SBDG-103高性能電工電子技術(shù)及電拖綜合實訓(xùn)裝置
一、設(shè)備概述
高性能電工電子技術(shù)及電拖綜合實訓(xùn)裝置支持電路分析、電工測量、電子設(shè)備檢測、電路設(shè)計等基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)培訓(xùn)要求，以及自動化技術(shù)與應(yīng)用、電氣工程及自動化等自動化類專業(yè)繼電接觸器電氣控制系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)與調(diào)試等基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)培訓(xùn)要求。
1、支持專業(yè)：主要支撐自動化技術(shù)與應(yīng)用、電氣工程及自動化等自動化類專業(yè)課程的實施，通過實訓(xùn)室中的實踐操作，促進理論與實踐的深度融合，提升學(xué)生的實際操作能力和問題解決能力，使學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用所學(xué)知識。
2、課程教學(xué)：主要滿足基礎(chǔ)電子和電氣大類專業(yè)《電工技術(shù)》《電路分析》《模擬電路》《數(shù)字電路》等課程和實踐教學(xué)項目的實施。同時支撐自動化技術(shù)與應(yīng)用、電氣工程及自動化等自動化類專業(yè)《電機與電氣控制技術(shù)》《電氣控制系統(tǒng)集成》《電工-職業(yè)技能等級認定培訓(xùn)》《電氣制圖》等課程和實踐教學(xué)項目的實施。同時也支撐機器人技術(shù)專業(yè)相關(guān)拓展課程的實施。
二、設(shè)備特點
1、裝置工程性：所有實驗器件全部安全可視，學(xué)生可直觀真實器件及其工作狀態(tài)的變化，檢查故障方便。使教育培訓(xùn)最大程度的貼近工程實際運用狀態(tài)。帶標準符號印刷的器件積木，使得符號與器件一一對應(yīng)，同時實現(xiàn)線路直觀，查故方便。
2、裝置安全性：實驗裝置采用國家低壓電器安全保護的有關(guān)規(guī)定的器件，以保證學(xué)生的人身安全和實驗的設(shè)備安全，強弱電分開，導(dǎo)線具有防插錯設(shè)計。強電器件（110V 以上）和相關(guān)接插件沒有任何帶電接點外露。除常規(guī)的安全保護外，裝置還需具備：強電器件和相關(guān)接插件沒有任何帶電接點外露，采用非金屬材質(zhì)面板。
3、裝置開放設(shè)計性：實驗電路不固化，可任意設(shè)計、組合、搭建實驗電路?；酒骷哪K化特點使得本裝置不會隨新技術(shù)、新課題的發(fā)展而淘汰，只需增加核心新部件即可擴展完成新課題的實訓(xùn)，并能實現(xiàn)強-弱電之間、交叉課程之間的互聯(lián)，與相應(yīng)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展而同步升級。
4、器件結(jié)構(gòu)：采用獨立式積木器件結(jié)構(gòu)，能夠靈活組合搭建實驗電路；結(jié)合國際化創(chuàng)新設(shè)計要求，把所有弱電實訓(xùn)元器件獨立設(shè)計，元器件和符號一一對應(yīng)，有助于培養(yǎng)學(xué)生動手能力。
5、設(shè)備可靠性：特殊工藝的積木式連接部件及接插件保證不低于 10 萬次工作壽命，確保各觸點的接觸電阻小于 10-6Ω。超軟優(yōu)質(zhì)銅芯線。
三、設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)
實驗臺（桌）整臺裝置輕便、靈活、可靠。實驗裝置支架與實驗桌組合靈活、拆裝方便。支架采用 L 形設(shè)計，雙層鋁合金結(jié)構(gòu)， 可放置 A4 紙及 A4 成倍尺寸規(guī)格的模塊。各實驗?zāi)K可根據(jù)實驗需求自由組合放置。為提高實驗臺利用效率，方便學(xué)生自主實驗，實驗臺桌面可使用寬度大于 600mm 。
1、實訓(xùn)桌
