机电实训系列-电工电子技术实训装置

1 产品概述

1.1 概述
“电工电子技术实训台”是根据《电路分析》、《电工学》、《电工基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等课程实验大纲的要求研制开发的。适用于高等院校现有实验设备的更新改造，为中等专业学校、职业技术学校等新建或扩建实验室，快速开设实验课提供了理想的实验设备。配置各种扩展模块后，可以满足电气、自动化、PLC、单片机等各种学科的实训、实验需求。不同层次学校的不同电类专业可以根据自己的实际需求选配不同的扩展模块来满足自己的教学需要。
1.2 特点
顺应市场新材料、新工艺发展的要求。实训台整体框架开放、简洁。整体使用工业铝型材搭建，无钣金结构，整体风格统一。使产品美观大方，且成本低，为学生和老师提供宽裕的实验空间。
模块间可灵活组或，接口形式统一。能够兼容电气、电工电子、单片机、光电、传感、PLC等多种实训模块，实现跨学科、跨专业间的模块搭配，开阔学生的专业视野。学校可根据实训的需要配置相应的独立元件模块来完成不同课程的实训满足不同层次的教学要求。
整个台体设有多种保护如漏电保护、过流过压保护、停电保护、急停保护、接地保护、绝缘保护等，为学生实训过程提供安全保障，同时方便教师管理实训设备。
实训台结合新技术发展趋势，提供了电动调压、程控稳压源、程控恒流源等高精度的测试信号源。
实训台提供了函数信号发生器、固定直流电源、固定交流电源、直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表等多种资源，均采用模块化的方式，操作方便，可根据实际需要灵活选择。
实训模块采用多种元器件、典型仪表、通用集成电路插座等制成，可根据实训内容和技能训练的需要，任意组合实训线路，完成不同的实训项目，使实训具有开放性和创新性，同时完成新的实训项目只需要添加模块，使得产品升级非常容易。

2 性能参数

（1）工作电源：三相四线（或三相五线）380V/50HZ
（2）交流电源：三相：0～430V 连续可调；单相：0～250V连续可调
（2）外形尺寸：120cm×60cm×130cm
（3）整机容量：1.5KVA
（4）重量：约60kg
（5）工作环境：
l 温度：-10℃~+40℃
l 相对湿度：≤85%（25℃）
（6）漏电保护：漏电动作电流≤30mA，动作时间不大于0.1秒

