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TWK-800A 高性能電工技術實訓考核裝置

電工技術綜合實驗實訓台

國產設備
一 、設備總體要求
1. 實驗台：規規格尺寸（長寬高mm）： 1420mm*750mm*1300mm；鋼木混合結構實驗桌，帶有抽屜和儲物櫃；實驗桌龍骨鋼板采用1.5mm厚冷軋鋼管材質，其中抽屜和儲物櫃必須采用“冷軋鋼板”材質，杜絕用“複合板”材質替代；實驗台必須具有前後可升降調節的地腳，以及可以移動的帶有刹車萬向輪，方便移動檢修；
2. 實驗櫃上裝有三相隔離變壓器，使設備三相電源母線全部“浮地”處理，與大地不形成回路，確保實驗過程安全；
3. 具有防誤接保護功能：強弱電實驗完全分離，強電實驗（電工交流、電機等）采用4號的香蕉插頭高壓疊插導線，弱電（電路原理等）實驗采用2號的疊插連接導線，兩種實驗導線相互不通用，確保學生在實驗過程中杜絕插錯的可能；
4. 實驗台電源采用三相四（五）線製交流380V輸入，R型三相隔離變壓器1台，用於將輸入的380V三相交流電變換成隔離的220V三相交流電，應滿足各種低壓負載實驗需要，如△接法的燈負載實驗等，總電源具有過載、漏電、過流、短路等保護；
5. 每個實驗台帶有無線電源控製器接口，可支持遠程無線控製器，該控製器具有刷卡取電、定時開關、遠程開關等功能；配備無線電源控製網關，所有實驗台通過無線方式與控製網關進行通信，可通過電腦遠程對實驗台進行無線電源開關控製；控製網關可直接接入網絡視頻攝像機，可支持視頻監控管理，可以在電腦上實時查看學生實驗情況；
6. 高壓交流電源輸出有三相380V輸出、單相220V輸出3路，單相0～250V連續可調輸出1路，可很好地滿足教學實驗要求；
7. 總電源進線采用密閉電纜連接，安全可靠，實驗台總電源上電采用三相漏電保護開關、授權鑰匙開關綜合控製，確保設備有效管理和使用；
8. 實驗台總電源由紅、綠2個高可靠的機械自鎖按鍵控製，每個電源按鍵都帶有電源指示燈點亮指示工作狀態；
9. 實驗台帶有急停按鈕，當發生緊急故障的時候，迅速按下急停按鈕，切斷實驗台總電源；
10. 三相電源的每一相均有速熔保險管保護，保險管要易於更換；
11. 實驗台帶有1組220V/36V鐵芯變壓器單元，配合完成變壓器測試實驗；
12. 實驗台帶有2組LED數顯交流電壓表，精度0.5級，測量範圍0-500V，量程自動切換，具有過壓過流保護；
13. 實驗台帶有2組LED數顯交流電流表，精度0.5級，測量範圍0-3A，量程自動切換，具有過壓過流保護；
14. 實驗台帶有2組可以切換顯示的功率/功率因數表，精度0.5級，可以測量總功率、有功功率、功率因數等數值，數值顯示采用LED數字顯示方式，量程自動切換，功率因數表測量範圍：-1～0～+1，具有過壓過流保護；
15. 帶有1組日光燈及啟動控製電路單元，即可作為實驗同時可以作為照明使用；
二 、實驗裝置配套模塊單元要求
實驗裝置需包含有電工電路基礎、電機拖動、信號及儀表、電力電子、PLC等基礎實驗和綜合創新部分內容，所有配套實驗掛箱必須是“鐵質”材料的掛件，不能用塑料、PVC等易變形材質充當掛箱材質，確保長期使用不變形。
結構要求：功能掛件不能是封閉式的結構，必須是帶有合頁翻蓋式結構，教師不需擰螺絲即可打開掛箱，既可以用於教師給學生演示設備電路，又方便教師對設備進行維護維修。
該掛件的對結構有要求，提供“短視頻介紹”說明。
（一）交流電路單元
1. 燈組負載三組：三組各自獨立，每組均設有3*3個白熾燈螺口燈座，每個燈座由250V的扭子開關控製其通斷，每組白熾燈負載設有1組電流插座，這3組白熾燈負載既可完成單相負載實驗，也可聯接成Y或△兩種三相負載線路形式，此3組負載可作為阻性負載進行相關實驗，每盞白織燈電阻值為3.2KΩ，每組白織燈阻值為1.6kΩ/3.2kΩ可變；
2. 日光燈器件組：設有15W電感型鎮流器、白色15W日光燈管、啟輝器各1隻；
3. 電感元件特性區：設有L=1H，RL=80Ω電感測試單元1組，完成單相交流相關實驗；
4. 高壓電容實驗組：0.47uF/500V、1uF/500V、2.2uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V共五組，用於各類電容性負載、改善日光燈功率因數等相關實驗；
