交直流电机控制及变频调速实验台技术参数

一、配置清单

1、每个实验台应配置以下实验挂箱：

1）给定及调节挂箱 2，

2）调节器挂箱 2

3）触发电路挂箱 1

4）触发电路挂箱 2

5）控制单元挂箱 1

6）晶闸管主电路挂箱

7）IPM 主电路挂箱

8）可调功率电阻

9）继电器挂箱 1

10）电力电子器件挂箱 1

11）电力电子变换技术挂箱 1

12）电力电子变换技术挂箱 2

13）电力电子电源及负载挂箱 B

14）交直流实验机组

15）直流发电机

16）实验导线及配套电缆

17）实验主控平台

18）变频器专用控制器挂箱 2

热情/优质/高效

2、为其中一台增加配置以下用于课程设计、毕业设计等相关的实验挂件：

1）重力负载控制器

2）综合版数控实验套件

3）DSP 交直流电机控制挂箱

4）FPGA 电机控制开发平台

5）PLC 可编程数控电机调速挂箱

6）步进电机实验挂箱

7）交流伺服实验挂箱

8）伺服/步进电机机组

3、供货方应提供 20 本针对本实验台的各挂件的原理介绍及实验指导书。

本公司生产的主要产品还有：可编程控制器实训装置、PLC可编程控制器实验装置、光机电一体化实训考核装置、单片机实验台、单片机控制功能实训考核装置等。

二、实验台整体技术要求

1）设备规格尺寸：1.6*1.5*0.75 米（长³/u39640X³/u23485X），整套设备分为实验主控柜及实验桌 2 个部分；

2）“实验主控柜”要求为铁质材料，内部集成 380V 电源控制柜、电源供电系统、380V 隔离变压器、电源检测及保护系统、信号检测系统、电机接口系统、转速信号采集系统、制动负载控制系统等；

3）“实验桌”要求材质为铁质材料，整个实验桌要求至少具有 1 个铁质键盘抽拉拖盘，2 个铁质推拉抽屉，1 个电脑主机柜(要求电脑主机柜与实验桌为一个整体，确保安全)，电脑主机柜带锁，其余下层空间为“一体式的储物柜”，要求储物柜空间不小于 1.6*0.6*0.5 米，用于储存所有的机电设备功能挂件、仪器设备、各类功能实验箱、电机组等实验设备；

4）设备总电源输入采用三相四线制，交流 380V±5%，50Hz，上限电流不超过 16A，总功率 1000W；

5）设备所使用的“三相隔离变压器”，要求是一套独立的模组，外围具有专用的机箱保护，所有输入和输出的接线端子，都是引接到导机箱壳上，机壳上带有散热孔，机壳带有 4 个橡胶软垫，该隔离变压器输入三相四线 380V 电压，输出三相四线 3 组电源，分别是三相四线 380V、220V、90V，分别用于完成运动控制、电机拖动、电力电子等相关的实验项目，整套三相隔离变压器

功率不得小于 1500W，要求可以支持 1.2KW 的三相交流异步电机实验使用。

6)设备要求具有“漏电”、“过压”、“欠压”、“过流”、“缺相”、“乱序”、“欠磁”、“短路”等系统保护功能，且在出现错误的时候可以通过声音和指示灯给出双重提示，同时切断主电源，保护功能可以根据实验的需要进行选择，保护功能可以通过系统工作模式开关进行设定，使系统更灵活。

本公司同时还生产汽车实训设备：发动机翻转台架、科鲁兹发动机实训台、电控发动机实训台、汽车发动机实训台、电控汽油发动机实训台、发动机实训台架、汽车发动机实验台、汽车自动变速器实训台、汽车起动系统示教板、汽车实训台、汽车实训设备、汽车维修实训设备、汽车驾驶模拟器等产品欢迎光临。

