并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。将“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到关断位置。
四、控制屏高压直流电源操作使用
1、直流电源是由交流电源变换而来,开启“直流电机电源”必须先完成开启交流电源,须开启“电源总开关”并按下“启动”按钮。
2、在此之后,接通“励磁电源”开关,可获得约为220V、0.5V不可调的直流电源输出。接通”电枢电源“开关,可获得0~250V、3A可调的直流电源输出。实验中电枢电源调节有滞后性,到目标电压值附近时,应该缓慢调节。
3、励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的一只直流电压表指示。当将该电压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时,指示电枢电源电压,当将它拨向“励磁电压”时,指示励磁电源电压。但“励磁电源”与“电枢电源”,可独立使用。
4、在做直流电动机实验时,要注意开机时需先开“励磁电源”,后开“电枢电源”;在关机时,则要先关“电枢电源”而后关“励磁电源”的次序。同时要注意电枢电路中串联电阻以防止电源过流保护。其操作要严格遵照实验指导书中有关内容的说明。
注:启动控制屏后,当电枢电压调节旋钮没有逆时针旋到底时,禁止直接打开电枢电源开关,应先将电枢电压调节电位器逆时针旋到低,再打开电枢电源开关,否则会导致过压现象。
五、定时器兼报警记录仪操作使用
定时器与报警记录仪是为帮助老师更好的管理学生,便于教学而设置的。老师可以设定定时时间,到定时时间能自动断开电源,保证考核时间的正确性,又可累计操作过程中误操作并会报警提示,并记录下误操作次数,以考察学生的实验质量。另外还设置了密码上电功能,限止学生私自上电操作,面板还有一个标准时间显示,老师可以随意调整该时间,该时间当装置失电也不会遗失。
报警器的功能有电路漏电报警、高压电源过载报警、定时报警三部分,记录显示的次数即以上三项报警次数的累加。
功能操作:
1、密码输入:输入密码(初始密码:123)正确时装置才能开机,否则不能开机。按功能键使面板最右边显示“1”,按确认键右边显示三位“一”,按数位键左边位闪烁,按数据键加数调整,再按数位键移位并闪烁,再按数据键调整,如此反复至正确密码,再按确认键确认,实验台自动上电,面板返回时钟状态。
2、定时设置:按功能键使最右边位为“2”,如要调整定时时间按确认键,按数位键低位闪烁,按数据键调整好后,再按数位键移位,如此反复移至最高位,如不正确可反复按数位键移位,按数据键调整数据至最高位再按确认键确认,系统返回时钟状态。
3、时钟设置:能修改面板标准时间;标准时间一般为北京时间,可根据老师需要自行调整;按功能键使最右边显示为“3”,按确认键低位闪烁,按数据键数据上升调整,再按数位键移位,再按数据键调整,如此反复调至左边最高位后,如正确,按确认键,返回时钟状态。
4、定时查看:按功能键使最右边显示为“4”,按确认键即可查看定时设置的时间,再按确认键返回时钟状态。
5、报警查看:查看报警次数;按功能键使最右边显示为“5”,按确认键右边显示两位数据,最高为“99”,再按确认键返时钟状态。
6、密码修改:修改系统密码;按功能键使最右边显示为“6”,按确认键,如需要新输入密码则按确认键,此时右边三位显示“0”,按数位键高位闪烁,按数据键调整,再按数位键移位闪烁,反复操作直至最右位按确认键确认,系统返回时钟状态。
7、报警复位:擦除报警记录;按功能键使最右边显示为“7”,按确认键擦除报警记录,并返回时钟状态。
8、查看密码:该功能是为了防止操作者忘记密码;按功能键使最右边显示“8”,按确认键右边显示三位系统密码,在按确认键返回时钟状态。
9、复位键:按一下复位键,系统复位;需要重新输入密码才可开机。
六、智能功率、功率因数表的使用方法
1、仪表由单片机、高精度A/D转换芯片和LED数字显示电路构成。
2、主要功能:
A、测量功率时,输入电压、电流的范围为:5V~450V,200mA~5A。为保证测量准确,仪表内部分八个量程段,测量时能根据输入信号的大小自动切换量程。
B、能测量功率因数(cosø值),并能自动判别负载性质(L或C)。
C、可测输入信号的频率。测量范围为1.00~99.00Hz。
3、使用方法:
(1)接线:电压输入端与被测对象并联,电流输入端与被测对象串联。
(2)开启电源后,显示器各位将依次显示“P”,表明仪表已处于正常状态,亦即初始状态。