5. 四組電流測試單元：每組單元相互獨立，接口及接頭均采用高可靠性的器件構成，用於白熾燈負載電路及公共測試單元，供其他單元的電路測試電流使用；
（二）標準功能擴展掛板：與實驗掛箱麵板大小相同，標識實驗警示及實驗過程提醒；
（三）電拖繼電器掛箱
1. 4單元按鈕，按鈕采用工業平頭高壓按鈕，每個按鈕都有常開、常閉兩組觸點，每個按鈕分有紅、綠兩種顏色，易於用戶區分；
2. 3組交流接觸器，主觸點可通可10A交流電流，每組交流接觸器有4個常開主觸點，並選配擴有兩個常閉觸點；
3. 3組接觸器輔助觸點，其中兩組輔助觸點具有1個常開和1個常閉兩組觸點，另外一組輔助觸點具有2個常開觸點，用於完成電拖相關實驗；
4. 1組熱保護繼電器單元，三相380V輸入、三相380V輸出主電路回路，控製信號回路端具有常開、常閉2組觸點；
5. 一組時間繼電器，帶時間延時繼電器實驗時使用，通過麵板設置鈕可實現秒級及小時級定時動作，有延時常開、常閉觸點及正常常開、常閉可選用。
6. 兩組中間繼電器，中間繼電器有4組帶中間觸點的輸出，中間繼電器輸出線圈電壓為交流220V，控製電壓為24V，可以通過PLC直接來是實現弱電控製強電；
7. 本掛箱配套有三相交流電機使用，交流電機可支持三相220V/380V，星形和角形啟動控製實驗，電機功率0.12KW，接口方式插孔式；
（四）電工虛擬仿真具體要求：（以下內容必須提供“30秒視頻介紹”，本附件為綜合創新實驗使用，整個實驗室配1套，含軟件、硬件配件、實驗指導書等）
A. 基於Labview環境下的電工虛擬仿真
1. 在labview環境下，提供電工仿真實驗，實驗仿真界麵與實物儀器相似，讓學生實現半實物虛擬仿真的需求；
2. 可實現在軟件環境下與硬件結合完成虛擬采集處理及模擬信號輸出等實驗；
3. 配有基於 LabVIEW 電工仿真實驗教程和軟件樣例程序。
B. 基於Mutisim環境下的電工電路虛擬仿真
1. 在Mutisim環境下，提供電工電路仿真實驗，實驗仿真電路與設備的電路完全相同；
2. 配有基於Mutisim環境下的軟件樣例程序。
（五）觸發電路單元（以下內容必須提供“清晰圖片”及“30秒視頻介紹”，綜合創新實驗使用，整個實驗室配1套）
1. 單結晶體管觸發電路：麵板上有詳細原理圖，脈衝移相範圍120°，麵板上包含：同步信號輸入端；移相控製旋鈕；5個典型信號測試點；脈衝變壓器驅動輸出端；
2. 單相鋸齒波移相觸發電路：由一片集成單相鋸齒波移相觸發電路（KJ004）為核心構成，脈衝移相範圍大於150°。麵板上有詳細原理圖。單元麵板中含有：同步信號輸入端，同步信號輸入交流15V；鋸齒波斜率調節旋鈕；偏執信號調節旋鈕；移相控製旋鈕；輸出脈衝封鎖端；正反兩組脈衝變壓器驅動輸出端；各引腳測試端；
3. 多功能PWM、SPWM波形發生器：由運放搭建的波形發生器，可適合電力電子實驗的多種應用，電路可產生PWM信號、SPWM信號、功率脈衝信號、軟開關控製信號。麵板上有詳細原理示意圖，包含：載波頻率調節旋鈕；正弦波幅頻調節旋鈕；直流電壓給定旋鈕及給定範圍切換開關；信號疊加切換開關；死區調節旋鈕；正、反PWM輸出端；同步信號輸入端；調功控製脈衝輸出端；軟開關主輻管控製脈衝輸出端；脈衝封鎖輸入端；兩組脈衝驅動電路；
（六）電力電子變換技術單元（以下內容必須提供“清晰圖片”及“30秒視頻介紹”，綜合創新實驗使用，整個實驗室配1套）
1. 隔離DC-DC變換電路：包括正激變換接法和反激變換接法；
2. 兩組脈衝變壓器電路（可驅動晶閘管全橋電路）：為全控整流電路晶閘管提供隔離脈衝信號；1組中1路輸入兩路同相位輸出；
3. 晶閘管半控、全控橋電路：兩組晶閘管橋電路，每一組中兩個晶閘管首尾相接；兩組二極管橋電路，每一組中兩個二極管首尾相接；
4. 四組光電隔離驅動電路（四組電源獨立）：為MOSFET管提供隔離PWM、SPWM驅動信號；光電隔離采用TLP559芯片，驅動電壓為15V；
5. MOSFE單相全橋電路：采用IRF830器件搭建的單相全橋電路；
6. 斬波控製式單相交流調壓電路：采用IRF830器件搭建的斬控式單相交流調壓電路；
