FCDK-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。本装置可以满足《电机学》、《控制电机》、《自动控制元件》、《微特电机》等课程教学。

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.外形尺寸：155cm×79.5cm×147cm
三、装置的基本装备
1.DK01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。
 (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.DK02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.EM03-4涡流测功机、旋转偏码器及不锈钢导轨
光码盘测速系统（日本欧姆龙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.EMZ-1自整角机：包括一只接收机、一只发送机及砝码一盒。
5.EK10永磁式直流测速发电机：外接阻抗≥10kΩ，2400r/min。
6.EK27交流测速发电机：激磁电压AC110V。
7.EK47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。
8.EK54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，力矩为6kgf.cm（0.588N•m）。
9.EK55-4涡流测功机控制系统(包括旋转编码器测试孔，与“EM03-4”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。
10.EK56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。
11.EK57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。
12.DJ25直流伺服电机：DC220V，0.5A，80W，1500r/min。
13.XP05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.力矩式自整角机实验 
(1)测定力矩式自整角发送机的零位误差
(2)测定力矩式自整角机静态整步转矩与失调角的关系曲线
(3)测定力矩式自整角比整步转矩（又称比力矩）及阻尼时间
(4)测定力矩式自整角机的静态误差
5.控制式自整角机实验
(1)测自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f（θ）
(2)测定比电压Uθ和零位电压U0
6.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
7.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)矩频特性的测定及静力矩特性的测定
8.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
9.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