HYDG-501型 電工技術(shù)實驗裝置

一、概述
HYDG-501 型電工技術(shù)實驗裝置是本公司在總結(jié)國內(nèi)電工實驗設(shè)備基礎(chǔ)上采用成熟的技術(shù)推出的新型實驗裝置，綜合了目前我國大學(xué)本科、?？?、中專及職校電路分析、電工基礎(chǔ)、電工學(xué)、電機控制、繼電接觸控制等課程實驗大綱的要求而研制，特別適用于高等院?，F(xiàn)有實驗設(shè)備的更新?lián)Q代，及中專、職校等新建或擴建實驗室，迅速開設(shè)實驗課提供了理想的實驗設(shè)備。 

 二、特點
1 、 綜合性強 綜合了目前國內(nèi)各類學(xué)校電類基礎(chǔ)課程的全部實驗項目。
2 、 適應(yīng)性強 實驗的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進程作有機地結(jié)合。裝置積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，添加部件即可擴展功能或開發(fā)新實驗。
3 、 整套性強 從儀器儀表、專用電源到實驗連接專用導(dǎo)線等均配套齊全，儀器儀表的性能、精度、規(guī)格等均密切結(jié)合實驗的需要進行配套。
4 、 一致性強 實驗器件選擇合理、配套完整，使多組實驗結(jié)果有良好的同一性，便于教師組織和指導(dǎo)實驗教學(xué)。
5 、 直觀性強 本裝置采用整體與掛件相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，電源配置、儀表一目了然，各實驗掛件任務(wù)明確，操作、維護簡便。
三、功能
1 、本裝置可提供實驗所需的交流電源、低壓直流電源、可調(diào)恒流源、函數(shù)信號發(fā)生器（含頻率計）、受控源、交直流測量儀表（電壓、電流、功率、功率因數(shù)）、各實驗掛箱及電機等。
2 、能完成電工基礎(chǔ)、電工學(xué)中的疊加、戴維南、雙口網(wǎng)絡(luò)、諧振、選頻及一、二階電路等實驗。
3 、能完成電路分析 、電工學(xué) 中的單相、三相、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。
四、技術(shù)性能
1 、輸入電源：三相四線 ( 或三相五線 ) 380V±10% 50Hz
2 、工作環(huán)境：溫度 -10℃ ～ + 40℃ 相對濕度＜ 85%( 25℃ ) 海拔＜ 4000m
3 、外形尺寸： 167×73× 153cm 3
4 、裝置容量：＜ 1.5KVA
五、基本實驗項目
1 . 基本電工儀表的使用與測量誤差的計算
2 . 減少儀表測量誤差的方法
3 . 線性與非線性電路元件伏安特性的測繪
4 . 電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制
5 . 基爾霍夫定律驗證及故障判斷
6 . 疊加定理驗證及故障判斷
7 . 電壓源與電流源的等效變換
8 . 戴維南定理的驗證
9 . 諾頓定理驗證
10 . 雙口網(wǎng)絡(luò)測試
11 . 互易定理驗證
12 . 受控源 VCCS 、 VCVS 、 CCVS 、 CCCS 的實驗研究
13 . 典型電信號的觀察與測量
14 . RC 一階電路響應(yīng)的測試 15 . 二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究 16 . R 、 L 、 C 元件阻抗特性的測試
17 . RC 串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)特性測試
18 . R 、 L 、 C 串聯(lián)諧振電路的研究
19 . 用三表法測量交流電路等效參數(shù)
20 . 正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究（日光燈功率因數(shù)提高實驗）
21 . 互感實驗
22 . 單相鐵心變壓器特性的測試
23 . 三相交流電路電壓、電流的測量
24 . 三相電路功率的測量
25 . 單相電度表的校驗
26 . 功率因數(shù)及相序的測量
27 . 負阻抗變換器及其應(yīng)用
28 . 回轉(zhuǎn)器及其應(yīng)用
六、裝置的配備
裝置主要由電源儀器控制屏、實驗桌、實驗掛箱及三相鼠籠電機等組成。
( 一 )HYDG-01 電源儀器控制屏
控制屏為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板。為實驗提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源、數(shù)控信號源及各種測試儀表等。具體功能如下：
1 、主控功能板
1.1 三相 0 ～ 450V 及單相 0 ～ 250V 連續(xù)可調(diào)交流電源。配備一臺三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器，規(guī)格為 1.5KVA/0 ～ 450V ，克服了三只單相調(diào)壓器采用鏈條結(jié)構(gòu)或齒輪結(jié)構(gòu)組成的許多缺點?？烧{(diào)交流電源輸出處設(shè)有過流保護技術(shù)，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調(diào)換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關(guān)可分別指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓輸出電壓。
