交直流電機控制及變頻調速實驗臺

一、配置清單
1、每個實驗臺應配置以下實驗掛箱：
1）給定及調節掛箱 2
2）調節器掛箱 2
3）觸發電路掛箱 1
4）觸發電路掛箱 2
5）控制單元掛箱 1
6）晶閘管主電路掛箱
7）IPM 主電路掛箱
8）可調功率電阻
9）繼電器掛箱 1
10）電力電子器件掛箱 1
11）電力電子變換技術掛箱 1
12）電力電子變換技術掛箱 2
13）電力電子電源及負載掛箱 B
14）交直流實驗機組
15）直流發電機
16）實驗導線及配套電纜
17）實驗主控平臺
18）變頻器專用控制器掛箱 2
2、為其中一臺增加配置以下用于課程設計、畢業設計等相關的實驗掛件：
1）重力負載控制器
2）綜合版數控實驗套件
3）DSP 交直流電機控制掛箱
4）FPGA 電機控制開發平臺
5）PLC 可編程數控電機調速掛箱
6）步進電機實驗掛箱
7）交流伺服實驗掛箱
8）伺服/步進電機機組
3、供貨方應提供 20 本針對本實驗臺的各掛件的原理介紹及實驗指導書。
二、實驗臺整體技術要求
1）設備規格尺寸：1.6*1.5*0.75 米（長³\u39640X³\u23485X），整套設備分為實驗主控柜及實驗桌 2 個部分；
2）“實驗主控柜”要求為鐵質材料，內部集成 380V 電源控制柜、電源供電系統、380V 隔離變壓器、電源檢測及保護系統、信號檢測系統、電機接口系統、轉速信號采集系統、制動負載控制系統等；
3）“實驗桌”要求材質為鐵質材料，整個實驗桌要求至少具有 1 個鐵質鍵盤抽拉拖盤，2 個鐵質推拉抽屜，1 個電腦主機柜(要求電腦主機柜與實驗桌為一個整體，確保安全)，電腦主機柜帶鎖，其余下層空間為“一體式的儲物柜”，要求儲物柜空間不小于 1.6*0.6*0.5 米，用于儲存所有的機電設備功能掛件、儀器設備、各類功能實驗箱、電機組等實驗設備；
4）設備總電源輸入采用三相四線制，交流 380V±5%，50Hz，上限電流不超過 16A，總功率最大 1000W；
5）設備所使用的“三相隔離變壓器”，要求是一套獨立的模組，外圍具有專用的機箱保護，所有輸入和輸出的接線端子，都是引接到導機箱殼上，機殼上帶有散熱孔，機殼帶有 4 個橡膠軟墊，該隔離變壓器輸入三相四線 380V 電壓，輸出三相四線 3 組電源，分別是三相四線 380V、220V、90V，分別用于完成運動控制、電機拖動、電力電子等相關的實驗項目，整套三相隔離變壓器功率不得小于 1500W，要求可以支持 1.2KW 的三相交流異步電機實驗使用。
6)設備要求具有“漏電”、“過壓”、“欠壓”、“過流”、“缺相”、“亂序”、“欠磁”、“短路”等系統保護功能，且在出現錯誤的時候可以通過聲音和指示燈給出雙重提示，同時切斷主電源，保護功能可以根據實驗的需要進行選擇，保護功能可以通過系統工作模式開關進行設定，使系統更靈活。
三、實驗主控柜技術指標
1、電源控制單元
智能電源工作模式：提供交流（220V）/交流（380V）/直流（80V）/直流（110V）/電力電子（220V）/電機拖動（0～380V）等 6 種電源模式設置；
多層電源控制：采用多級電源控制，確保教師能夠更好的對設備的管理，第一層采用帶有漏電和過流保護的空氣開關作為三相電源總閘，空氣開關采用名牌產品，第二層采用高檔加密鎖芯的鑰匙開關作為控制電路的工作開關，以上開關均屬硬開關；
第三層擴展接口，可支持電源控制具有一個高級智能物聯網電源總控模塊，該模塊采用物聯網 zigbee 無線控制模塊，可直接控制 220/380V 的電源供給，通過無線傳感的方式，直接送到教師服務器，同時提供教師機控制軟件，確保學生是在教師“授權”下進行上電操作，擴展模塊可支持“網頁遠程控制”和“3G 手機遠程控制”；
