SBDG-103高性能电工电子技术及电拖综合实训装置

一、设备概述

高性能电工电子技术及电拖综合实训装置支持电路分析、电工测量、电子设备检测、电路设计等基础能力的培养培训要求，以及自动化技术与应用、电气工程及自动化等自动化类专业继电接触器电气控制系统设计、开发与调试等基础能力的培养培训要求。

1、支持专业：主要支撑自动化技术与应用、电气工程及自动化等自动化类专业课程的实施，通过实训室中的实践操作，促进理论与实践的深度融合，提升学生的实际操作能力和问题解决能力，使学生能够更好地理解和应用所学知识。

2、课程教学：主要满足基础电子和电气大类专业《电工技术》《电路分析》《模拟电路》《数字电路》等课程和实践教学项目的实施。同时支撑自动化技术与应用、电气工程及自动化等自动化类专业《电机与电气控制技术》《电气控制系统集成》《电工-职业技能等级认定培训》《电气制图》等课程和实践教学项目的实施。同时也支撑机器人技术专业相关拓展课程的实施。

二、设备特点

1、装置工程性：所有实验器件全部安全可视，学生可直观真实器件及其工作状态的变化，检查故障方便。使教育培训最大程度的贴近工程实际运用状态。带标准符号印刷的器件积木，使得符号与器件一一对应，同时实现线路直观，查故方便。

2、装置安全性：实验装置采用国家低压电器安全保护的有关规定的器件，以保证学生的人身安全和实验的设备安全，强弱电分开，导线具有防插错设计。强电器件（110V 以上）和相关接插件没有任何带电接点外露。除常规的安全保护外，装置还需具备：强电器件和相关接插件没有任何带电接点外露，采用非金属材质面板。

3、装置开放设计性：实验电路不固化，可任意设计、组合、搭建实验电路。基本器件的模块化特点使得本装置不会随新技术、新课题的发展而淘汰，只需增加核心新部件即可扩展完成新课题的实训，并能实现强-弱电之间、交叉课程之间的互联，与相应软、硬件技术的发展而同步升级。

4、器件结构：采用独立式积木器件结构，能够灵活组合搭建实验电路；结合国际化创新设计要求，把所有弱电实训元器件独立设计，元器件和符号一一对应，有助于培养学生动手能力。

5、设备可靠性：特殊工艺的积木式连接部件及接插件保证不低于 10 万次工作寿命，确保各触点的接触电阻小于 10-6Ω。超软优质铜芯线。

三、设备组成及结构

实验台（桌）整台装置轻便、灵活、可靠。实验装置支架与实验桌组合灵活、拆装方便。支架采用 L 形设计，双层铝合金结构， 可放置 A4 纸及 A4 成倍尺寸规格的模块。各实验模块可根据实验需求自由组合放置。为提高实验台利用效率，方便学生自主实验，实验台桌面可使用宽度大于 600mm 。

1、实训桌

实验桌规格为1500（长）*800（宽）*1560（高），实验桌主体结构全部采用高性能表面氧化的铝型材及一次成型铝压铸框架连接构件，连接构件采用压铸成型工艺（非焊接工艺），经机加工、抛丸、喷砂、表面静电喷涂工艺，安装方便、快捷，用户可自行DIY组装。桌体立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部配套模具成型塑料堵头。桌面采用25mmE1级三聚氰胺饰面板，桌面板下设支撑框架，承受力不少于200kg。

★要求实训桌正面装配与桌面自成一体的保护挡板，要求挡板由内部模具成型的高强度铝合金和注塑成型的PVC外套组成，要求挡板具有防实验用品滑落、防尘、耐腐蚀特性，确保实验安全与设备保护。挡板拆卸、安装方便，便于日常维护与清洁。

实验桌上设有L型支架，配上特制拉模成型的带滑槽横梁铝型材组成实训屏，两层设计，实训挂箱实训屏上实训时上下方便，左右移位自如。L型支架顶部设有日光灯管安装保护罩。

2、储物柜

配备储存柜，放置透明创新电工电子实验模块，电工电子实验模块安插在高强度压模而成珍珠绵盒中。储存柜底部4只高强度万向可制动PU脚轮，方便移动。

3、实训挂箱

（1）三相交流电源模块

提供三相380V交流电源，交流电源配套有智慧电源管理系统，模块的供电由启、停按钮进行控制，同时配有一只急停按钮，便于切断电源。

4、实验室智慧用电安全控制系统

智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能；电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。