3 产品组成

3.1主台体
实训台整体框架开放、简洁。底部使用标准工业30*60铝型材搭建，桌面采用桌面为防火耐磨高密度板，为学生和老师提供宽裕的实验空间。上部采用三根开模铝型材组成通用实训模块固定结构，一次可摆放八个模块。模块采用标准化结构，互换性强，可根据实训内容的需求调换实训模块。
台体的侧面设有支架放置示波器或电脑，不用时可以收起。实训模块和扩展模块采用统一尺寸的底盒，外观整洁统一；进行实训时，卡在台体上方的实训模块架上。整个台体结构设计简洁明快，各个实训模块和扩展模块均采用模块化设计，即保证美观大方，也便于后续产品升级。
实训模块面板采用烂板凹字技术，经蚀刻后，采用高电压静电喷塑，经高温烘烤，表面层绝缘性能良好，颜色多样，丝印美观。整个台体设有多种保护有：漏电保护、过流过压保护、停电保护、急停保护、接地保护、绝缘保护。
3.2电源及电源保护
（1）交流可调电源：配有一台1.5KVA三相同轴联动自耦调压器，结合电控调压技术，提供单相0～250V和三相0～430V连续可调交流电源，并配有三只指针式交流电压表，显示三相调压器的输出电压值。
（2）恒流源：模块使用程控电源技术，结合微处理器控制，提供可调的一路恒流源（0～200mA）输出，配有通用三位半数显表头指示，设备能够进行手动和程控切换，配置计算机可实现上位机监控调节。模块同时提供±5V、±12V、+24V固定电源。
（3）可调稳压源：提供两路低压直流稳压电源（0～30V可调），两路输出均配有通用三位半数显表头指示。结合微处理器控制，实现程控和手动两种模式输出，配置上位机可进行监控调节，方便于绘制各类器件响应曲线。
（4）电源控制：电源控制模块集成漏电保护开关，钥匙开关、启停开关和三相供电电源接口。能实现定时报警功能，具有报警次数记录、报警显示及蜂鸣、保护时切断电源等功能。
3.3仪表
（1）交流数显电压表：能对交流信号进行真有效值测量，测量范围0～600V，量程直键开关手动三档切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程报警、指示及切断总电源的功能。
（2）交流数显电流表：能对交流信号进行真有效值测量，测量范围0～2A，量程直键开关手动三档切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程报警、指示及切断总电源的功能。
（3）直流电流表：测量范围为0～2A，直键四档开关切换。三位半数字显示，0.5级精度，具有量程自动保护功能、超量程报警、指示及切断总电源的功能。
（4）直流电压表：测量范围为0～200V，直键四档开关切换。三位半数字显示，0.5级精度，具有量程自动保护功能、超量程报警、指示及切断总电源的功能。
（5）可调直流稳压电源：提供2路0～30V、1A连续可调稳压电源，自动换档，程控及手动自由切换，从0.00V起调，电压稳定度＜3%，纹波电压＜1mV，调节精度1%，设有三位数字显示，具有短路保护和自动恢复功能。
（6）函数信号发生器（带频率显示）：输出正弦波、矩形波、三角波、锯齿波等；频率范围：正弦波：0.3Hz-200kHz，矩形波：0.3Hz-100kHz，三角波和锯齿波0.3-100kHz，频率计0.3Hz-3MHz。频率分辨率：1Hz时为10nHz，100MHz时为0.1Hz。本模块外采，具体型号为：麦创MFG-8216A。
（7）交流毫伏表：电压测试范围0.1mV~300V，测试精度<3；自动切换量程，四位LCD数字显示。测量频率响应范围：10Hz~2MHz，输入阻抗10MΩ，输入电容≤45pF
（8）功率因数表：内置高性能双通道输出显示的功率/功率因数表，此模块由单片机，高速高精度A/D转换芯片和全数显电路构成，通过键控、数显窗口实现人机交互。为了提高测量范围和测试精度，将被测电压、电流瞬时值的取样信号经A/D变换，采用专用单片机计算有功功率和无功功率。单相功率及三相功率精度为0.5级，电压范围为0～600V，电流测量范围为0～5A，可测量负载的有功功率、无功功率、功率因数及负载的性质等，还可以存贮、记录功率和功率因数的测试结果数据，并可逐组查询。通过两表法即可测量三相总功率，直接显示总功率。
3.4实训模块
3.4.1 电工基础
（1）电路基础模块（一）
实验内容：戴维南定理/诺顿定理、基尔霍夫定律/叠加定理、最大功率传输定理、电源等效变换。
（2）电路基础模块（二）
实验内容：变压器实验、互感实验、电流表量程扩展实验、双口网络/互易定理。
（3）三相电路模块
提供单相、三相负载电路，负载为三个完全独立的灯组，可连接成△和Y型两种三相负载线路，每个灯组均设有三个并联的白炽灯螺口灯座（每组设有三个开关控制三个负载并联支路的通断），可插九只白炽灯，各灯组设有电流插座。
通过实验学生可以掌握电压、线电流和相电压、相电流的测量方法，可研究三相负载作星形、三角形、对称、不对称、有中线、无中线情况下的电压电流关系，了解不对称负载星形连接时中线的作用，并可比较三相供电方式中三线制四线制的特点。
（4）元件库模块（一）
提供大功率电阻、电容、电感、二极管和四个精密多圈电位器。由学生按照实验指导书上提供的电路图，自己动手连接电路完成实验。
（5）元件库模块（二）
提供NPN和PNP型三极管、电流插孔、单刀双掷钮子开关、双刀双掷钮子开关、共地电容组、可变电阻箱。由学生按照实验指导书上提供的电路图，自己动手连接电路完成实验。
（6）受控源模块
实验内容：电压控制电压源VCVS、电压控制电流源VCCS、电流控制电压源CCVS、电流控制电流源CCCS、回转器及负阻抗变换器（四种受控源、回转器、负阻抗变换器的图形符号采用标准网络符号）。
（7）交流电路模块
实验内容：RC双T选频网络、RLC串联谐振电路、一阶二阶动态电路、串并联选频。
（8）功率因数表模块
此模块集成一块功率因数表，可以通过切换测量电压、电流、功率以及功率因数。
（9）滤波器模块
实验内容：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器、二阶有源带阻滤波器四个实验。
3.4.2 电子技术基础——模拟电路部分
（1）直流电源输出：五路输出（+5V/3A，-5V/0.5A，+12V/1A，-12/0.5A，+9V/0.5A）
（2）直流信号源：双路连续可调节，-12V～+12V
（3）低压交流电源：两路交流7.5V，15V输出
（4）三端稳压器：包括7905、7812、LM317及其组成的电路
（5）晶闸管：包括晶闸管B3CT3A及其组成的电路
（6）运放：包括uA741及其组成的各种电路
（7）可调电阻及晶体管阻容元件：提供常见的可调电阻及晶体管阻容元件
（8）功率放大：包括晶体管组成的功率放大电路和集成功率放大器组成的电路两部分
（9）差动放大：恒流源部分和差分对管部分分开设计,可以另做长尾式差动放大实验
（10）恒温控制：通过连线组成闭环电路，实现恒温控制过程
（11）A/D转换：包括ADC0809及其组成的电路，可以通过手动连线的方式完成，也可以通过实训台自带的上位机软件进行操作并观察转换结果
（12）D/A转换：包括DAC0832及其组成的电路，可以通过手动连线的方式完成，也可以通过实训台自带的上位机软件进行操作并观察转换结果
3.4.3 电子技术基础——数字电路部分
（1）正负输出单次脉冲：提供双路正负脉冲输出，每按一次输出一个正负脉冲
（2）三态逻辑测试笔：可测量和显示TTL电平的高电平、低电平和高阻态
（3）逻辑电平开关：16个拨位开关，8个按键开关
（4）逻辑电平显示：16个指示灯
（5）点阵：8×8点阵1个
（6）喇叭：提供带LM386功放的喇叭1个
（7）数码管：不带译码共阴数码管2只，共阳数码管2只，带译码的共阴数码管2只，共阳数码管2只
（8）元件库和元器件转接口：提供常见的元器件和阻容、晶体管元件转接口。提供10K，100K两个多圈精密电位器，另外还有一个波段开关可供选用。
（9）DIP插座：提供19个军品插座，其中8PIN的2个，14PIN的5个，16PIN的4个，20PIN的2个，40PIN的1个

