9 DDSZ-1型 电机及电气技术实验装置
一、概 述
“DDSZ-1型电机及电气技术实验装置”是由本企业设计的新颖综合性的实验装置，它针对目前我国高等院校“电机学”、“电机与拖动”、“微特电机”、“电机控制”、“继电接触控制”、“可编程控制器技术”及“工厂电气控制”等课程实验大纲的要求，能开设上述课程的相关实验。本实验装置特别适用于高等院校现有的电机、电气技术实验设备的更新改造，为中等专业学校、职业技术学院等新建或扩建实验室，迅速开设实验课提供了理想的实验设备，同时也为教师或研究生开发新的实验或进行科学研究提供了良好的硬件条件。
二、特 点
1．综合性强 本装置综合了目前国内各类院校电机及电气类课程的全部实验项目。
2．适应性强 能满足各类学校相应课程的实验教学，实验的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机地结合。装置采用组件式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。
3．整套性强 从仪器仪表、专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线等均配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配置。
4．直观性强 各实验挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。
5．科学性强 装置占地面积少，节约实验用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电少，节约能源；实验噪声小，整齐美观，改善实验环境；电气控制实验，内容丰富，设计合理，除了巩固与加深理论知识外，还为学生走向社会打下良好的基础；测量仪表采用指针式（带超量程告警等）、数模双显、数字式、智能化及人机对话等相结合，密切结合教学实验需要进行配置，使装置测量手段现代化；设有定时器兼报警记录仪，为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。
6．开放性强 控制屏供电隔离（浮地设计），并设有内、外电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，使用方便；各测量仪表均有保护功能，整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及精致的工艺，产品性能优良，所有这些均为开放性实验创造了条件，有利于提高学生分析和解决问题的能力。
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双重联锁（按钮、接触器）正反转控制电路原理图
电机双重联锁正反转控制
一、线路的运用场合
正反转控制运用生产机械要求运动部件能向正反两个方向运动的场合。如机床工作台电机的前进与后退控制；万能铣床主轴的正反转控制；圈板机的辊子的正反转；电梯、起重机的上升与下降控制等场所。
二、控制原理分析
（1）、控制功能分析：
怎样才能实现正反转控制？ 为什么要实现联锁？
电机要实现正反转控制：将其电源的相序中任意两相对调即可（简称换相），通常是V相不变，将U相与W相对调，为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序，接线时应使接触器的上口接线保持一致，在接触器的下口调相。。 由于将两相相序对调，故须确保2个KM线圈不能同时得电，否则会发生严重的相间短路故障，因此必须采取联锁。为安全起见，常采用按钮联锁（机械）和接触器联锁（电气）的双重联锁正反转控制线路（如原理图所示）；使用了（机械）按钮联锁，即使同时按下正反转按钮，调相用的两接触器也不可能同时得电，机械上避QS L1
L2
L3 U11
V11
W11
FU1
FR
3~ PE M U V W U12
U13 V12
V13 W13
W13 KM1 KM2 FU2
1
2
3 FR
SB3
KM2 KM1
KM1 KM2 KM1 KM2 SB1 SB2
4
5
6 7
8
9 0
紧急停止 - 2 -