1.2 提供兩路低壓穩(wěn)壓直流 0.0 ～ 30V/ 1A 連續(xù)可調(diào)電源，配有數(shù)字式電壓表指示輸出電壓，電壓穩(wěn)定度 ≤0.3% ，電流穩(wěn)定度 ≤0.3% ，設(shè)有短路軟截止保護和自動恢復(fù)功能。
1.3 提供一路 0 ～ 500mA 連續(xù)可調(diào)恒流源，分 2mA 、 20mA 、 500mA 三檔，負載穩(wěn)定度 ≤5×10 -4 ，額定變化率 ≤ ５ ×10 -4 ，配有數(shù)字式直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開路、短路保護功能。
1.4 設(shè)有照明 220V/30W 日光燈一盞，供實驗照明用；還設(shè)有 220V/30W 的日光燈燈管一支，將燈管的四個頭引出以供實驗用。
1.5 實驗管理器：具有設(shè)定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區(qū)分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
1.6 設(shè)有真有效值交流數(shù)字電壓表一只，測量范圍 0 ～ 500V ，量程自動判斷、自動切換，精度 0.5 級，三位半數(shù)顯。
2 、信號源功能板
頻率計： 6 位數(shù)字顯示，測量范圍 1Hz ～ 10MHz ，作為外部測量和內(nèi)置信號源頻率指示。
信號源頻率范圍： 0.2Hz ～ 2MHz ，分七檔
輸出波形：正弦波、三角波、方波、脈沖波、斜波及 50Hz 正弦波
占空比調(diào)節(jié)： 20% ～ 80%
輸出幅度： 20Vp-p( 1M Ω 負載 ) 、 10Vp-p(50Ω 負載 )
輸出保護：短路保護，抗輸入電壓 ±35V （ 1 分鐘）
幅度顯示：三位 LED
功率輸出： ≥10W ；頻率范圍 (3dB 帶寬 ) ： 20KHz( 方波、三角波、正弦波 )
3 、儀表、受控源功能板
3.1 智能交流數(shù)字電壓表
交流數(shù)字電壓表 1 只，采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的新型高性能 RMS 真有效值轉(zhuǎn)換器，配以高速 MPU 單元設(shè)計而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0-500V ，頻率范圍： 10Hz-20Hz 。手動量程為： 10V 、 100V 、 500V 。測量精度為 0.5 級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。
3.2 智能交流數(shù)字電流表
交流數(shù)字電流表 1 只，采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的新型高性能 RMS 真有效值轉(zhuǎn)換器，配以高速 MPU 單元設(shè)計而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0 -5A ，頻率范圍： 10Hz-20Hz 。手動量程為： 100mA 、 1A 、 5A 。測量精度為 0.5 級。具有數(shù)有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。
3.3 直流數(shù)顯電壓表一只，采用 ICL 公司高性能 AD 轉(zhuǎn)換器配以高速 MPU 單元設(shè)計而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0-200V 。手動量程為： 2V 、 20V 、 200V 。測量精度為 0.5 級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。
3.4 直流數(shù)顯毫安表一只，采用 ICL 公司高性能 AD 轉(zhuǎn)換器配以高速 MPU 單元設(shè)計而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0-2000mA 。手動量程為： 20mA 、 200mA 、 2000mA 。測量精度為 0.5 級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。
3.5 受控源 CCVS 、 VCCS 兩路，打開電源開關(guān)， CCVS 、 VCCS 兩路受控源即可工作，通過適當?shù)倪B接，即可獲得 VCVS 、 CCCS 受控源的功能。此外，還設(shè)有 ±12V 兩路直流穩(wěn)壓電源，并有發(fā)光管指示。
4 、控制屏掛置掛件的具體方法
控制屏正面右邊設(shè)有一個 74× 48.5cm 2 的大凹槽，能容納兩個大掛箱和一個小掛箱。凹槽上、下邊各設(shè)有六個螺柱，左右兩邊掛置大的掛箱，中間掛置小的掛箱。掛箱與控制屏采用螺母固定，易于裝卸和運輸。
( 二 )HYDG-02 實驗桌
實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設(shè)有兩個大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料。右邊設(shè)有放置示波器用的可拆卸擱板。
( 三 ) 實驗組件掛箱
1 、HYDG-03 電路基礎(chǔ)實驗箱