4 实训内容

4.1 电工基础部分
（1） 常用电工仪表的使用及减小仪表测量误差的方法  
（2） 常用电路元件的简易测试          
（3） 电路元件伏安特性的测定          
（4） 电路基本测量                   
（5） 基尔霍夫定律的验证              
（6） 叠加原理                       
（7） 互易定理                      
（8） 戴维南定理与诺顿定理           
（9） 电压源与电流源等效变换及最大功率传输定理   
（10） 受控源特性研究                 
（11） 典型电信号的观察与测量         
（12） RC一阶电路的响应及其应用  
（13） 二阶动态电路的响应及其测试  
（14） R、L、C元件阻抗特性的测定   
（15） 交流电路等效参数的测定（三表法）
（16） 正弦稳态交流电路的研究        
（17） 日光灯电路及功率因数的提高      
（18） RC电路的频率响应及选频网络特性测试 
（19） RLC串联谐振电路                    
（20） 双口网络研究                        
（21） 互感电路实验                       
（22） 单相铁心变压器特性的测试           
（23） 三相交流电路的研究及相序的测量
（24） 三相电路功率的测试                 
（25） 负阻抗变换器及其应用                
（26） 回转器及其应用                 
（27） 仪表量程的扩展设计           
（28） 有源滤波器                   
4.2 模拟电路部分

（29） 差动放大
（30） 晶体管共射极单管放大器
（31） 晶体管两级放大器
（32） 场效应管放大器
（33） 负反馈放大器
（34） 射极跟随器
（35） 晶闸管可控整流电路
（36） RC正弦波振荡器
（37） LC正弦波振荡器
（38） 集成运算放大器指标测试
（39） 集成运算放大器的基本应用--模拟运算电路
（40） 集成运算放大器的基本应用— 波形发生器
（41） 集成运算放大器的基本应用信号处理—有源滤波器
（42） 集成运算放大器的基本应用—电压比较器
（46） 电压—频率转换电路
（47） D/A、A/D转换器
（48） 低频功率放大器—OTL功率放大器
（49） 低频功率放大器—集成功率放大器
（50） 直流稳压电源--晶体管稳压电源
（51） 直流稳压电源--集成稳压器
（52） 综合应用实验--波形变换电路

4.3 数字电路部分