ZN-DG23大功率双闭环直流调速系统实训装置

一、概述

ZN-DG23大功率双闭环直流调速系统实训装置能满足学校对技师和高级维修电工的培训及技能考核的需要，也可作为普通高校“电力电子技术”、“电力拖动自动控制系统”、“直流调速”等课程的实训。设备采用大功率晶闸管和2.2KW大功率直流机组，模拟工业现场，弥补一般教学设备采用小电机无法准确模拟中大功率电机转动惯量的缺点。可以完成带电流截止负反馈转速单闭环、电流单闭环和电压、电流双闭环调速实训，通过设置故障的方式，也可以完成自动化方面的实训考核。
二、设备特点
1．本装置涵盖了各高等院校和高职高专等所开设的“直流调速”、“电机控制”及“电力拖动自动控制系统”等专业课程所要求的实训项目。
2．本装置采用标准工业控制柜形式，实训内容采用模块化结构，通用性强，易于扩展。
3．本装置面板各功能模块的布局设计考虑了实验时的线路接线的顺序，学生易于接受。
4．实训装置配置了实训管理器，可对实训时间、故障排除的次数、电源控制进行管理。
5．装置具有完善的人身安全保护功能和设备安全保护功能，确保学生的人身安全和实训顺利进行。
三、技术性能
1、输入电源: 三相四线(或三相五线)～380V±10% 50Hz
2、工作环境: 温度-10℃～+40℃　相对湿度＜85%（25℃）海拨＜4000m
3、装置容量：＜4kVA
4、外形尺寸：85cm×70cm×180cm；
5、故障考核系统：实训考核鉴定管理系统可进行模拟故障设置，学生根据工艺分析故障可能产生的原因，确定故障发生的范围，并进行排故，有利于开展技能鉴定、考核工作。
四、基本配置
1、工业控制柜（设有玻璃门、直观清晰）

控制柜上部为示波器放置区和设故箱，中间部分为电源控制部分，实训接线区和相应的监控仪表，装有±300V直流电压表、±20A直流电流表和数字转速表用于指示直流电机的运行状态，控制柜下部装有三相同步变压器、三相电流互感器和大功率晶闸管模块等。
机柜为亚光密纹喷塑结构，1.5mm厚冷轧钢板、面板采用铝型材质;结实牢固、美观大方。柜体后下侧留有电源输入线。柜子的底部安装有四个优质的万向轮，每个轮子可承受150kg的重量，保证了机柜的可靠移动。同时还安装有四个撑脚，当摆放位置确定后，可采用撑脚固定机柜，进一步提高了万向轮的可靠性。
2、直流电机组
整套直流电机组放置在一辆拖车上，2.2KW直流电动机直流电动机（220V，13.6A，1480r/min）和1.9KW直流发电机同轴安装，电动机转轴还装有测速装置，给调速系统提供相应的转速信号。
3、加载电阻箱
设备还配套一台大功率可调电阻器，接直流发电机的电枢回路，调节负载电阻大小即改变了电动机的输出转矩。
五、实训装置布局说明
实训装置由实训控制柜和直流电机组、加载电阻箱组成。实训控制柜采用标准工业机柜结构，由大6部分组成：
（1）示波器放置区: 位于控制柜上部（左侧），按照通用示波器的大小设计。
（2）实训管理器（故障设置）:实训管理硬件部分由单片机系统组成。包括单片机小系统，键盘、显示和隔离通讯部分。实训装置上电后开始工作。平时可作为时钟使用，具有设定实训时间，定时报警，设定故障，显示排故情况、切断电源等功能；还可以自动记录告警的次数。
（3）实训装置的主电源控制:由电源控制按钮及急停按钮组成，对实训装置的总电源进行控制并加以指示。
（4）实训装置控制回路部分：由三相触发电路和电机调速控制电路组成。设各种置有多个电位器，可对各种参数进行整定和调试。
三相触发电路采用集成触发电路，抗干扰能力强，三相脉冲间隔均匀，一直性好，产生双窄脉冲，脉冲移相范围为0－170°。在面板上可观察三相同步电压和六个脉冲波形，并通过“Uct”端对α角进行控制。面板还设计有脉冲功率放大电路控制端，可对触发脉冲放大电路进行控制。
可设置三相同步信号丢失、三相同步相位错误、脉冲移相不可控、单路脉冲丢失、多路脉冲丢失、单路脉冲幅值偏低、功放电路失效等故障
电机调速控制电路由给定、电流反馈及过流保护、速度变换器、转速调节器、电流调节器组成。为便于理解，画有各控制回路的原理图及接线提示，通过读图，大大减少了接线错误的可能性，提高了设备的可靠性，同时也降低了教师的工作量。
（5）仪表测量区：装有一只±300V直流电压表、±20A直流电流表和数字转速表用于指示直流电动机的运行状态，另装有一只±300V直流电压表、±20A直流电流表用于指示直流发电机的运行状态。
（6）实训装置主回路部分：由三相电流互感器、平波电抗器、RC吸收电路、大功率晶闸管模块组成。其中晶闸管采用金属封装，过载能力强、可靠性高、干扰能力强。
六、实训装置的人身及设备安全保护
（1）实训装置的电源进线端设计了电流型漏电保护功能，控制屏若有漏电现象，当漏电流超过一定值，即切断总电源。漏电流≤30mA，动作时间≤0.1s。

（2）实训装置还设计了电压型漏电保护功能，对线路出现漏电现象进行保护，切断电源；

(3)实训主电路采用安全隔离变压器输出，使实训操作更加安全可靠。
七、实训项目：
（一）开环系统参数调试实训
1.同步信号观测
2.锯齿波斜率整定
3.初始角度整定
4.小整流角小逆变角整定
5.三相全控整流电路
( 二 )闭环系统参数调试
1.电压反馈系数整定
2.电流反馈系数整定
3.转速反馈系统整定
4.电流截止负反馈整定
5.电压单闭环调速系统
6.转速单闭环调速系统
7.带电流截止负反馈转速单闭环调速系统
8.转速、电流双闭环调速系统
八、部分故障模拟功能如下：
1)模拟三相同步信号缺相
2)模拟晶闸管触发电路故障
3)模拟电压单闭环调速系统中调节器故障
4)模拟转速单闭环调速系统中调节器故障
5)模拟双闭环调速系统中转速调节器故障
6)模拟双闭环调速系统中电流调节器故障
整套设备可以设置独立的多个故障点，通过多个故障点排列组合，可模拟更多的故障情况。