多層故障保護：第一層直接在 380V 的每一相電源上設置“快熔”型保險管，保證系統在接線失誤時造成的過流損壞設備；第二層是系統內置了一套“智能自動故障檢測系統”，可以檢測設備及實驗電路中出現的“漏電”、“過壓”、“欠壓”、“過流”、“缺相”、“亂序”、“欠磁”等故障，而且在出現錯誤的時候可以通過聲音和指示燈給出雙重提示，同時切斷主電源；第三層是系統內部還內置一套多輸出的“隔離變壓器單元”，該單元自重達 30kg，性能穩定安全，為整臺設備提供安全的，與大地不形成回路 380V、220V、110V、90V 等交流“浮地”電源，可有效防止常見的觸電事故。
轉速檢測及變換：具有檢測光電編碼器速度脈沖經過轉換并在轉速表上顯示，轉速顯示范圍可達-1999～+2000rpm，同時將轉速信號進行轉化成-10V～+10V 的模擬量，用于實驗和科研時的反饋閉環信號。
計算機程序控制電機實驗單元：該單元內置有高精度的 8 路獨立 AD、2 路 DA、16 路 DI/DO 單元模塊,每路AD 精度可達 12 位，采樣速率高達 1Mb/s,可實現 PC 機模式下的智能算法電機實驗；
多種計算機通信接口：具有 1 個串口、1 個并口、1個 USB 接口，完成計算機控制；
數字虛擬儀器單元接口：具有兩個獨立的虛擬示波器信號測量通道接口。
2、檢測單元
三相電流檢測及變換：此單元提供兩組通用電流檢測單元，檢測元件采用“軍工品質”定制的電流傳感器，實驗中可同時測量兩路交流電流、或者直流電流。測量范圍 0～20A。
三相電壓檢測及變換：本單元用于檢測對稱三相交流電壓，檢測元件為“軍工品質”定制的電壓傳感器，輸入范圍三相交流 0～500V。
電壓檢測及變換：通用電壓檢測單元，可檢測交直流電壓，檢測元件為顯性光耦，測量范圍-700V~+700V。
智能負載控制器：此單元用于控制磁粉制動器，實現負載模擬功能，可提供轉矩 0～2N﹒m，最大功率 1000W，要求可以實現智能負載信號給定，至少可以實現函數型負載給定、功率型負載給定、恒轉矩型給定 3 種模式，輸出信號顯示分為 N.M 和 W 兩種單位模式。
三相同步變壓器：同步變壓器單元，提供三相同步信號測試點以及兩路同步信號輸出接口，同步信號有效值為 6V。
3、電機接口單元
可調勵磁電源：兩組獨立可調開關穩壓電源，輸出范圍為直流 80～220V，通過面板上的旋鈕電位器調節，專門為直流電動機和直流發電機提供勵磁電源配置，兩組電源公用一個輸出指示表，通過面板上的開關切換顯示哪組輸出。電源具有過載及短路保護功能。
平波電抗器：提供一個 200mH/2A 的工頻電抗器，為調速實驗中平滑主回路電流。
兩組雙刀開關：配置兩組雙刀雙擲開關，電流容量10A，為電機拖動實驗時切換線路設置。
直流電動機接口：要求電機與實驗臺之間的連接必須采用“航空插頭/座”方式，確保人身意外觸電，造成人員損傷，該接口采用 1 個 5 芯的航空插座與發電機相連。
直流發電機接口：要求電機與實驗臺之間的連接必須采用“航空插頭/座”方式，采用 1 個 5 芯的航空插座與發電機相連。
三相鼠籠式異步電動機接口：要求電機與實驗臺之間的連接必須采用“航空插頭/座”方式，采用 1 個 7 芯的航空插座與發電機相連。
三相繞線式異步電動機接口：要求電機與實驗臺之間的連接必須采用“航空插頭/座”方式，采用 1 個 7 芯的航空插座與發電機相連。
4、主電源接口單元
①三相隔離主電路選擇單元：該電源已與電網隔離，防止最普遍的觸電事故，該選開關有三檔輸出，分別為線電壓 90V、220V、380V，通過轉換開關選擇輸出電壓，滿足不同實驗需要，每組輸出單獨工作，總功率小于500W。
②三相帶漏電保護空氣開關：漏電流超過 30mA 自動切斷電源。
③三相電源電壓顯示：數字顯示主電源相電壓值
④主電源隔離測試點：隔離測試主電源電壓波形和相位，可在同步信號相位整定時提供低壓參考信號。