實驗桌規(guī)格為1500（長）*800（寬）*1560（高），實驗桌主體結(jié)構(gòu)全部采用高性能表面氧化的鋁型材及一次成型鋁壓鑄框架連接構(gòu)件，連接構(gòu)件采用壓鑄成型工藝（非焊接工藝），經(jīng)機加工、拋丸、噴砂、表面靜電噴涂工藝，安裝方便、快捷，用戶可自行DIY組裝。桌體立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套模具成型塑料堵頭。桌面采用25mmE1級三聚氰胺飾面板，桌面板下設(shè)支撐框架，承受力不少于200kg。
★要求實訓(xùn)桌正面裝配與桌面自成一體的保護擋板，要求擋板由內(nèi)部模具成型的高強度鋁合金和注塑成型的PVC外套組成，要求擋板具有防實驗用品滑落、防塵、耐腐蝕特性，確保實驗安全與設(shè)備保護。擋板拆卸、安裝方便，便于日常維護與清潔。
實驗桌上設(shè)有L型支架，配上特制拉模成型的帶滑槽橫梁鋁型材組成實訓(xùn)屏，兩層設(shè)計，實訓(xùn)掛箱實訓(xùn)屏上實訓(xùn)時上下方便，左右移位自如。L型支架頂部設(shè)有日光燈管安裝保護罩。
2、儲物柜
配備儲存柜，放置透明創(chuàng)新電工電子實驗?zāi)K，電工電子實驗?zāi)K安插在高強度壓模而成珍珠綿盒中。儲存柜底部4只高強度萬向可制動PU腳輪，方便移動。
3、實訓(xùn)掛箱
（1）三相交流電源模塊
提供三相380V交流電源，交流電源配套有智慧電源管理系統(tǒng)，模塊的供電由啟、停按鈕進行控制，同時配有一只急停按鈕，便于切斷電源。
4、實驗室智慧用電安全控制系統(tǒng)
智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。
智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實時監(jiān)控設(shè)備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設(shè)備，PC端進行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動使用，PC端可分時預(yù)約設(shè)備的啟動和停止。
（2）單相調(diào)壓器、變壓器模塊
單相交流輸出電壓：0～250V 可調(diào)，0～36V可調(diào)，電流 2A；帶隔離變壓器。帶有過載和漏電保護。
（3）直流電源模塊
提供雙路直流程控電源:采用DAC加MOS管恒流輸出，每路輸出0-30V/2A，電壓穩(wěn)定度≤0.3%，電流穩(wěn)定度≤0.3%，有短路、過流自動保護功能，設(shè)有短路軟截止自動保護和自動恢復(fù)裝置。2.8寸TFT液晶屏顯示輸出電壓、輸出電流、負載電壓和負載電流，并且具有恒流提醒功能。采用EC11旋鈕編碼器調(diào)節(jié)輸出電流和限位電流。
固定輸出：直流電源：-12V、-5V，+5V，+12V，最大電流：1A 。
（4）恒流源、多功能表
一路0-500mA/12V恒流源:采用DAC加MOS管恒流輸出，負載穩(wěn)定度≤5×10-4 ，額定變化率≤５×10-4 。2.8寸TFT液晶屏顯示輸出電流值、限位電流和負載電流，且具有恒流提醒功能。采用EC11旋鈕編碼器調(diào)節(jié)輸出電流和限位電流。
智能功率、功率因數(shù)表1只，功率測量精度0.5級，功率因數(shù)測量范圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A。六位數(shù)碼顯示有功功率、無功功率、總功率、功率因數(shù)、電壓、電流、負載類型，負載類型：L、R、C。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設(shè)置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設(shè)置、通信地址設(shè)置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
（5）直流電壓電流表模塊
1）智能直流電壓表1只:測量范圍：0-1000V,設(shè)置1V/10V/100V/1000V四檔量程，六位數(shù)碼顯示測量值。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設(shè)置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設(shè)置、通信地址設(shè)置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
