HYDG-501型 電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置
一、概述
HYDG-501 型電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置是本公司在總結(jié)國(guó)內(nèi)電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上采用成熟的技術(shù)推出的新型實(shí)驗(yàn)裝置，綜合了目前我國(guó)大學(xué)本科、專科、中專及職校電路分析、電工基礎(chǔ)、電工學(xué)、電機(jī)控制、繼電接觸控制等課程實(shí)驗(yàn)大綱的要求而研制，特別適用于高等院?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新?lián)Q代，及中專、職校等新建或擴(kuò)建實(shí)驗(yàn)室，迅速開設(shè)實(shí)驗(yàn)課提供了理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
二、特點(diǎn)
1 、 綜合性強(qiáng) 綜合了目前國(guó)內(nèi)各類學(xué)校電類基礎(chǔ)課程的全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2 、 適應(yīng)性強(qiáng) 實(shí)驗(yàn)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(jìn)程作有機(jī)地結(jié)合。裝置積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，添加部件即可擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)。
3 、 整套性強(qiáng) 從儀器儀表、專用電源到實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。
4 、 一致性強(qiáng) 實(shí)驗(yàn)器件選擇合理、配套完整，使多組實(shí)驗(yàn)結(jié)果有良好的同一性，便于教師組織和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
5 、 直觀性強(qiáng) 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(shí)驗(yàn)掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)簡(jiǎn)便。
三、功能
1 、本裝置可提供實(shí)驗(yàn)所需的交流電源、低壓直流電源、可調(diào)恒流源、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（含頻率計(jì)）、受控源、交直流測(cè)量?jī)x表（電壓、電流、功率、功率因數(shù)）、各實(shí)驗(yàn)掛箱及電機(jī)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(shí)驗(yàn)。
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(shí)驗(yàn)。
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(duì)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1 . 基本電工儀表的使用與測(cè)量誤差的計(jì)算
2 . 減少儀表測(cè)量誤差的方法
3 . 線性與非線性電路元件伏安特性的測(cè)繪
4 . 電位、電壓的測(cè)定及電路電位圖的繪制
5 . 基爾霍夫定律驗(yàn)證及故障判斷
6 . 疊加定理驗(yàn)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(yàn)證
9 . 諾頓定理驗(yàn)證
10 . 雙口網(wǎng)絡(luò)測(cè)試
11 . 互易定理驗(yàn)證
12 . 受控源 VCCS 、 VCVS 、 CCVS 、 CCCS 的實(shí)驗(yàn)研究
13 . 典型電信號(hào)的觀察與測(cè)量
14 . RC 一階電路響應(yīng)的測(cè)試 15 . 二階動(dòng)態(tài)電路響應(yīng)的研究 16 . R 、 L 、 C 元件阻抗特性的測(cè)試
17 . RC 串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)試
18 . R 、 L 、 C 串聯(lián)諧振電路的研究
19 . 用三表法測(cè)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(shí)驗(yàn)）
21 . 互感實(shí)驗(yàn)
22 . 單相鐵心變壓器特性的測(cè)試
23 . 三相交流電路電壓、電流的測(cè)量
24 . 三相電路功率的測(cè)量
25 . 單相電度表的校驗(yàn)
26 . 功率因數(shù)及相序的測(cè)量
27 . 負(fù)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(shí)驗(yàn)桌、實(shí)驗(yàn)掛箱及三相鼠籠電機(jī)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(shí)驗(yàn)提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源、數(shù)控信號(hào)源及各種測(cè)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(tái)三相同軸聯(lián)動(dòng)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(diǎn)?？烧{(diào)交流電源輸出處設(shè)有過(guò)流保護(hù)技術(shù)，相間、線間過(guò)電流及直接短路均能自動(dòng)保護(hù)，克服了調(diào)換保險(xiǎn)絲帶來(lái)的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過(guò)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(hù)和自動(dòng)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(fù)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(hù)功能。
1.4 設(shè)有照明 220V/30W 日光燈一盞，供實(shí)驗(yàn)照明用；還設(shè)有 220V/30W 的日光燈燈管一支，將燈管的四個(gè)頭引出以供實(shí)驗(yàn)用。
1.5 實(shí)驗(yàn)管理器：具有設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能；還可以自動(dòng)記錄與區(qū)分由于接線或操作錯(cuò)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(cè)量范圍 0 ～ 500V ，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度 0.5 級(jí)，三位半數(shù)顯。
2 、信號(hào)源功能板
頻率計(jì)： 6 位數(shù)字顯示，測(cè)量范圍 1Hz ～ 10MHz ，作為外部測(cè)量和內(nèi)置信號(hào)源頻率指示。
信號(hào)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(fù)載 ) 、 10Vp-p(50Ω 負(fù)載 )