5、計算機程序控制電機研究系統：該單元內置有高精度的 8 路獨立 AD、2 路 DA、16 路 DI/DO 單元模塊,每路 AD 精度可達 12 位，采樣速率高達 1Mb/s,可實現PC 機模式下的智能算法電機實驗，配套計算機調速研究集成開發軟件及不少于 15 個 C++語言算法的實驗控制程序；提供計算機調速的控制軟件，可現場展示。
四、各功能模塊的具體技術指標要求：給定及調節器單元
1）模擬給定單元（DG01 單元）：提供模擬電壓給定，給定范圍-10V~+10V。單元中包含：正給定旋鈕、負給定旋鈕、正負給定切換開關；階躍輸出開關、階躍給定輸出；給定電源顯示表。
2）轉速調節器（DA01 單元）：該單元包括：給定輸入端；轉速反饋輸入端；兩個截至電流負反饋輸入端；可調微分環節及微分接入開關；擴展輸入插孔、擴展輸出插孔；比例和比例積分切換開關；帶讀數可調電阻電容環節（電容 0.01μF~9.99μF/電阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正負電源測試點；輸出上下限幅調節旋鈕。
3）電流調節器Ⅰ（DA03 單元）：模擬電流調節器該單元包括：給定輸入；電流反饋輸入；兩路帶封鎖端的電流反饋輸入端；推β輸入端；擴展輸入插孔、擴展輸出插孔；比例和比例積分切換開關；帶讀數可調電阻電容環節（電容 0.01μF~9.99μF/電阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正負電源測試點；輸出上下限幅調節旋鈕。調節器掛箱Ⅱ號單元
1）電壓調節器（DA04 單元）：模擬電壓調節器，面板上有詳細電路示意圖。單元包括：給定輸入端；電壓反饋輸入；擴展輸入插孔、擴展輸出插孔；比例和比例積分切換開關；帶讀數可調電阻電容環節（電容 0.01μF~9.99μF/電阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正負電源測試點；輸出上下限幅調節旋鈕。
2）電流調節器Ⅱ（DS05 單元）：給定輸入；電流反饋輸入；兩路帶封鎖端的電流反饋輸入端；推β輸入端；擴展輸入插孔、擴展輸出插孔；比例和比例積分切換開關；帶讀數可調電阻電容環節（電容 0.01μF~9.99μF/電阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正負電源測試點；輸出上下限幅調節旋鈕。
3）通用調節器（DA06）：通用模擬調節器單元，可作備用單元，面板上有詳細電路示意圖。單元包括：給定輸入端；反饋輸入端；微分輸入、微分調節旋鈕；慣性輸入、慣性調節旋鈕；擴展輸入插孔、擴展輸出插孔；比例和比例積分切換開關；帶讀數可調電阻電容環節（電容 0.01μF~9.99μF/電阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正負電源測試點；輸出上下限幅調節旋鈕。調速控制器電路單元
1）三組反相器（DC01 單元）：三組獨立反相器，輸入輸出范圍-10V~+10V，應用于實驗中需要變換信號極性的場合，電路增益為 1。
2）選擇觸發單元（DC02 單元）：針對“錯位選觸無環流”實驗設計，輸入輸出范圍-10V~+10V。單元中包含：一個信號輸入端；四個邏輯輸出端；閾值偏移調節旋鈕。
3）極性鑒別與邏輯控制器（DC03 單元）：專門針對邏輯無環流可逆直流實驗設計，面板上有詳細原理圖，單元中包含：控制信號輸入端；電流輸入端；推β信號輸出端；兩組 Uβ信號輸出；兩組邏輯封鎖信號輸出端；10 個關鍵測試點引出端；兩組運行指示燈。
4）兩組絕對值變換器（DC04 單元）：面板上有詳細原理圖，包含兩組絕對值變換電路，一組正，一組負?？蓱糜趯嶒炛行枰^對值變換的場合。輸入輸出范圍-10V~+10V 和 0~±10V。
5）轉向控制器（DC05 單元）：用于輔助調速轉向控制實驗，實現過零時切換控制信號極性。輸入輸出范圍-10V~+10V。單元中包含：給定輸入端；反饋輸入端；正反指示燈；方向控制信號輸出。