2）智能直流電流表1只：測量范圍：0-5A,設(shè)置10mA/500mA/5A三檔量程，六位數(shù)碼顯示測量值。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設(shè)置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設(shè)置、通信地址設(shè)置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
（6）交流電壓電流表模塊
1）智能交流電壓表1只:測量范圍：0-1000V,設(shè)置1V/10V/100V/1000V四量程，六位數(shù)碼顯示測量值。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設(shè)置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設(shè)置、通信地址設(shè)置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
2）智能交流電流表1只：測量范圍：0-5A, 設(shè)置10mA/500mA/5A三檔量程，六位數(shù)碼顯示測量值。儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，數(shù)碼中文顯示，具備智能化、數(shù)字化，上位機通訊功能，通過按鍵能夠?qū)x表進行設(shè)置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調(diào)零、濾波級數(shù)設(shè)置、通信地址設(shè)置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
（7）函數(shù)信號發(fā)生器模塊
雙通道函數(shù)/任意波形DDS信號發(fā)生器/頻率計數(shù)
正弦波頻率范圍：0Hz - 2MHz
方形波頻率范圍：0Hz - 2MHz
三角波頻率范圍：0Hz - 2MHz
其它波形頻率范圍：0Hz - 2MHz
輸出通道：一路主波形輸出和一路主波形同步的TTL電平輸出
輸出波形：正弦波、方波（占空比可調(diào)）、三角波、升鋸齒波、降鋸齒波
輸出幅度：≥10Vp-p(空載)
輸出阻抗：50Ω±10%
直流偏置：±3V
方波占空比范圍：1%~99%
TTL輸出：
幅度：>3Vp-p
扇出系數(shù)：>20 TTL負載
TTL電平上升下降時間：≤20ns
頻率計數(shù)器功能
計數(shù)范圍：0-4294967295
測頻范圍：1Hz~60MHz
輸入幅度：1Vp-p~20Vp-p
顯示方式：LCD1602液晶英文顯示
蜂鳴器提示功能：可通過程序設(shè)置開啟或關(guān)閉
操作特性：全部按鍵操作，旋鈕連續(xù)調(diào)節(jié)
（8）電度表、變壓器模塊
提供單相電度表1臺，220V/36V（1.4A）單相變壓器1只
（9）日光燈、電容模塊
提供鎮(zhèn)流器一只，啟輝器一個，開關(guān)1個，高壓電容3只。
（10）燈泡負載模塊2塊
提供螺口式燈座4只，最大電壓 250V，最大電流4A.
（11）測電流插孔模塊
提供四組電流測試點
（12）交流接觸器模塊3塊
線圈額定電壓 380V。最大電流 10A。動作時間：<0.1 秒。配有一組主觸點，觸點額定電壓 680V，絕緣等級 IP06。配有兩組輔助觸點，每組一常開，一常閉，最大耐壓 450V.
（13）時間繼電器模塊
電子式時間繼電器，時間可調(diào)節(jié)，通過按鈕配置，調(diào)節(jié)范圍 1-60s。時間通過按鈕按鍵方式調(diào)節(jié)。配有一組得電瞬時動作的觸點，一常開，一常閉。一組得電延時觸點，一常開，一常閉。時間調(diào)節(jié)及器件本身外露于模塊面板上。
（14）熱繼電器模塊
額定電壓 650V，一組主觸點。切斷動作時間：<0.06s。
（15）按鈕開關(guān)模塊
一組三個按鈕，紅色、黃色、綠色。每個按鈕一個常開觸點，一個常閉觸點。按鈕不帶鎖定。觸點最大耐壓 600V。