輸出保護(hù)：短路保護(hù)，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(guó)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(jì)而成，通過(guò)鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能控制模式。具有自動(dòng)與手動(dòng)量程，測(cè)量范圍： 0-500V ，頻率范圍： 10Hz-20Hz 。手動(dòng)量程為： 10V 、 100V 、 500V 。測(cè)量精度為 0.5 級(jí)。具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(guó)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(jì)而成，通過(guò)鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能控制模式。具有自動(dòng)與手動(dòng)量程，測(cè)量范圍： 0 -5A ，頻率范圍： 10Hz-20Hz 。手動(dòng)量程為： 100mA 、 1A 、 5A 。測(cè)量精度為 0.5 級(jí)。具有數(shù)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jì)而成，通過(guò)鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能控制模式。具有自動(dòng)與手動(dòng)量程，測(cè)量范圍： 0-200V 。手動(dòng)量程為： 2V 、 20V 、 200V 。測(cè)量精度為 0.5 級(jí)。具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢功能。具有超量程報(bào)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(jì)而成，通過(guò)鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能控制模式。具有自動(dòng)與手動(dòng)量程，測(cè)量范圍： 0-2000mA 。手動(dòng)量程為： 20mA 、 200mA 、 2000mA 。測(cè)量精度為 0.5 級(jí)。具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢功能。具有超量程報(bào)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(guò)適當(dāng)?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(gè) 74× 48.5cm 2 的大凹槽，能容納兩個(gè)大掛箱和一個(gè)小掛箱。凹槽上、下邊各設(shè)有六個(gè)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(yùn)輸。
( 二 )HYDG-02 實(shí)驗(yàn)桌
實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)組件掛箱
1 、HYDG-03 電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱
提供基爾霍夫定律（可設(shè)置三個(gè)典型故障點(diǎn)）、疊加原理（可設(shè)置三個(gè)典型故障點(diǎn)）、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(dòng)態(tài)電路等實(shí)驗(yàn)。各實(shí)驗(yàn)器件齊全，實(shí)驗(yàn)單元隔離分明，實(shí)驗(yàn)線路完整清晰，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。
2 、HYDG-04 交流電路實(shí)驗(yàn)箱
提供單相、三相負(fù)載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實(shí)驗(yàn)。負(fù)載為三個(gè)完全獨(dú)立的燈組，可連接成 Y 或 △ 兩種三相負(fù)載線路，每個(gè)燈組均設(shè)有三個(gè)并聯(lián)的白熾燈羅口燈座 ( 每組設(shè)有三個(gè)開關(guān)控制三個(gè)負(fù)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)臨時(shí)掛上，兩個(gè)空心線圈 L1 、 L2 裝在滑動(dòng)架上，可調(diào)節(jié)兩個(gè)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(shí)驗(yàn)時(shí)臨時(shí)掛上，其電源線、負(fù)載線均已接在電度表接線架的接線柱上，實(shí)驗(yàn)方便；鐵芯變壓器一只（ 50VA 、 36V/220V ），原副邊均設(shè)有保險(xiǎn)絲便于電流的測(cè)試，可進(jìn)行變壓器原、副繞組同名端判斷及變壓器應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)。
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(shí)驗(yàn)；提供實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jì)而成，通過(guò)鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能控制模式。軟件上采用 RTOS 設(shè)計(jì)思路，同時(shí)配有 PC 監(jiān)控軟件來(lái)加強(qiáng)分析能力。能測(cè)量電路的功率、功率因數(shù)。功率測(cè)量精度為 1.0 級(jí)，功率因數(shù)測(cè)量范圍 0.3-1.0 ，電壓電流量程為 450V 和 5A ，能自動(dòng)判別負(fù)載性質(zhì)（感性顯示 “L” ，容性顯示 “C” ，純電阻不顯示），并可存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，供隨時(shí)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(jìn)行精確測(cè)量，電壓測(cè)試范圍 0.2mV ～ 600V （有效值），測(cè)試基本精度達(dá)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(cè)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(fù)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(fù)阻抗變換器等實(shí)驗(yàn)?zāi)K。四組受控源、回轉(zhuǎn)器、負(fù)阻抗變換器均采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)符號(hào)。
7 、實(shí)驗(yàn)連接線
根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無(wú)氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭采用實(shí)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(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
七、裝置的主要優(yōu)點(diǎn)及安全保護(hù)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(guò)起、停按鈕進(jìn)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(dòng)自耦調(diào)壓器（ 1.5KVA ）一臺(tái)，可更好地滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求。
4 、屏上裝有電壓型漏電保護(hù)裝置，控制屏內(nèi)或強(qiáng)電輸出若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，確保實(shí)驗(yàn)進(jìn)程安全。
5 、屏上裝有一套電流型漏電保護(hù)器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過(guò)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(guò)流保護(hù)裝置。調(diào)壓器輸出短路或所帶負(fù)載太大，電流超過(guò)設(shè)定值，系統(tǒng)即告警并切斷總電源。
7 、測(cè)量?jī)x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(jī)對(duì)話模式，符合現(xiàn)代測(cè)量?jī)x表發(fā)展方向。
8 、各種電源及各種儀表均有可靠的保護(hù)功能。
9 、實(shí)驗(yàn)連接線及插座采用不同的結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。
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