6）低頻補償電路（DC06 單元）：用于 vvvf 控制的低頻補償實驗。輸入輸出范圍-10V~+10V 和 0~+10V。面板上有詳細原理圖，面板上包含：控制信號輸入端；增益調節旋鈕；偏置調節旋鈕；輸出限幅旋鈕；控制信號輸出。
觸發電路掛件Ⅰ號單元
1）單結晶體管觸發電路（DT01 單元）：面板上有詳細原理圖，脈沖移相范圍 120°\u65292X面板上包含：同步信號輸入端；移相控制旋鈕；5 個典型信號測試點；脈沖變壓器驅動輸出端。
2）單相鋸齒波移相觸發電路（DT02 單元）：由一片集成單相鋸齒波移相觸發電路（KJ004）為核心構成，脈沖移相范圍大于 150°\u12290X面板上有詳細原理圖。單元面板中含有：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；移相控制旋鈕；輸出脈沖封鎖端；正反兩組脈沖變壓器驅動輸出端；各引腳測試端。
3）多功能 PWM、SPWM 波形發生器（DT03 單元）：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、功率脈沖信號、軟開關控制信號。面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范圍切換開關；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；調功控制脈沖輸出端；軟開關主輻管控制脈沖輸出端；脈沖封鎖輸入端；兩組脈沖驅動電路。觸發電路掛件Ⅱ號單元
1）兩組三相鋸齒波移相觸發電路（DT04 單元）：提供雙路晶閘管的移相電路，面板上有明晰示意圖，包含兩個獨立三相鋸齒波移相觸發器，都可單獨使用，觸發電路以 TCA787 為核心搭建，可靠性高。每個觸發器單元包括：控制電壓輸入端、移相范圍限定旋鈕、輸入偏置調節旋鈕；信號封鎖輸入端；同步信號輸入接口、三相同步信號測試端、同步信號調節旋鈕；三相鋸齒波測試端；三相觸發脈沖輸出測試端、三相觸發輸出接口。
2）三相標準型及改進型 SPWM 波形發生器（DT05 單元）：
三相 spwm 波形發生器，針對三相逆變電路實驗設計，有兩種調制波形輸出，面板上有詳細單元示意圖，單元中包括：模式控制端，接地或者懸空，改變調制信號波形；信號封鎖輸入端，低電平有效，懸空不封鎖；相序切換控制端，控制輸出相序；輸出頻率顯示表；載波頻率設定旋鈕載波測試端；電壓控制端，電壓增益設定旋鈕，控制電壓測試端；頻率控制端，控制頻率設定旋鈕，控制頻率測試端；三相調制信號測試端；六路控制脈沖輸出測試端，脈沖輸出接口。
3）單相單雙極性 PWM 波形發生器（DT06 單元）：直流PWM 控制器，面板上有詳細原理示意圖，單元中包括：單雙極性模式控制開關，工作模式指示燈；脈沖極性控制輸入端；輸出信號封鎖輸入端；輸出占空比控制端；閾值電壓測試端，載波測試端；四路輸出測試端，輸出接口?？煽毓柚麟娐穯卧粌山M晶閘管三相全控橋電路：包含兩組晶閘管三相橋，用于三相可控整流、有緣逆變、交流調壓、直流可逆調速等實驗，面板上有詳細原理圖，具體包含：1 組晶閘管，兩兩串聯，三點引出，每個晶閘管都串接保險管，可從外面方便更換，每個保險管附近均帶有相應斷路指
示燈，面板左邊有觸發信號輸入接口，晶閘管容量為5A/800V；2 組晶閘管，連接成完整橋路，有中間接點和上下公共接點引出，只能用于全橋或者半橋，此外其他均與 1 組晶閘管相同。
IPM 主電路單元
1）三相不可控整流電路：面板上有詳細原理圖，包括：不控整流橋、有濾波電容、電流檢測接點、熔斷器、熔斷指示燈，電路容量為 4A/600V。
2） IPM 模塊及光電隔離等外圍電路：面板上有原理示意圖，電路中主要包含 IPM 模塊及信號隔離電路，面板上有驅動信號接點口、電機引線連接點、模塊錯誤指燈。IPM 模塊必須采用知名品牌的產品，容量不小于10A/1200V。可調功率電阻負載箱 2 個 150W 可調電阻（0~100Ω可調），每個可調電阻都有一個保險管座。