（16）三相交流異步電動機
鼠籠式電機，額定功率 150W，轉(zhuǎn)速 1450rpm。額定電壓 380V/220V。三角形接法可以忍受 380V 直接連接。接線柱引出，可以通過短接橋插入，簡單實現(xiàn)星形與三角形連接的切換。
4、九孔板及透明模塊:
（1）九孔板：實驗桌配有3塊九孔萬能插件板，九孔萬能插件板即可放在桌面上實驗與可安放在實驗屏上進行實驗：
1.每塊萬能插板：規(guī)格300×297 mm，孔徑：Φ4mm，跨接間距：19mm、50mm和100mm等，連接孔接觸電阻＜0.005Ω，最大電流l0A，分布電容1.5pF。
2.每塊萬能插板由三塊核心板通過特殊卡扣璉接拼接成一個整體，每塊核心板由上下二個部分組成，由ABS注塑成型，核心板中間裝有6孔一組、9孔一組、18孔一組銅質(zhì)模組，銅質(zhì)模組要求是純銅片通過機床沖壓、鉚接工藝加工而成，保證接觸電阻。
3. 每塊萬能插板上邊核心板有2路獨立、每路18孔互通模塊組成；萬能插板中間核心板是由24組九孔互通單元模組構(gòu)成； 萬能插板下邊核心板是由6組六孔互通單元模組構(gòu)成。
4.每塊萬能插板背面由24組四孔互通單元模組構(gòu)成。萬能插板上下邊沿厚度5mm，實驗時萬能插板即可放置實驗屏導(dǎo)軌上操作，也可放置實驗桌桌面上操作。
5.每塊萬能插板左右預(yù)留卡槽，可根據(jù)實驗復(fù)雜程度通過卡扣多塊每塊萬能板拼接一起使用。
（2）電工電路基本模塊
電工電路基本模塊配合萬能插件板像搭積木一樣的形式自由搭建電路；模塊盒體透明，內(nèi)裝元件直觀性好，盒蓋印刷電路圖防刮耐磨，符號美觀清晰。元件盒盒體與盒蓋采用較科學(xué)的壓卡式結(jié)構(gòu)，維修拆裝方便。電子技術(shù)實驗?zāi)K采用燈籠式插頭，接觸可靠。
元件盒插腳要求采用燈籠式插頭而非采用香蕉插頭（香蕉插頭銅片易脫落且易變形，接觸不良）：
四、產(chǎn)品特點
1.以獨立的通用器件為最小積木式模塊單元, 可靈活組合成不同課題、不同實驗電路。其保留了面包板的動手能力強實驗靈活的優(yōu)勢,克服了面包板接觸不良不好操作的缺點。
2.實驗?zāi)K盒體透明,學(xué)生可直觀真實器件及工作狀態(tài)的變化。獨立元件模塊符號標準、清晰,體積輕巧,布置靈活,節(jié)省空間。線路直觀,查故方便。
3.隨新技術(shù),新課題的不斷涌現(xiàn),只需增加核心新部件既可完成新課題的實驗,并實現(xiàn)強弱電之間、交叉課程之間的互聯(lián)。
4.特殊工藝的積木式連接部件及接插件保證10萬次工作壽命, 確保各觸點接觸電阻與 分布電容在正常范圍內(nèi)。
配置清單不少于：電阻 1Ω/2W 2 個，電阻 5.1Ω/2W 1 個，電阻 10Ω/2W 2 個，電阻 22Ω/2W 1 個，電阻 51Ω/2W 2 個，電阻 100Ω/2W 3 個，電阻 150Ω/2W 2 個，電阻 220Ω/2W 1 個，電阻 330Ω/2W 1 個，電阻 510Ω/2W 3 個，電阻 1KΩ/2W 3 個，電阻 1.5KΩ/2W 1 個，電阻 2.0KΩ/2W 2 個，電阻 3.0KΩ/2W 1 個，電阻 4.7KΩ/2W 1 個，電阻 10KΩ/0.5W 2 個，電阻 15KΩ/0.5W 2 個，電阻 33KΩ/0.5W 1 個，電阻 100KΩ/0.5W 2 個，電阻 150KΩ/0.5W 1 個，電位器 100KΩ/0.25W 1 個，電容 CBB 0.01μF/63V 2 個，23 電容CBB 1μF/63V 2 個，電解電容 10μF/35V 1 個，電解電容 100μF/35V 1 個，電解電容 1000μF/35V 1 個，無極性電容 220μF/70V1 個，電流插孔 3 個，白熾燈泡 12V/0.1A 1 個，燈座 M=9.3mm 1個，開關(guān) 雙刀雙向 2 個，線圈 500N 1 個，線圈 1000N 1 個，U 型鐵芯U 型鐵芯（小鐵芯） 1 個，模塊 15Ω/10W 電阻 1 個，模塊 集成運放LM741(芯片外露) 1 個， 紅色發(fā)光管 1 個，標準型導(dǎo)線 30cm 10 個，標準型導(dǎo)線 50cm 15 個，標準型導(dǎo)線 100cm 6 個，安全導(dǎo)線 0.5m 20個，安全導(dǎo)線 1m 16 個，短接橋 10 個，安全短接橋 30 個，示波器導(dǎo)線 一頭 P8 一頭 Q9 3 個，電流插孔導(dǎo)線 3 個，雙槍導(dǎo)線 黑色 1 個，九孔方板 300*298mm 1 個，元器件儲物盒2 個。