三、实验主控柜技术指标

1、电源控制单元

①智能电源工作模式：提供交流（220V）/交流（380V）/直流（80V）/直流（110V）/电力电子（220V）/电机拖动（0～380V）等 6 种电源模式设置；

②多层电源控制：采用多级电源控制，确保教师能够更好的对设备的管理，层采用带有漏电和过流保护的空气开关作为三相电源总闸，空气开关采用产品，第二层采用高档加密锁芯的钥匙开关作为控制电路的工作开关，以上开关均属硬开关；

③第三层扩展接口，可支持电源控制具有一个高级智能物联网电源总控模块，该模块采用物联网 zigbee 无线控制模块，可直接控制 220/380V 的电源供给，通过无线传感的方式，直接送到教师服务器，同时提供教师机控制软件，确保学生是在教师“”下进行上电操作，扩展模块可支持“网页远程控制”和“3G 手机远程控制”；

④多层故障保护：层直接在 380V 的每一相电源上设置“快熔”型保险管，保证系统在接线失误时造成的过流损坏设备；第二层是系统内置了一套“智能自动故障检测系统”，可以检测设备及实验电路中出现的“漏电”、“过压”、“欠压”、“过流”、“缺相”、“乱序”、“欠磁”等故障，而且在出现错误的时候可以通过声音和指示灯给出双重提示，同时切断主电源；第三层是系统内部还内置一套多输出的“隔离变压器单元”，该单元自重达 30kg，性能稳定安全，为整台设备提供安全的，与大地不形成回路 380V、220V、110V、90V 等交流“浮地”电源，可有效防止常见的触电事故。

⑤转速检测及变换：具有检测光电编码器速度脉冲经过转换并在转速表上显示，转速显示范围可达-1999～+2000rpm，同时将转速信号进行转化成-10V～+10V 的模拟量，用于实验和科研时的反馈闭环信号。

⑥计算机程序控制电机实验单元：该单元内置有高精度的 8 路独立 AD、2 路 DA、16 路 DI/DO 单元模块,每路AD 精度可达 12 位，采样速率高达 1Mb/s,可实现 PC 机模式下的智能算法电机实验；

⑦多种计算机通信接口：具有 1 个串口、1 个并口、1个 USB 接口，完成计算机控制；

⑧数字虚拟仪器单元接口：具有两个独立的虚拟示波器信号测量通道接口。

2、检测单元

①三相电流检测及变换：此单元提供两组通用电流检测单元，检测元件采用“品质”定制的电流传感器，实验中可同时测量两路交流电流、或者直流电流。测量范围 0～20A。

②三相电压检测及变换：本单元用于检测对称三相交流电压，检测元件为“品质”定制的电压传感器，输入范围三相交流 0～500V。

③电压检测及变换：通用电压检测单元，可检测交直流电压，检测元件为显性光耦，测量范围-700V~+700V。

④智能负载控制器：此单元用于控制磁粉制动器，实现负载模拟功能，可提供转矩 0～2N﹒m，功率 1000W，要求可以实现智能负载信号给定，至少可以实现函数型负载给定、功率型负载给定、恒转矩型给定 3 种模式，输出信号显示分为 N.M 和 W 两种单位模式。

⑤三相同步变压器：同步变压器单元，提供三相同步信号测试点以及两路同步信号输出接口，同步信号有效值为 6V。

3、电机接口单元

①可调励磁电源：两组独立可调开关稳压电源，输出范围为直流 80～220V，通过面板上的旋钮电位器调节，专门为直流电动机和直流发电机提供励磁电源配置，两组电源公用一个输出指示表，通过面板上的开关切换显示哪组输出。电源具有过载及短路保护功能。