(3)“功能”键用来选择测试项目。连续按动此键,会依次显示以下项目:
U:电压; I:电流; P:功率; COS:功率因数及负载性质;
FUC:频率; SAUE:数据保存; DISP:数据查询。
使用时,根据需要用“功能”键选定一项。对于前五项,选定项目后,按“确认”键,只要输入端接有相应的信号,即显示相应的测量值。测量单位为:电压V,电流A,功率W,频率Hz。
(4)数据保存。此功能只能保存COS和P二项的数据。操作方法如下:
用“功能”和“确认”键先后测量P或COS二项数据,待测得的数据稳定后,再按“功能”键,选定SAUE,按“确认”键。这时会显示保存数据的序号(共可保存16组数据,序号为0~9,A~F),并保存该组数据。如要查询该组数据,按“功能”键,选定DISP,按“确认”键,即找到该组存储的数据。先显示功率因数值,再按一下“确认”键显示功率值。
注意:P和COS二项的数据是作为一组同时保存的。也可各自单独保存,但这时是作为二组数据保存的。在查询时,每组数据中没测的那项数据为乱码。
要让微机采集和保存负载的U、I数据并显示其波型和相位差别,必须至少保存一组P、COS数据。
4 测量线路:分为单瓦表法和双瓦特表法两种,单瓦特表法主要用于单相电路的功率测量,如单相变压器和单相电动机,但也可以用于三相电路的功率测量(但不能直接显示三相功率,需要换算);双瓦特表法主要用于三相电路的功率测量,如三相变压器和三相电机。
(1)用单瓦特表法测单相电路的功率,测量线路接线如下图所示:
(2)用单瓦特表法测三相电路的功率,测量线路接线如下图所示,所测三相电动机总功率为P=3·P1。
(3)用双瓦特表法测三相电路的功率,测量线路接线如下图,所测三相电动机总功率为P=P1+ P2。
七、可调电阻器的接线与保护
装置中用到的三相可调电阻器分为90欧和900欧两种。每相有两只电阻。每只电阻可调范围为0~900欧(或0~90欧),允许电流为0.4A(或1.3A)。两只电阻作为可变电阻使用时可有串联和并联两种接法。接法介绍以下图为例:
串联:A3接线柱不用,A1与A2两接线柱之间电阻的可调范围为0~2×90欧。并联:将A1和A2短接,A1和A3之间两接线柱之间电阻的可调范围为0~45欧。
由于实验的需要,变阻器除了做可变电阻使用外,还可采用电位器接法做分压器用。例如他励直流发电机励磁电压调节就是采用电位器接法。做分压器时可以单只使用,也可以并联使用。分压器接法为: 固定电压接在A2和X2之间,而可变电压可以从A3和A2(或A3和A4)端引出。
对变阻器的保护很重要。比如,旋钮手柄调到最大及最小位置附近时,不要用力过大,否则可能使接触碳刷超位,损坏变阻器;在变阻器的使用中,一定要保证流过变阻器的电流小于它的额定值,否则将烧断电阻丝。
八、DC测力计测量扭矩的修正转矩是电机的重要物理量之一,转矩的准确测量对于旋转电机的控制和使用具有重要意义。电机转矩测量主要包括以下方法:测力计法修正DC马达法扭矩表法等。测力计是根据力平衡原理设计的,常用的测功机方法有机械测功机涡流测功机磁粉测功机和DC电机测功机DC测功机是最常用的传统测功机之一用DC测功机测量电机输出扭矩的工作原理如下:当被测电机拖动DC测功机的转子旋转时(此时,定子励磁绕组已通过励磁电流通电)转子电枢切割气隙中的磁力线产生感应电动势,如果电枢外接负载,则有DC电流输出。电枢电流和定子磁场相互作用,分别在测功机的定子和转子上产生大小相等方向相反的扭矩。测功机转子上扭矩的方向是阻碍转子的旋转,这是被测电机的制动扭矩,起机械负载的作用。 3 3356 DC测功机输出的电能可以直接被电阻消耗,也可以通过逆变器回馈给电网。选择DC测力计时,应注意其额定扭矩应为待测电机额定扭矩的1-3倍,过大会影响测量精度。利用修正DC电机测量扭矩也是工程中常用的方法。所谓的DC电机校准仅指使用高精度测力计设备(即:5级以上的测力计或扭矩计等)DC电机在规定状态下的实测扭矩-电流关系特性T=f(Ia)当待测电机是电机时,DC电机的校正在发电机状态下进行;当被测电机为发电机时,DC电机的校准在电机状态下进行。 用测功机校准DC电机的方法是:DC电机由其他励磁方式激励在校准之前,反复增加和减少励磁电流以稳定待校准的DC电机的剩磁,然后在校准实验中将励磁电流调整到所需值并保持不变。电机轴承电刷等摩擦损耗后稳定后,在稳定的速度下测量电枢电流和相应的转数,并提取转矩-当前关系特征曲线,绘制关系曲线簇。当校正后的DC电机用于测量电机轴上的扭矩时,只需测量稳态DC电机的电流和速度,然后根据t=F(Ia)关系曲线,可以求出被测电机轴上的转矩值,根据测得的转矩和转速,还可以根据下式计算出电机输出的机械功率P2=0.105Tn ,P2在哪- 电机轴上的机械功率,单位为W, T-电机轴上的扭矩输出,n.m, n-电机转速,单位为r/在最小实验中,将DC校准测功机的励磁电流调整为校准值If2=100mA,根据测功机的电枢电流IaG求出待测电机的输出转矩T2 。为方便起见,If2=100mA时的T2=f如下所示( )数据表,可以直接查表找出相应的T2 值,同时转矩-给出了电流关系的特性曲线上面的曲线是100mA时励磁电流的测量曲线。