典型器件及驅動單元
1）單向晶閘管、雙向晶閘管、脈沖變壓器、RC 吸收電路（DE01）：1 個單向晶閘管器件；1 個雙向晶閘管器件；1 組脈沖變壓器隔離驅動單；1 個 RC 吸收電路
2）GTR 及其驅動電路、RDC 吸收電路：1 個 GTR 器件；1 組 GTR 隔離驅動電路；1 個 RC 電路。GTR 的通流能力和功率不得小于 5A/600V。
3）MOSFET 及其光電隔離驅動電路、RC 吸收電路（DE03）：
1 個型號為 MOSFET 器件；1 組 MOSFET 隔離驅動電路；1個 RC 電路。MOSFET 的極限參數不得小于 10A/600V。
4）IGBT 及其集成驅動電路：1 個 IGBT 器件；1 個 IGBT的驅動電路。IGBT 的通流能力和耐壓能力不得小于20A/1000V。
電力電子變換技術單元
1）基本 6 種 DC-DC 變換電路（Buk、Boost、Buk-Boost、Cuk、Sepic、Zeta）
2）軟開關變換電路（ZVTPWM、ZCTPWM）電力電子變換技術單元 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）兩組脈沖變壓器電路（可驅動晶閘管全橋電路）（DE08）：為全控整流電路晶閘管提供隔離脈沖信號；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；光電隔離驅動電壓為15V。
5） MOSFE 單相全橋電路：采用四只 MOSFET 器件搭建的單相全橋電路，每只 MOSFET 的極限參數均不得小于10A/500V。
6）斬波控制式單相交流調壓電路：采用 MOSFET 器件搭建的斬控式單相交流調壓電路，每只 MOSFET 的極限參數不得小于 20A/500V。
電源及負載控制單元（B 型）
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后提供最高 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；3 個 750 歐/50 瓦功率電阻。
繼電器綜合控制 I 號單元
1）5 單元按鈕：每單元按鈕都有常開、常閉兩組觸點；5 個按鈕分有紅、綠兩種顏色，易于用戶區分開、關按鈕。
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，并擴有兩個常閉觸點。
3）1 單元熱繼電器：實驗中與接電機的交流接觸器串連使用，用于保護電機；可設定熱繼電器過流保護值
4）2 單元行程開關：行程開關輸出為一組常開、常閉接點，可接 3A 220V 交流電；可實現點動控制高性能工業變頻器應用單元變頻器應用實驗：必須采用知名品牌通用變頻器，分別
對應用于單相輸入和三相輸入，用于訓練學生掌握和操作工業集成變頻器的實驗。面板上有變頻器原理示意圖和外圍接口和器件，具體包括：兩個指示燈，分別連接于變頻器的輸出繼電器，可用鍵盤設置其功能；三路模擬量輸入端；5 路開關量輸入端；電源輸入接口；電機連接口。
綜合電機控制機組：
1）直流電動機：額定電壓：110 V，額定轉速：1500 r/min。額定電流：1.1A，額定轉矩：0.5 牛米（Nm），勵磁方式：他勵。接線：5 芯φ16 航空插座，數控負載允許輸入電流值：150 毫安（ma）= 0.6 牛米。
2）磁粉制動器：型號：CZ- 0.2，額定轉矩：2 N²m，滑差功率 100W。勵磁電流：0.4A，冷卻方式：自冷。
3）三相交流異步電動機：額定電壓：220V，額轉速：1400r/min。額定電流：0.78A，極對數：2 極對。工作頻率：50HZ，額定轉矩：0.5 牛米。數控負載允許輸入電流值：150 毫安（mA）= 0.6 牛米。接線：7 芯φ16 航空插座角形接法。