②平波电抗器：提供一个 200mH/2A 的工频电抗器，为调速实验中平滑主回路电流。

③两组双刀开关：配置两组双刀双掷开关，电流容量10A，为电机拖动实验时切换线路设置。

④直流电动机接口：要求电机与实验台之间的连接必须采用“航空插头/座”方式，确保人身意外触电，造成人员损伤，该接口采用 1 个 5 芯的航空插座与发电机相连。

⑤直流发电机接口：要求电机与实验台之间的连接必须采用“航空插头/座”方式，采用 1 个 5 芯的航空插座与发电机相连。

⑥三相鼠笼式异步电动机接口：要求电机与实验台之间的连接必须采用“航空插头/座”方式，采用 1 个 7 芯的航空插座与发电机相连。

⑦三相绕线式异步电动机接口：要求电机与实验台之间的连接必须采用“航空插头/座”方式，采用 1 个 7 芯的航空插座与发电机相连。

4、主电源接口单元

①三相隔离主电路选择单元：该电源已与电网隔离，防止的触电事故，该选开关有三档输出，分别为线电压 90V、220V、380V，通过转换开关选择输出电压，满足不同实验需要，每组输出单独工作，总功率小于500W。

②三相带漏电保护空气开关：漏电流超过 30mA 自动切断电源。

③三相电源电压显示：数字显示主电源相电压值

④主电源隔离测试点：隔离测试主电源电压波形和相位，可在同步信号相位整定时提供低压参考信号。

本公司电工电子电品类产品有：维修电工实训考核装置、电工技能实训台、电工电子实验装置、电子工艺实训考核装置、工厂供电技术实训装置、电力电子技术实训装置、机床电气电路实训考核鉴定装置、电气安装与维修实训考核装置、电机与变压器实验装置、数控铣床电气控制与维修实训台、数控车床电气控制与维修实训台等，请访问公司。

5、计算机程序控制电机研究系统：该单元内置有高精度的 8 路独立 AD、2 路 DA、16 路 DI/DO 单元模块,每路 AD 精度可达 12 位，采样速率高达 1Mb/s,可实现PC 机模式下的智能算法电机实验，配套计算机调速研究集成开发软件及不少于 15 个 C++语言算法的实验控制程序；提供计算机调速的控制软件，可现场展示。

四、各功能模块的具体技术指标要求： 给定及调节器单元

1）模拟给定单元（DG01 单元）：提供模拟电压给定，给定范围-10V~+10V。单元中包含：正给定旋钮、负给定旋钮、正负给定切换开关；阶跃输出开关、阶跃给定输出；给定电源显示表。

2）转速调节器（DA01 单元）：该单元包括：给定输入端；转速反馈输入端；两个截至电流负反馈输入端；可调微分环节及微分接入开关；扩展输入插孔、扩展输出插孔；比例和比例积分切换开关；带读数可调电阻电容环节（电容 0.01μF~9.99μF/电阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正负电源测试点；输出上下限幅调节旋钮。

3）电流调节器Ⅰ（DA03 单元）：模拟电流调节器该单元包括：给定输入；电流反馈输入；两路带端的电流反馈输入端；推β输入端；扩展输入插孔、扩展输出插孔；比例和比例积分切换开关；带读数可调电阻电容环节（电容 0.01μF~9.99μF/电阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正负电源测试点；输出上下限幅调节旋钮。 调节器挂箱Ⅱ号单元

1）电压调节器（DA04 单元）：模拟电压调节器，面板上有详细电路示意图。单元包括：给定输入端；电压反馈输入；扩展输入插孔、扩展输出插孔；比例和比例积分切换开关；带读数可调电阻电容环节（电容 0.01μF~9.99μF/电阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正负电源测试点；输出上下限幅调节旋钮。

2）电流调节器Ⅱ（DS05 单元）：给定输入；电流反馈输入；两路带端的电流反馈输入端；推β输入端；扩展输入插孔、扩展输出插孔；比例和比例积分切换开关；带读数可调电阻电容环节（电容 0.01μF~9.99μF/电阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正负电源测试点；输出上下限幅调节旋钮。