（3）模擬電路基本模塊
以獨立器件封裝的塑盒結(jié)構(gòu)為單一模塊，元件參數(shù)外形與符號要求一一對應(yīng)并可視，能配合九孔萬能插件板自由搭建組合電路。九孔萬能插件板可以掛式使用也可以置于桌面使用，所有弱電實訓(xùn)元器件獨立設(shè)計，元器件和符號一一對應(yīng)。所有接插件保證十萬次插拔無故障。
配置清單不少于：電阻 2×19 100Ω/2W 1 個，電阻 2×19 510Ω/2W 1 個，電阻 2×19 2.0KΩ/2W 2 個，電阻 2×19 25KΩ/0.5W 1 個，電阻 2×19 100KΩ/0.5W 1 個，電阻 2×19 330KΩ/0.5W 2 個，電阻 2×19 1.0MΩ/0.5W 2 個，電容 CBB 2×19 0.01μF/63V 2 個，電解電容2×19 10μF/35V-CD 2 個，電位器 4×50 1.0KΩ/3W 1 個，二極管 2×19 二極管 1N4007 1 個，三極管 4×50 9013 1 個，三極管 4×50 90121 個，模塊 4×100 兩級交流放大電路 1 個，模塊 4×100 負反饋放大電路 1 個，模塊 4×100 差動放大電路 1 個，模塊 4×100 OTL 功率放大電路 1 個，元器件儲物盒 1 個。
（4）數(shù)字電路基本模塊
以獨立器件封裝的塑盒結(jié)構(gòu)為單一模塊，元件參數(shù)外形與符號要求一一對應(yīng)并可視，能配合九孔萬能插件板自由搭建組合電路。九孔萬能插件板可以掛式使用也可以置于桌面使用，所有弱電實訓(xùn)元器件獨立設(shè)計，元器件和符號一一對應(yīng)，所有接插件保證十萬次插拔無故障。
配置清單不少于：14 芯鎖緊式插座 6 個，16 芯鎖緊式插座 6 個，24 芯鎖緊式插座 1 個，七段顯示器 2 個，10 位輸入器 1 個，10 位輸出器 1 個，集成芯片 1 組，元器件盤 2 個。方波發(fā)生器1 個：產(chǎn)生連續(xù)脈沖和單個脈沖。TTL 電平。連續(xù)脈沖頻率范圍 10-100kHz,頻率調(diào)節(jié)精度 10%。
五、實訓(xùn)項目
（1）電工技術(shù)：
1.基本電工儀表的使用與測量誤差的計算
2.減小儀表的誤差方法
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.基爾霍夫定律的驗證
6.疊加原理的驗證
7.電壓源與電流源的等效變換
8.戴維南定理和諾頓定理的驗證
9.受控源 VCCS、VCVS、CCVS、CCCS 的特性曲線
10.典型電信號的觀察與測量
11.R-C 一階電路響應(yīng)測試
12.二階動態(tài)電路的響應(yīng)研究
13.R-L-C 元件的阻抗特性的測定
14.RC 串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)特性測試
15.R-L-C 串聯(lián)諧振電路的研究
16.RC 雙 T 選頻網(wǎng)絡(luò)測試
17.三表法測量電路等效參數(shù)
18.三相交流電路電壓、電流的測量
19.三相電路功率的測量
20.功率因數(shù)及相序的測量
21.日光燈功率因數(shù)的改善實驗測試
（2）電子技術(shù)：
1.單級放大器
2.多級放大器
3.差分放大電路
4.推挽功率放大電路
5.負反饋放大電路
6.集成運算放大器構(gòu)建同相放大器
7.集成運算放大器構(gòu)建反相放大器
8.積分電路
9.微分電路
10.波形發(fā)生電路
11.晶體管特性測試儀設(shè)計
12.晶體管單管放大靜態(tài)工作點動態(tài)演示
13.集成門電路功能的測試
14.組合邏輯電路設(shè)計
15.D觸發(fā)器
16.RS 觸發(fā)器
17.JK 觸發(fā)器
18.移位寄存器
19.譯碼器
20.編碼器
21.數(shù)據(jù)選擇器
22.半加器和全加器
23.計數(shù)譯碼及顯示電路
24.555集成定時器及應(yīng)用
25.搶答器實驗
26.電子秒表實驗
（3）電機控制
1.三相異步電機點動控制實驗
2.三相異步電機正反轉(zhuǎn)控制實驗
3.三相異步電機兩地控制實驗
4.三相異步電機星三角啟動實驗
