THHK-1型 控制电机综合实验装置

一、产品概述

随着控制技术的快速发展，控制元件在此领域也得到了更为广泛的应用，尤其是近年来新型元件的涌现，更丰富了控制电机的功能。为满足《电机学》、《控制电机》、《自动控制元件》、《微特电机》等课程教学，我公司研发了“THHK-1型控制电机综合实验装置”。

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：＜1.0kVA

4.参考外形尺寸：155cm×79.5cm×147cm

5.为了保证本产品实验教学效果及确保产品质量稳定可靠，要求投标时提供“控制电机综合实验装置”的省级以上部门出具的产品检测报告，带原件备查。

6.为了防止出现“三无产品”，交货时提供设备制造厂商名称、商标及出厂合格证等。

三、装置的基本装备

1. HK01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（带有过流保护措施）

提供三相0～450V可调交流电源，同时可得到单相0～250V可调交流电源(配有一台三相同轴联动自耦调压器（规格1.5kVA、0～450V），克服了三只单相调压器采用链条结构或齿轮结构组成的许多缺点)。可调交流电源输出处设有过流保护，当相间、线间过电流及直接短路时均能自动保护，克服了更换保险丝带来的麻烦。配有三只指针式交流电压表，通过切换开关指示三相电网电压和三相调压电压。

(2)高压直流电源

直流励磁电源：输出220V/0.5A，具有输出短路保护；

直流电枢电源：0～230V/2A连续可调，具有输出短路保护；

设有直流数显电压表及切换开关，可指示直流励磁电压和直流电枢电压。

(3)数字式仪表

 真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～500V，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显；

 真有效值交流数字电流表一只：测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程告警、指示及切断总电源功能；

 智能单相功率、功率因数表一只：由一套微电脑，高速、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话的智能控制模式。为了提高测量范围和测试精度，将被测电压、电流瞬时值的取样信号经A/D变换，采用专用DSP计算有功功率、无功功率。功率的测量精度0.5级，电压、电流量程分别为450V、5A，可测量负载的有功功率、无功功率、功率因数及负载的性质；还可以贮存、记录15组功率和功率因数的测试结果数据，并可逐组查询；

 直流数字电压表一只：测量范围0～1000V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能；

 直流数字毫安表一只：测量范围0～2000mA，三位半数显，精度0.5级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能；

 直流数字电流表一只：测量范围0～5A，三位半数显，精度0.5级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。

(4)三相可调电阻（90Ω×2/1.3A一个、900Ω×2/0.41A一个）及10kΩ/2W固定电阻一个。

(5)开关及器件板：提供三刀双掷转换开关两只、5Ω/8W、1.2kΩ/8W、20kΩ/2W功率电阻各两只。

(6)人身安全保护体系

电压型漏电保护器：对线路出现的漏电现象进行保护，使控制屏内的接触器跳闸，切断电源。

电流型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。

实验连接线及插座：强、弱电连接及插座分开，不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。

(7)定时器兼报警记录仪

平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、提前提醒后切断电源等功能，还可以自动记录由于接线或操作错误所造成的告警次数。

(8)控制屏其它设施

控制屏正面大凹槽内，设有两根方型不锈钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设有三芯插座，挂件的供电由这些插座提供。控制屏两侧设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。

2. HK02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，形状似长方体结构，造型美观大方；设有两个大抽屉，用于放置工具、存放挂件及资料等。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。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定。

3. DD03-4涡流测功机、旋转偏码器及不锈钢导轨

光码盘测速系统（1024光电编码器），不锈钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，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，电机运行噪声小，实验参数典型，能较好地满足实验的要求。

4. HK10永磁式直流测速发电机：外接阻抗≥10kΩ，2400r/min。
5. HK27交流测速发电机：激磁电压AC110V。
6. HK47旋转编码器实验：配有等精度频率计数器，完成旋转编码器实验。
7. HK54步进电机控制挂箱及步进电机

本控制箱用以控制步进电机的各种运行方式，它的控制功能是由单片机来实现的，通过键盘的操作和不同的显示方式来确定步进电机的运行状况。

本控制箱可适用于三相、四相、五相步进电动机各种运行方式的控制。

功能：能实现单步运行、连续运行和预置数运行；能实现单三拍、双三拍、三相六拍及电机的可逆运行。提供型号为：70BF10C三相步进电机一只，其静态电流3A，直流励磁电压24V，最大力矩为6kgf.cm（0.588N·m）。

8. HK55-4涡流测功机控制系统(包括旋转编码器测试孔，与“DD03-4”配套)

具有转速控制和转矩控制两种控制模式，可以快速测量电机的转矩，转速以及输出功率，并带有计算机通信接口，配套上位机软件，通过上位机软件可以进行计算机与控制器的双向数据交换，同时可以提供由计算机控制涡流测功机的自动加减负载功能，并能够自动完成异步电机M-S曲线的绘制、打印及数据的保存。

9. HK56旋转变压器、中频电源

提供400Hz，0～70V中频电源一组及旋转变压器一只。

10. HK57交流伺服电机实验挂箱及交流伺服电机

电机采用SL系列鼠笼转子两相伺服电动机，其特点是体积小、重量轻、快速性能好、自制动能力强、力能指标高；交流伺服电机控制箱由一只真有效值交流电压表、一只真有效值交流电流表、变压器（380V/220V/110V）及可调电容器（0～6.5µF）组成。

11. DJ25直流伺服电机：DC220V，0.5A，80W，1500r/min。
12. 欧式导线架

装置配有欧式导线架，用于悬挂和放置实验专用连接导线，外形尺寸为530mm×430mm×1200mm，设有五个万向轮，造型美观大方。

13. HK05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联接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（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；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。

四、完成的实验项目

1. 永磁直流测速发电机实验

1. 永磁直流测速发电机空载输出特性
2. 永磁直流测速发电机负载输出特性

2. 交流测速发电机

1. 测定交流测速发电机的剩余电压
2. 测定交流测速发电机带纯电阻负载时的输出特性n=f（U2）
3. 测定交流测速发电机带纯电容负载时的输出特性n=f（U2）

3. 旋转编码器实验

1. 波形观察及方向的判断
2. 测量转速与频率的关系
3. 转角位置的检测

4. 正、余弦旋转变压器实验

1. 测定正余弦旋转变压器的空载时的输出特性
2. 测定负载对输出特性的影响
3. 二次侧补偿后负载的输出特性
4. 一次侧补偿后负载的输出特性
5. 正余弦旋转变压器作线性应用时的接线图

5. 步进电动机实验

1. 单步运行状态
2. 角位移和脉冲数的关系
3. 空载突跳频率的测定
4. 空载最高连续工作频率的测定
5. 转子振荡状态的观察
6. 定子绕组中电流和频率的关系
7. 平均转速和脉冲频率的关系
8. 矩频特性的测定及最大静力矩特性的测定

6. 交流伺服电机实验

1. 用实验方法测堵转圆形磁场
2. 测交流伺服电动机幅值控制时的机械特性和调节特性
3. 测交流伺服电动机幅值——相位控制时的机械特性
4. 观察自转现象

7. 直流伺服电机实验

1. 测直流伺服电动机的电枢电阻
2. 测直流伺服电动机的机械特性T=f（n）
3. 测直流伺服电动机的调节特性n=f（Ua）
4. 测定空载始动电压和检查空载转速的不稳定性
5. 测量直流伺服电动机的机电时间常数