3） 通用调节器（DA06）：通用模拟调节器单元，可作备用单元，面板上有详细电路示意图。单元包括：给定输入端；反馈输入端；微分输入、微分调节旋钮；惯性输入、惯性调节旋钮；扩展输入插孔、扩展输出插孔；比例和比例积分切换开关；带读数可调电阻电容环节（电容 0.01μF~9.99μF/电阻 0.1KΩ~999.9KΩ）；正负电源测试点；输出上下限幅调节旋钮。 调速控制器电路单元

1）三组反相器（DC01 单元）：三组独立反相器，输入输出范围-10V~+10V，应用于实验中需要变换信号极性的场合，电路增益为 1。

2）选择触发单元（DC02 单元）：针对“错位选触无环流”实验设计，输入输出范围-10V~+10V。单元中包含：一个信号输入端；四个逻辑输出端；阈值偏移调节旋钮。

3）极性鉴别与逻辑控制器（DC03 单元）：专门针对逻辑无环流可逆直流实验设计，面板上有详细原理图，单元中包含：控制信号输入端；电流输入端；推β信号输出端；两组 Uβ信号输出；两组逻辑信号输出端；10 个关键测试点引出端；两组运行指示灯。

4）两组值变换器（DC04 单元）：面板上有详细原理图，包含两组值变换电路，一组正，一组负。可应用于实验中需要值变换的场合。输入输出范围-10V~+10V 和 0~±10V。

5）转向控制器（DC05 单元）：用于辅助调速转向控制实验，实现过零时切换控制信号极性。输入输出范围-10V~+10V。单元中包含：给定输入端；反馈输入端；正反指示灯；方向控制信号输出。

6）低频补偿电路（DC06 单元）：用于 vvvf 控制的低频补偿实验。输入输出范围-10V~+10V 和 0~+10V。面板上有详细原理图，面板上包含：控制信号输入端；增益调节旋钮；偏置调节旋钮；输出限幅旋钮；控制信号输出。

触发电路挂件Ⅰ号单元

1）单结晶体管触发电路（DT01 单元）：面板上有详细原理图，脉冲移相范围 120°/u65292X面板上包含：同步信号输入端；移相控制旋钮；5 个典型信号测试点；脉冲变压器驱动输出端。

2）单相锯齿波移相触发电路（DT02 单元）：由一片集成单相锯齿波移相触发电路（KJ004）为核心构成，脉冲移相范围大于 150°/u12290X面板上有详细原理图。单元面板中含有：同步信号输入端，同步信号输入交流 15V；锯齿波斜率调节旋钮；偏执信号调节旋钮；移相控制旋钮；输出脉冲端；正反两组脉冲变压器驱动输出端；各引脚测试端。

3）多功能 PWM、SPWM 波形发生器（DT03 单元）：由运放搭建的波形发生器，可适合电力电子实验的多种应用，电路可产生 PWM 信号、SPWM 信号、功率脉冲信号、软开关控制信号。面板上有详细原理示意图，包含：载波频率调节旋钮；正弦波幅频调节旋钮；直流电压给定旋钮及给定范围切换开关；信号叠加切换开关；死区调节旋钮；正、反 PWM 输出端；同步信号输入端；调功控制脉冲输出端；软开关主辐管控制脉冲输出端；脉冲输入端；两组脉冲驱动电路。 触发电路挂件Ⅱ号单元

1）两组三相锯齿波移相触发电路（DT04 单元）：提供双路晶闸管的移相电路，面板上有明晰示意图，包含两个独立三相锯齿波移相触发器，都可单独使用，触发电路以 TCA787 为核心搭建，可靠性高。每个触发器单元包括：控制电压输入端、移相范围限定旋钮、输入偏置调节旋钮；信号输入端；同步信号输入接口、三相同步信号测试端、同步信号调节旋钮；三相锯齿波测试端；三相触发脉冲输出测试端、三相触发输出接口。