提供基爾霍夫定律（可設(shè)置三個典型故障點）、疊加原理（可設(shè)置三個典型故障點）、戴維南定理、諾頓定理、二端口網(wǎng)絡(luò)、互易定理、 R 、 L 、 C 串聯(lián)諧振電路（ L 用空心電感）、 R 、 C 串并聯(lián)選頻電路及一階、二階動態(tài)電路等實驗。各實驗器件齊全，實驗單元隔離分明，實驗線路完整清晰，驗證性實驗與設(shè)計性實驗相結(jié)合。
2 、HYDG-04 交流電路實驗箱
提供單相、三相負載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。負載為三個完全獨立的燈組，可連接成 Y 或 △ 兩種三相負載線路，每個燈組均設(shè)有三個并聯(lián)的白熾燈羅口燈座 ( 每組設(shè)有三個開關(guān)控制三個負載并聯(lián)支路的通斷 ) ，可插 60W 以下的白熾燈九只，各燈組設(shè)有電流插座；日光燈實驗器件有 30W 整流器、電容器（ 1uF/500V 、 2.2uF/500V 、 4.7uF/500V ）、啟輝器及短接按鈕；互感線圈一組，實驗時臨時掛上，兩個空心線圈 L1 、 L2 裝在滑動架上，可調(diào)節(jié)兩個線圈間的距離，并可將小線圈放到大線圈內(nèi)，配有大、小鐵棒各一根及非導(dǎo)磁鋁棒一根；電度表一只，規(guī)格為 220V 、 3/ 6A ，實驗時臨時掛上，其電源線、負載線均已接在電度表接線架的接線柱上，實驗方便；鐵芯變壓器一只（ 50VA 、 36V/220V ），原副邊均設(shè)有保險絲便于電流的測試，可進行變壓器原、副繞組同名端判斷及變壓器應(yīng)用等實驗。
3 、HYDG-05 元件箱
設(shè)有三組高壓電容（每組 1uF/500V 、 2.2uF/500V 、 4.7uF/500V 高壓電容各一只），用以改變功率因數(shù)實驗；提供實驗所需的各種元件，如電阻、二極管、發(fā)光管、穩(wěn)壓管、電位器及 12V 燈泡等 , 還提供十進制可調(diào)電阻箱，阻值為 0 ～ 99999.9Ω/2W 。
4 、HYDG-06 單相智能功率、功率因數(shù)表
由 24 位專用 DSP 、 16 位高精度 AD 轉(zhuǎn)換器和高速 MPU 單元設(shè)計而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。軟件上采用 RTOS 設(shè)計思路，同時配有 PC 監(jiān)控軟件來加強分析能力。能測量電路的功率、功率因數(shù)。功率測量精度為 1.0 級，功率因數(shù)測量范圍 0.3-1.0 ，電壓電流量程為 450V 和 5A ，能自動判別負載性質(zhì)（感性顯示 “L” ，容性顯示 “C” ，純電阻不顯示），并可存儲測量數(shù)據(jù)，供隨時查閱。
5 、HYDG-09 真有效值交流數(shù)字毫伏表
能夠?qū)Ω鞣N復(fù)雜波形的有效值進行精確測量，電壓測試范圍 0.2mV ～ 600V （有效值），測試基本精度達到 ±1% ，量程分 200mV 、 2V 、 20V 、 200V 、 600V 五檔，直鍵開關(guān)切換，三位半數(shù)字顯示，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。頻率測試范圍 10Hz ～ 600KHz ，輸入阻抗 1MΩ ，輸入電容 ≤30pF 。
6 、HYDG-10 受控源 ( 四路 ) 、回轉(zhuǎn)器、負阻抗變換器
提供流控電壓源 CCVS 、壓控電流源 VCCS 、壓控電壓源 VCVS 、流控電流源 CCCS 、回轉(zhuǎn)器及負阻抗變換器等實驗?zāi)K。四組受控源、回轉(zhuǎn)器、負阻抗變換器均采用標準網(wǎng)絡(luò)符號。
7 、實驗連接線
根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，不能混插，大大提高了實驗的安全及合理性。
七、裝置的主要優(yōu)點及安全保護體系
1 、三相四線制 ( 或三相五線制 ) 電源輸入，總電源由三相鑰匙開關(guān)控制，設(shè)有三相帶燈熔斷器作為斷相指示。
2 、控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進行控制。
3 、三相交流電源 0 ～ 450V 連續(xù)可調(diào)，單相交流電源 0 ～ 250V 連續(xù)可調(diào)，設(shè)有三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器（ 1.5KVA ）一臺，可更好地滿足教學(xué)實驗要求。
4 、屏上裝有電壓型漏電保護裝置，控制屏內(nèi)或強電輸出若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，確保實驗進程安全。
5 、屏上裝有一套電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
6 、屏上三相調(diào)壓器付邊設(shè)有一套過流保護裝置。調(diào)壓器輸出短路或所帶負載太大，電流超過設(shè)定值，系統(tǒng)即告警并切斷總電源。
7 、測量儀表精度高，采用精密鏡面指針式（帶超量程告警）、數(shù)字化、智能化及人機對話模式，符合現(xiàn)代測量儀表發(fā)展方向。
8 、各種電源及各種儀表均有可靠的保護功能。
9 、實驗連接線及插座采用不同的結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。