（七）電力電子電源及負載單元（以下內容必須提供“清晰圖片”及“30秒視頻介紹”，綜合創新實驗使用，整個實驗室配1套）
1. 低壓交直流電源：30V交流電源帶中間抽頭（可做15V用），可輸出1A電流；30V、15V同步交流信號輸出；單相整流橋，由交流電源輸入整流後提供最高48V直流電源（帶電源整流濾波）；
2. 三相對稱負載（電感、電容、燈泡（電阻））：3個對稱電感負載200mH電感量；3個對稱電容負載0.1μF電容值；6個共3組對稱燈泡（電阻）負載，每組2個燈泡（電阻）並有一個鈕子開關可實現兩燈泡（電阻）並連使用；
（八）PLC主控模塊單元（以下內容必須提供“清晰圖片”及“30秒視頻介紹”，綜合創新實驗使用，整個實驗室配1套）
1. 配備20點PLC主機、西門子編程軟件、配套軟件的編輯好的實驗程序、編程電纜，采用滑動導軌安裝，安裝、拆卸靈活；
2. 具有16路24V撥碼開關、16路24V控製LED燈，100個PLC信號IO口，1路0-5V模擬量輸出信號源，GND和24V直流電源輸出單元、電源保險管、獨立工作的開關電源（220V輸入，9V\24V輸出，具有短路保護和自動恢複功能）；
3. 提供配套用於PLC控製及編程應用實驗；

4. 另單獨配套兩組獨立的時間繼電器
帶時間延時繼電器實驗時使用，通過麵板設置鈕可實現秒級及小時級定時動作
有延時常開、常閉觸點及正常常開、常閉可選用。
5. 另單獨配套兩組獨立的中間繼電器
中間繼電器有4組帶中間觸點的輸出
中間繼電器輸出線圈電壓為交流220V，24V各兩組

6. 另單獨配套行業常用品牌的高性能變頻器，功率1KW以上，麵板上帶有使用圖示，可完成交流電機的變頻調速實驗。
（九）電工實驗台配套的其他設備（以下內容必須提供“清晰圖片”及“30秒視頻介紹”，下麵每個模塊都要提供圖片和視頻，綜合創新實驗使用，整個實驗室配1套）
1. 單相電度表的校驗模塊：單相電度表模塊，鐵質噴塑鋼板底座，按照標準的立式安裝方法，內置機械式2400R/KW.h的單相電度表，電度表所有的電氣引線端子都通過香蕉導線端子引出，香蕉導線端子固定在鋼板底座上，使用安全方便，用於電工電度表校驗測試實驗；
2. 頻率三倍器電路模塊，獨立模塊，利用晶體管的非線性電阻效應，基於丙類放大器工作原理，設計一個輸出頻率∮≈160KHZ的丙類倍頻器，配套電工創新實驗；
3. 非正弦周期信號分解電路模塊：獨立模塊，將方波信號加到分別調諧於基波和各次奇諧波頻率的一係列有源帶通濾波器電路上，通過不同的有源帶通濾波器，將方波信號的1次（基波）、3次等諧波分解出來，配套電工創新實驗。
（十）電工3D虛擬仿真操作軟件具體要求：（以下內容必須提供“30秒視頻介紹”，綜合創新實驗使用，整個實驗室配1套）
1. 在PC機windows環境下，運行3D動畫仿真軟件，可以通過該軟件讓學生在3D虛擬環境中連接各種電工線路、控製電機等工業電器，提供學生對電工理論知識的掌握程度；
2. 該軟件要配套正式出版社正式出版的教材，用於輔助學習電工3D軟件的使用。
三 、實驗裝置可完成的實驗項目
實驗裝置必須配備完整能滿足以下實驗的所有軟硬件資源，配備完整的實驗指導書
用一表法測量交流電路等效參數；用二表法測量交流電路等效參數；正弦穩態交流電路相量的研究——日光燈功率因數提高實驗；單相鐵芯變壓器特性的測試；變壓器同名端判別及應用—設計性實驗；R、L、C元件特性及參數測試；三相交流電路電壓、電流的測量；三相電路功率的測量；功率因數及相序的測量；三相鼠籠式異步電動機認識與銘牌；三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖控製；三相鼠籠式異步電動機正反轉控製；三相鼠籠式異步電動機Y－△降壓起動控製；三相鼠籠式異步電動機順序起動控製；三相鼠籠式異步電動機的兩地控製；單相電度表的校驗實驗；驗證頻率三倍器電路實驗；驗證非正弦周期信號的電壓與各次諧波的電壓的關係；驗證非正弦周期信號的電流電路中，電感和電容對電流波形的影響；單相半波可控整流電路實驗；單相橋式半控整流電路實驗；單相橋式全控整流電路實驗；單相橋式有源逆變電路實驗；PLC可編程控製器編程實驗；PLC控製交流電機實驗；電工虛擬仿真開發實驗；電工3D虛擬仿真練習實驗。