2） 三相标准型及改进型 SPWM 波形发生器（DT05 单元）：

三相 spwm 波形发生器，针对三相逆变电路实验设计，有两种调制波形输出，面板上有详细单元示意图，单元中包括：模式控制端，接地或者悬空，改变调制信号波形；信号输入端，低电平有效，悬空不；相序切换控制端，控制输出相序；输出频率显示表；载波频率设定旋钮载波测试端；电压控制端，电压增益设定旋钮，控制电压测试端；频率控制端，控制频率设定旋钮，控制频率测试端；三相调制信号测试端；六路控制脉冲输出测试端，脉冲输出接口。

3）单相单双极性 PWM 波形发生器（DT06 单元）：直流PWM 控制器，面板上有详细原理示意图，单元中包括：单双极性模式控制开关，工作模式指示灯；脉冲极性控制输入端；输出信号输入端；输出占空比控制端；阈值电压测试端，载波测试端；四路输出测试端，输出接口。可控硅主电路单元；两组晶闸管三相全控桥电路：包含两组晶闸管三相桥，用于三相可控整流、有缘逆变、交流调压、直流可逆调速等实验，面板上有详细原理图，具体包含：1 组晶闸管，两两串联，三点引出，每个晶闸管都串接保险管，可从外面方便更换，每个保险管附近均带有相应断路指

示灯，面板左边有触发信号输入接口，晶闸管容量为5A/800V；2 组晶闸管，连接成完整桥路，有中间接点和上下公共接点引出，只能用于全桥或者半桥，此外其他均与 1 组晶闸管相同。

本公司制冷产品系列：电冰箱制冷系统实训考核装置、小型冷库制冷系统综合实训考核装置、一机二库系统综合实训装置、现代制冷与空调系统实训考核装置、制冷空调实验台、变频空调实验台、制冷压缩机性能测试实训装置、空调实训装置、家用电器实训设备、家电实训装置、家电实验台等。

IPM 主电路单元

1）三相不可控整流电路：面板上有详细原理图，包括：不控整流桥、有滤波电容、电流检测接点、熔断器、熔断指示灯，电路容量为 4A/600V。

2） IPM 模块及光电隔离等外围电路：面板上有原理示意图，电路中主要包含 IPM 模块及信号隔离电路，面板上有驱动信号接点口、电机引线连接点、模块错误指灯。IPM 模 块 必 须 采 用 品 牌 的 产 品 ， 容 量 不 小 于10A/1200V。 可调功率电阻负载箱 2 个 150W 可调电阻（0~100Ω可调），每个可调电阻都有一个保险管座。

典型器件及驱动单元

1）单向晶闸管、双向晶闸管、脉冲变压器、RC 吸收电路（DE01）：1 个单向晶闸管器件；1 个双向晶闸管器件；1 组脉冲变压器隔离驱动单；1 个 RC 吸收电路

2）GTR 及其驱动电路、RDC 吸收电路：1 个 GTR 器件；1 组 GTR 隔离驱动电路；1 个 RC 电路。GTR 的通流能力和功率不得小于 5A/600V。