免了相间短路。另外，由于应用的（电气）接触器间的联锁，所以只要其中一个接触器得电，其长闭触点（串接在对方线圈的控制线路中）就不会闭合，这样在机械、电气双重联锁的应用下，电机的供电系统不可能相间短路，有效地保护的电机，同时也避免在调相时相间短路造成事故，烧坏接触器。
（2）、工作原理分析：
A、正转控制：
按下SB1
SB1常闭触头先断开（对KM2实现联锁）
SB1常开触头闭合
KM1线圈得电
实验四单相正弦波脉宽调制SPWM变频调速系统实验
一、实验目的
(1)掌握异步电动机变频调速的原理。
(2)了解异步电动机变频调速运行的基本参数，V/f曲线。二、实验所需挂件及附件序号12345型号DJK01电源控制屏DJ21-1单相电阻启动异步电动机双踪示波器万用表备注该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。自备自备DJK11单相异步电机SPWM变频调速或DJK14单相交直交变频原理三、实验线路及原理
单相异步电动机的调速除了其起动需要另加附加绕组及相关电路之外，其变频调速原理与三相异步电动机相同，下面仍然以三相异步电动机的调速原理来说明，由电机学可知，电机的转速表达式为:60f1n(1)no(1)p其中f1为定子供电频率；p为电机的磁极对数；为转差率，由上式可知改变定子供电频率f1可以改变电机的同步转速，从而实现了在转差率保持不变情况下的转速调节，为了保持电机的最大转矩不变，希望维持电机气隙磁通恒定，因而要求定子供电电压也随频率作相应调整。即
E14.44f1ωK1φE11φ()f14.44ωK11在忽略定子阻抗压降的情况下，E1≈U1φU1C,其中c为常数。f4.44ωK11为使气隙磁通恒定，在改变定子频率的同时必须同时改变电压U1，即保证
φU1常数。f1单相正弦波脉宽调制逆变电路的输出电压与频率就是根据上述要求而设计的，因此由该逆变器供电的单相电动机可以实现速度调节的要求，其原理框图如图7-3所示。
单相异步电机采用电阻分相启动式，启动绕组串接PTC保护器，当启动完毕时在离心开关的作用下自动切除启动支路。 在微处理器的控制下，利用键盘可以改变电路输出的V/f比值，用键控方式改变输出频率以达到调频调速的目的。
关于逆变电路的原理请参考相关书籍、其输出电压波形为脉冲宽度按正弦规律变化的调制波，其中含有基波分量和各种高次谐波，以基波分量为主，谐波分量较小，当基波频率与幅值按某种恒压/频的规律变化时，电机转速随之改变。
1 教
学
过
程 教 师 活 动 学 生 活 动
第五章 常用低压电器
低压隔离开关（刀开关）
一、 引入（5分钟）
低压开关电器一般是指额定电压在1200伏以下的开关电器，其种类繁多。主要作用是用来通和断开电器。刀开关、自动开关、接触器、主令电器、起动器等都属于开关电器。
一、低压电器选用的一般要求
1．无论是临时使用的电气设备，使用的电器元件都必须是合格产品。凡未经检查或不合格的电气产品，一律不得安装和使用。
2．电器产品必须保证结构完整，绝缘耐等级符合国家标准。
3．各种开关、熔断器、接触器、继电器等，其额定容量的选择应与被控制的电气设备容量相匹配，保护性能应满足设备保护的要求。
4．不同的使用环境必须选用与其适应的电器产品或采取可靠的安全措施。
5．电气设备应采取可靠的接地或接零保护。
6．凡I类移动式的电气设备，其电源线必须使用三芯（单相设备）或四芯（三相设备）橡套电缆。
二、 开关电器常见的电器事故
将各种低压电器元件给学生展示观看，以提高感性认识。
2 由于开关电器的选用、安装和维护不当，所引起的电气事故种类较多，轻的使设备运行不正常，重的可引发设备损坏或触电事故。主要有以下几种类型事故：
1．绝缘老化或损坏
2．选用不当
3．安装不当
4．控制失灵
二、新课（32分钟）
二、刀开关类
刀开关是手动开关。它包括一般配电用的刀开关、刀形转换开关、熔断器式刀开关、开启式负荷开关、组合开关、铁壳开关等。
（一）HD型单投刀开关和HS型双投刀开关
1．刀开关的用途和结构
HD型和HS型刀开关广泛用于低压配电柜、电容器柜及车间动力配电箱中。起隔离电源的作用。刀开关有明显的断开点，可作为停电的标志。
2．型号表示方法及含义:
HD13-600/31
为HD型单投刀开关，操作机构为中央正面杠杆操作式机构。额定电流600A、三极、静触头上装有灭弧罩。
（二）HR3型熔断器式刀开关（俗称刀熔开关）