4）直流發電機：額定電壓：110 V，額定轉速：1500 r/min。額定電流：0.85A。
5）旋轉光電編碼器：要求能實現 1024 線編碼，每轉脈沖數是 1024 個脈沖編碼，脈沖編碼是具有方向鑒別信號的。
6）多電機組件一體化底座：可同時適應運動控制、交直流調速、電機拖動、電力電子、DSP 交流矢量控制等試驗，而不需要拆卸機組組件，要求電機兩端軸承內孔同軸度不大于φ0.08mm，確保各類電機及制動負載高度同軸，以保證實驗特別是矢量控制實驗的數據精確性。
7）軸承連接器：φ18 和φ20 精密軸承連接器。采用旋絲緩沖柔性受力軸承，最大受力扭矩 5 N²m，最大矯正離心度φ1mm，鏈接更換方便，高強度鋁合金工藝。
8）機組各種高可靠性航空連接電纜：插座采用穿墻式固定連接方式，絕緣耐壓 1500V 以上，電流 20A 以上，插頭采用螺旋固定方式，方便可靠，無裸露各類電線，無意外脫落危險。 PLC 可編程調速控制單元，采用滑動導軌安裝各種 PLC，安裝、拆卸靈活，內部集成 PLC 主機，具有 16 路 24V 撥碼開關、16 路 24V，控制 LED 燈，面板最多具有 100 個 PLC 信號 IO 接口，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、獨立工作的掛箱開關電源（220V輸入，9V\24V 輸出，具有短路保護和自動恢復功能）；
DSP 交直流電機控制掛箱
1）DSP 核心控制模塊：要求采用高性能知名品牌微處理器，處理器主頻可達 150MHZ，開發板具有 4Mbit的片內 FLASH，18 路的 PWM 輸出單元，其中有 6 路高精度 PWM（HRPWM），1 路 CAN 總線接口，傳輸速率最高可達 1M。
2）電源模塊：采用交流 300V 工業開關電源控制模塊，電源功率不小于 350W，為整機控制系統及電機供應電源，控制電源（開關電源模塊 AC/DC，DC/DC，給控制部分供電）。
3）功率驅動及檢測模塊：檢測部件和監控部分都封裝在掛箱內部，使產品的安全性和可靠性更高，信號檢測采用高速光耦隔離，PWM 信號也采用高速的光耦隔離。
4）電機控制 DSP 軟件包：電機控制矢量算法軟件包。
FPGA 交直流電機創新開發控制箱
FPGA 交直流伺服電機控制系統，除提供傳統自動控制教學實驗外，還提供了 FPGA 設計 DSP 伺服電機控制芯片所有源代碼，非常容易做二次開發研究，也有 DSP 完整成形過程實驗，非常符合學校重新規劃完整的全新技術伺服電機與自動控制實驗室。
1）開發應用方向：方向一：交流伺服（直流無刷）電機自動控制實驗裝置；方向二：直流伺服電機自動控制實驗裝置；方向三：交直流伺服電機自動控制實驗裝置；方向四：線性伺服電機自動控制實驗裝置
2）創新性：中文 FPLC 人機圖控操控系統設計。提供完整交流伺服電機控制實驗項目。提供完整交流伺服電機控制實驗操作手冊。FPLC 人機圖控提供二次開發實驗功能，并提供設計操作手冊。4 頻道示波器實時顯示功能，觀測伺服電機控制波形顯示。16 頻道 24M 邏輯分析實時顯示功能，觀測伺服電機驅動與電流回饋顯示。FPGA 具有 DSP 交流伺服電機功能控制芯片，并可重新規劃設計。
3）主要技術參數：
FPGA 控制模塊：采用 100 萬容量 FPGA 可程序邏輯閘（插卡式并可任意更換不同容量），并提供具備 DSP控制功能；TI- MSP430 省電型 16 位微控器；與 PC聯機采用 USB 2.0 傳輸，可任意設定控制參數作實時控制；12 Bits 2 頻道 ADC 輸入接口；12 Bits 2 頻道 DAC 輸出接口；128K RAM 與 512K Flash ROM 內存；26PIN 輸出界面，提供交流伺服馬達控制接口；四位數LED 七段顯示功能控制；4＊4 矩陣鍵盤輸入控制；16點 I/O 由 LED 顯示，并提供輸出接點；光纖輸出端口與光纖輸入端口。