3）MOSFET 及其光电隔离驱动电路、RC 吸收电路（DE03）：

1 个型号为 MOSFET 器件；1 组 MOSFET 隔离驱动电路；1个 RC 电路。MOSFET 的极限参数不得小于 10A/600V。

4）IGBT 及其集成驱动电路：1 个 IGBT 器件；1 个 IGBT的驱动电路。IGBT 的通流能力和耐压能力不得小于20A/1000V。

电力电子变换技术单元

1）基本 6 种 DC-DC 变换电路（Buk、Boost、Buk-Boost、Cuk、Sepic、Zeta）

2）软开关变换电路（ZVTPWM、ZCTPWM）电力电子变换技术单元 1）隔离 DC-DC 变换电路：包括正激变换接法和反激变换接法。

2）两组脉冲变压器电路（可驱动晶闸管全桥电路）（DE08）：为全控整流电路晶闸管提供隔离脉冲信号；1 组中 1 路输入两路同相位输出。

3）晶闸管半控、全控桥电路：两组晶闸管桥电路，每一组中两个晶闸管首尾相接；两组二极管桥电路，每一组中两个二极管首尾相接。

4）四组光电隔离驱动电路（四组电源独立）：为 MOSFET管提供隔离 PWM、SPWM 驱动信号；光电隔离驱动电压为15V。

5） MOSFE 单相全桥电路：采用四只 MOSFET 器件搭建的单相全桥电路，每只 MOSFET 的极限参数均不得小于10A/500V。

6）斩波控制式单相交流调压电路：采用 MOSFET 器件搭建的斩控式单相交流调压电路，每只 MOSFET 的极限参数不得小于 20A/500V。

电源及负载控制单元（B 型）

本公司智能家居系统实训装置实训设备产品：防盗报警系统实验实训装置、消防喷漆灭火系统实训装置、热水供暖系统管道安装实训装置、建筑给排水综合演示模型等。

1）低压交直流电源：30V 交流电源带中间抽头（可做15V 用），可输出 1A 电流；30V、15V 同步交流信号输出；单相整流桥，由交流电源输入整流后提供 48V直流电源（带电源整流滤波）。

2）三相对称负载（电感、电容、灯泡（电阻））：3个对称电感负载 200mH 电感量；3 个对称电容负载 0.1μF 电容值；3 个 750 欧/50 瓦功率电阻。

继电器综合控制 I 号单元

1）5 单元按钮：每单元按钮都有常开、常闭两组触点；5 个按钮分有红、绿两种颜色，易于用户区分开、关按钮。

2）3 组交流接触器：主触点可通可 10A 交流电流；每组交流接触器有 4 个常开主触点，并扩有两个常闭触点。

3）1 单元热继电器：实验中与接电机的交流接触器串连使用，用于保护电机；可设定热继电器过流保护值

4）2 单元行程开关：行程开关输出为一组常开、常闭接点，可接 3A 220V 交流电；可实现点动控制高性能工业变频器应用单元变频器应用实验：必须采用品牌通用变频器，分别

对应用于单相输入和三相输入，用于训练学生掌握和操作工业集成变频器的实验。面板上有变频器原理示意图和外围接口和器件，具体包括：两个指示灯，分别连接于变频器的输出继电器，可用键盘设置其功能；三路模拟量输入端；5 路开关量输入端；电源输入接口；电机连接口。

综合电机控制机组：

1）直流电动机： 额定电压：110 V，额定转速：1500 r/min。额定电流：1.1A，额定转矩：0.5 牛米（Nm），励磁方式：他励。接线：5 芯φ16 航空插座，数控负载允许输入电流值：150 毫安（ma）= 0.6 牛米。

2）磁粉制动器：型号：CZ- 0.2，额定转矩：2 N²m，滑差功率 100W。励磁电流：0.4A，冷却方式：自冷。

3）三相交流异步电动机：额定电压：220V，额转速：1400r/min。额定电流：0.78A，极对数：2 极对。工作频率：50HZ，额定转矩：0.5 牛米。数控负载允许输入电流值：150 毫安（mA）= 0.6 牛米。接线：7 芯φ16 航空插座 角形接法。

4）直流发电机： 额定电压：110 V，额定转速：1500 r/min。额定电流：0.85A。

5）旋转光电编码器：要求能实现 1024 线编码，每转脉冲数是 1024 个脉冲编码，脉冲编码是具有方向鉴别信号的。

6）多电机组件一体化底座：可同时适应运动控制、交直流调速、电机拖动、电力电子、DSP 交流矢量控制等试验，而不需要拆卸机组组件，要求电机两端轴承内孔同轴度不大于φ0.08mm，确保各类电机及制动负载高度同轴，以保证实验特别是矢量控制实验的数据精确性。