九、校正直流测功机IaG-T2曲线图使用说明1、IaG-当DQ19校正DC测功机的励磁电流固定在100mA时,T2曲线由专用扭矩仪进行校正在使用过程中,当DQ19校正后的DC测功机的励磁电流为100mA,即电机的输出转矩时,用户可以找到任意电枢电流IaG对应的转矩T2。2、电机输出转矩T2的计算公式:T2=P2/1047·n。3、仅当DQ19用作DC测功机时(即作发电机时)励磁电流为100mA,T2=f(IaG)有效,当DQ19用作DC电机或其他用途或励磁电流不是100mA的修正值时,T2=f(IaG)无效。( )9500163163163)DC测功机电枢电流的修正IF T2转矩关系曲线1-2电机驱动与控制技术培训的基本要求 3 3 3356电机驱动与控制技术实训课程的目的是培养学生掌握基本的实训方法和操作技能。训练学生根据训练目的训练内容和训练器材,拟定训练路线,选择所需仪器,确定训练步骤,测量所需数据,进行分析研究,得出必要的结论,完成训练报告。在整个训练过程中,学生必须集中精力,及时做好训练。根据培养过程,对学生提出以下基本要求。( )133133)一、实训前的准备 3 33 3356培训前要复习教材相关章节,认真学习培训指导书,了解培训目的、 项目、方法和步骤,明确培训过程中应注意的问题(有些内容可以在实训室对着训练设备进行预习,如熟悉部件的序列号用途和规定值),并根据培训项目准备记录表。 33 333 培训前要写一份预习报告,在指导老师检查确实准备好培训后才能开始培训。 3 33 36训练前做好准备对培养学生是非常重要的独立工作能力,提高培训质量,保护培训设备。( )133133)二、实训的进行( 1)建立小组,合理分工每次培训都是分组进行的,每组2 ~ 3人,培训中的接线正在进行中、调节负载、保持电压或电流、每个人在记录数据时都应该有明确的分工,以确保训练操作的协调性和记录数据的准确可靠。( 2)培训前选择元器件和仪表 3356,熟悉本次培训使用的元器件,记录电机的铭牌和选择仪表的量程,然后依次排列元器件和仪表,方便数据采集。( 3)根据培训电路图和所选部件,按照图纸 3 3 进行布线、仪表,按图接线。线路简单明了,一般的接线原则是先接串联主电路,再接并联支路。为了方便查找线路,每条线路可以使用相同颜色的导线。( 4)启动电机并观察仪器 3 3356在正式训练开始之前,熟悉仪器的刻度并记下放大倍数,然后按照一定的规格启动电机并观察所有仪器是否正常(如指针正、反向是否超出范围等)如有异常,应立即切断电源并排除故障;如果一切正常,培训就可以正式开始了。( 5)测量数据 3 333 预览时,请注意电机的测试方法和测量数据的大小。在正式训练时,按照训练步骤逐一测量数据。( 6)认真负责,培训开始和结束 3 培训完成后,必须将数据提交给讲师进行审查。在得到教员的批准后,才允许拆线,放上训练用的部件、电线仪器和其他物品应摆放整齐。( )133133)三、实训报告 3 33 培训报告是根据实测数据和培训中观察发现的问题,经过分析讨论后自己写的。 33 3 3356培训报告应简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。 333 3356培训报告包括以下内容:( 1)实训名称、专业班级、学号、姓名、实训日期、室温℃。( 2)列出培训中使用的部件的名称和编号以及电机的铭牌数据(PN、UN、IN、nN)等。( 3)列出培训项目并画出培训中使用的电路图,注明仪器量程电阻阻值电源端子号等。( 4)整理和计算数据5886689989899996、根据记录和计算的数据,用绘图纸画出曲线图纸尺寸不小于8cm×8cm曲线要用曲线尺或曲板连成光滑的曲线不在曲线上的点仍按实际数据标注。( 6)根据数据和曲线进行计算和分析,以显示训练结果是否与理论一致,并可以对某些问题提出一些意见并最终写出结论。培训报告应写在一定规格的报告纸上,并保持整洁。( 7)每次培训都要独立完成一份报告,并按时发送给讲师进行评分。( )211211)