三相變頻驅動模塊:使用 IPM IGBT 模塊驅動電路;IGBT額定為 600V, 20A 以上;采用 0.05Ω、 20W、 1％精密電阻作 3 相電流測量;過電壓,過電流保護;配合光纖網絡通訊 FPGA 控制模塊使用。交流伺服馬達（三相電源）：額定輸出 300 W；額定扭力 10.1 ㎏-ｃ㎡；最大扭力 30.3 ㎏-ｃ㎡；額定轉速 3000 ＲＰＭ；最高轉速 4000 ＲＰＭ；連續電流 2.4Ａ；最大電流 7.2Ａ；轉子慣量 1.9 ㎏-ｃ㎡；光學編碼器直接聯結馬達，精度為 1000P/R；提供霍耳組件輸出信號；模塊式馬達固定底座直流伺服電機模塊：直流伺服電機要求采用知名品牌，額定功率 15 Watt；額定轉速 4500 rpm；額定電壓 ±
12 伏電壓；驅動功率芯片采用 MOSFET；500 P/R 光電譯碼器，與電機結合一體；ΦA、 ΦB 二相檢出；PWM與ΦA、 ΦB 皆以 LED 顯示動作；具備過電流、過電壓保護。
其他電機系統
1）微特伺服控制系統：支持實驗臺配合完成實驗，提供步進電機及伺服電機所需要的電源及控制部件，如移相電路、相位相差 90 度的交流電源、可編程設置的連續脈沖、單次脈沖、編程實現不同頻率跳躍式輸出的脈沖的脈沖控制器、伺服及步進電機功率驅動器、220V及 24V 可控電源等。
2）步進電機：類型：三相混合式；驅動電壓：DC(24-40)V；每相繞組電阻：1.2Ω 線電流(有效值)：2.8A；轉動慣量：0.22kg﹒cm2；最大靜力矩：0.8Nm。
3）交流伺服電機：控制電壓：220V 勵磁電壓：220V；額定轉速：2700r/min；極數：2 極；啟動電壓：8.8V。
重力負載仿真實物模型
模型重力反饋范圍 0-100KG，為各類電機調速閉環系統提供一個“大動態范圍”和“隨機性”特點的電機負載裝置，要求具有以下指標：
重力和扭矩數據均采用數碼顯示；
重力測量精度：±0.01Kg；
扭矩轉換精度：±0.1N.M；
產品供電電源：交流 220V；
數據接口：封閉式航空插頭/座；
規格尺寸（長寬高 mm）：480*320*780
五、實驗臺能開設的實驗
標準配置應該能滿足的實驗要求：
第一類：運動控制課程
（1）直流電機調速技術實驗項目
Ⅰ 以晶閘管全控橋構成主電路基于晶閘管變流技術的直流電機調速系統 Ⅱ 以全控型器件構成主電路的基于 PWM 脈寬調制技術的直流電機調速系統
（2）交流電機調速技術實驗項目
Ⅰ 以雙向晶閘管構成主電路的異步電動機交流調壓調速系統
Ⅱ 以全控型功率器件構成主電路的鼠籠式三相異步電動機變頻調速系統
第二類：電機拖動課程
A、直流發電機的實驗研究
B、他勵/并勵直流電動機的實驗研究
C、直流發電機－電動機系統的機械特性和過渡過程
D、三相異步電動機的實驗研究
E、交流鼠籠電機電氣控制電路基本控制
第三類：電力電子課程
典型電力電子器件實驗
AC-DC 變換技術實驗
DC-DC 變換技術實驗
DC-AC 變換技術實驗
AC-AC 變換技術實驗
軟開關變換技術實驗
增配部分應能滿足的實驗要求：
（1）交/直流電機 DSP 控制調速系統（基于 DSP28335算法）
（2）FPGA 創新電機控制系統實驗
ⅠFPGA 控制的交流伺服電機
Ⅱ直流伺服電機控制實驗
III 綜合創新研究性實驗。
（3）計算機平臺的 C++算法控制交/直流電機調速技術實驗項目
（4）高性能 ABB 工業變頻器應用實驗。
（5）三相混合步進電機實驗
（6）交流伺服電機實驗
（7）PLC 可編程電機調速控制實驗

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交直流電機控制及變頻調速實驗臺