7）轴承连接器：φ18 和φ20 精密轴承连接器。采用旋丝缓冲柔性受力轴承，受力扭矩 5 N²m，矫正离心度φ1mm，链接更换方便，高强度铝合金工艺。

8）机组各种高可靠性航空连接电缆：插座采用穿墙式固定连接方式，绝缘耐压 1500V 以上，电流 20A 以上，插头采用螺旋固定方式，方便可靠，无裸露各类电线，无意外脱落危险。 PLC 可编程调速控制单元，采用滑动导轨安装各种 PLC，安装、拆卸灵活，内部集成 PLC 主机，具有 16 路 24V 拨码开关、16 路 24V，控制 LED 灯，面板最多具有 100 个 PLC 信号 IO 接口，1路 0-5V 模拟量输出信号源，GND 和 24V 直流电源输出单元、电源保险管、独立工作的挂箱开关电源（220V输入，9V/24V 输出，具有短路保护和自动恢复功能）；

DSP 交直流电机控制挂箱

1）DSP 核心控制模块：要求采用高性能品牌微处理器，处理器主频可达 150MHZ，开发板具有 4Mbit的片内 FLASH，18 路的 PWM 输出单元，其中有 6 路高精度 PWM（HRPWM），1 路 CAN 总线接口，传输速率可达 1M。

2）电源模块：采用交流 300V 工业开关电源控制模块，电源功率不小于 350W，为整机控制系统及电机供应电源，控制电源（开关电源模块 AC/DC，DC/DC，给控制部分供电）。

3）功率驱动及检测模块：检测部件和监控部分都封装在挂箱内部，使产品的安全性和可靠性更高，信号检测采用高速光耦隔离，PWM 信号也采用高速的光耦隔离。

4）电机控制 DSP 软件包：电机控制矢量算法软件包。

FPGA 交直流电机创新开发控制箱

FPGA 交直流伺服电机控制系统，除提供传统自动控制教学实验外，还提供了 FPGA 设计 DSP 伺服电机控制芯片所有源代码，非常容易做二次开发研究，也有 DSP 完整成形过程实验，非常符合学校重新规划完整的全新技术伺服电机与自动控制实验室。

1）开发应用方向：方向一：交流伺服（直流无刷）电机自动控制实验装置；方向二：直流伺服电机自动控制实验装置；方向三：交直流伺服电机自动控制实验装置；方向四：线性伺服电机自动控制实验装置

2）创新性：中文 FPLC 人机图控操控系统设计。提供完整交流伺服电机控制实验项目。提供完整交流伺服电机控制实验操作手册。FPLC 人机图控提供二次开发实验功能，并提供设计操作手册。4 频道示波器实时显示功能，观测伺服电机控制波形显示。16 频道 24M 逻辑分析实时显示功能，观测伺服电机驱动与电流回馈显示。FPGA 具有 DSP 交流伺服电机功能控制芯片，并可

重新规划设计。

3）主要技术参数：

FPGA 控制模块：采用 100 万容量 FPGA 可程序逻辑闸（插卡式并可任意更换不同容量），并提供具备 DSP控制功能；TI- MSP430 省电型 16 位微控器； 与 PC联机采用 USB 2.0 传输，可任意设定控制参数作实时控制；12 Bits 2 频道 ADC 输入接口；12 Bits 2 频道 DAC 输出接口；128K RAM 与 512K Flash ROM 内存；26PIN 输出界面，提供交流伺服马达控制接口；四位数LED 七段显示功能控制；4＊4 矩阵键盘输入控制；16点 I/O 由 LED 显示，并提供输出接点；光纤输出端口

与光纤输入端口。

三相变频驱动模块:使用 IPM IGBT 模块驱动电路;IGBT额定为 600V, 20A 以上;采用 0.05Ω、 20W、 1％精密电阻作 3 相电流测量;过电压,过电流保护;配合光纤网络通讯 FPGA 控制模块使用。交流伺服马达（三相电源）：额定输出 300 W；额定扭力 10.1 ㎏-ｃ㎡；扭力 30.3 ㎏-ｃ㎡ ；额定转速 3000 ＲＰＭ；转速 4000 ＲＰＭ；连续电流 2.4Ａ；电流 7.2Ａ；转子惯量 1.9 ㎏-ｃ㎡；光学编码器直接联结马达，精度为 1000P/R；提供霍耳组件输出信号；模块式马达固定底座 直流伺服电机模块：直流伺服电机要求采用品牌，额定功率 15 Watt；额定转速 4500 rpm；额定电压 ±

12 伏电压；驱动功率芯片采用 MOSFET；500 P/R 光电译码器，与电机结合一体；ΦA、 ΦB 二相检出；PWM与ΦA、 ΦB 皆以 LED 显示动作；具备过电流、过电压保护。

其他电机系统

1）微特伺服控制系统：支持实验台配合完成实验，提供步进电机及伺服电机所需要的电源及控制部件，如移相电路、相位相差 90 度的交流电源、可编程设置的连续脉冲、单次脉冲、编程实现不同频率跳跃式输出的脉冲的脉冲控制器、伺服及步进电机功率驱动器、220V及 24V 可控电源等。

2）步进电机：类型：三相混合式；驱动电压：DC(24-40)V；每相绕组电阻：1.2Ω 线电流(有效值)：2.8A；转动惯量：0.22kg﹒cm2；静力矩：0.8Nm。

3）交流伺服电机：控制电压：220V 励磁电压：220V；额定转速：2700r/min；极数：2 极；启动电压：8.8V。

重力负载仿真实物模型

模型重力反馈范围 0-100KG，为各类电机调速闭环系统提供一个“大动态范围”和“随机性”特点的电机负载装置，要求具有以下指标：

重力和扭矩数据均采用数码显示；

重力测量精度：±0.01Kg；

扭矩转换精度：±0.1N.M；

产品供电电源：交流 220V；

数据接口：封闭式航空插头/座；

规格尺寸（长宽高 mm）：480*320*780

本公司相关产品：给排水设备安装与控制实训装置、楼宇智能安防布线实训系统、楼宇对讲及门禁系统实验实训装置、太阳能光伏发电实训装置、机械装调技术综合实训装置等。

五、实验台能开设的实验

标准配置应该能满足的实验要求：

类：运动控制课程

（1）直流电机调速技术实验项目

热情/优质/高效

Ⅰ 以晶闸管全控桥构成主电路基于晶闸管变流技术的直流电机调速系统 Ⅱ 以全控型器件构成主电路的基于 PWM 脉宽调制技术的直流电机调速系统

（2）交流电机调速技术实验项目

Ⅰ 以双向晶闸管构成主电路的异步电动机交流调压调速系统

Ⅱ 以全控型功率器件构成主电路的鼠笼式三相异步电动机变频调速系统

第二类：电机拖动课程

A、直流发电机的实验研究

B、他励/并励直流电动机的实验研究

C、直流发电机－电动机系统的机械特性和过渡过程

D、三相异步电动机的实验研究

E、交流鼠笼电机电气控制电路基本控制

第三类：电力电子课程

典型电力电子器件实验

AC-DC 变换技术实验

DC-DC 变换技术实验

DC-AC 变换技术实验

AC-AC 变换技术实验

软开关变换技术实验

增配部分应能满足的实验要求：

（1）交/直流电机 DSP 控制调速系统（基于 DSP28335算法）

（2）FPGA 创新电机控制系统实验

ⅠFPGA 控制的交流伺服电机

Ⅱ直流伺服电机控制实验

III 综合创新研究性实验。

（3）计算机平台的 C++算法控制交/直流电机调速技术实验项目

（4）高性能 ABB 工业变频器应用实验。

（5）三相混合步进电机实验

（6）交流伺服电机实验

（7）PLC 可编程电机调速控制实验