智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止。

（2）单相调压器、变压器模块

单相交流输出电压：0～250V 可调，0～36V可调，电流 2A；带隔离变压器。带有过载和漏电保护。

（3）直流电源模块

提供双路直流程控电源:采用DAC加MOS管恒流输出，每路输出0-30V/2A，电压稳定度≤0.3%，电流稳定度≤0.3%，有短路、过流自动保护功能，设有短路软截止自动保护和自动恢复装置。2.8寸TFT液晶屏显示输出电压、输出电流、负载电压和负载电流，并且具有恒流提醒功能。采用EC11旋钮编码器调节输出电流和限位电流。

固定输出：直流电源：-12V、-5V，+5V，+12V，最大电流：1A 。

（4）恒流源、多功能表

一路0-500mA/12V恒流源:采用DAC加MOS管恒流输出，负载稳定度≤5×10-4 ，额定变化率≤５×10-4 。2.8寸TFT液晶屏显示输出电流值、限位电流和负载电流，且具有恒流提醒功能。采用EC11旋钮编码器调节输出电流和限位电流。

智能功率、功率因数表1只，功率测量精度0.5级，功率因数测量范围0.3-1.0，电压电流量程为450V和5A。六位数码显示有功功率、无功功率、总功率、功率因数、电压、电流、负载类型，负载类型：L、R、C。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化，上位机通讯功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、通信地址设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

（5）直流电压电流表模块

1）智能直流电压表1只:测量范围：0-1000V,设置1V/10V/100V/1000V四档量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化，上位机通讯功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、通信地址设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

2）智能直流电流表1只：测量范围：0-5A,设置10mA/500mA/5A三档量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化，上位机通讯功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、通信地址设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

（6）交流电压电流表模块

1）智能交流电压表1只:测量范围：0-1000V,设置1V/10V/100V/1000V四量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化，上位机通讯功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、通信地址设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

2）智能交流电流表1只：测量范围：0-5A, 设置10mA/500mA/5A三档量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化，上位机通讯功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、通信地址设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

（7）函数信号发生器模块

双通道函数/任意波形DDS信号发生器/频率计数

正弦波频率范围：0Hz - 2MHz

方形波频率范围：0Hz - 2MHz

三角波频率范围：0Hz - 2MHz

其它波形频率范围：0Hz - 2MHz

输出通道：一路主波形输出和一路主波形同步的TTL电平输出

输出波形：正弦波、方波（占空比可调）、三角波、升锯齿波、降锯齿波

输出幅度：≥10Vp-p(空载)

输出阻抗：50Ω±10%

直流偏置：±3V

方波占空比范围：1%~99%

TTL输出：

幅度：>3Vp-p

扇出系数：>20 TTL负载

TTL电平上升下降时间：≤20ns

频率计数器功能

计数范围：0-4294967295

测频范围：1Hz~60MHz

输入幅度：1Vp-p~20Vp-p

显示方式：LCD1602液晶英文显示

蜂鸣器提示功能：可通过程序设置开启或关闭

操作特性：全部按键操作，旋钮连续调节

（8）电度表、变压器模块

提供单相电度表1台，220V/36V（1.4A）单相变压器1只

（9）日光灯、电容模块

提供镇流器一只，启辉器一个，开关1个，高压电容3只。

（10）灯泡负载模块2块

提供螺口式灯座4只，最大电压 250V，最大电流4A.

（11）测电流插孔模块

提供四组电流测试点

（12）交流接触器模块3块

线圈额定电压 380V。最大电流 10A。动作时间：<0.1 秒。配有一组主触点，触点额定电压 680V，绝缘等级 IP06。配有两组辅助触点，每组一常开，一常闭，最大耐压 450V.

（13）时间继电器模块

电子式时间继电器，时间可调节，通过按钮配置，调节范围 1-60s。时间通过按钮按键方式调节。配有一组得电瞬时动作的触点，一常开，一常闭。一组得电延时触点，一常开，一常闭。时间调节及器件本身外露于模块面板上。

（14）热继电器模块

额定电压 650V，一组主触点。切断动作时间：<0.06s。

（15）按钮开关模块

一组三个按钮，红色、黄色、绿色。每个按钮一个常开触点，一个常闭触点。按钮不带锁定。触点最大耐压 600V。

（16）三相交流异步电动机

鼠笼式电机，额定功率 150W，转速 1450rpm。额定电压 380V/220V。三角形接法可以忍受 380V 直接连接。接线柱引出，可以通过短接桥插入，简单实现星形与三角形连接的切换。

4、九孔板及透明模块:

（1）九孔板：实验桌配有3块九孔万能插件板，九孔万能插件板即可放在桌面上实验与可安放在实验屏上进行实验：

1.每块万能插板：规格300×297 mm，孔径：Φ4mm，跨接间距：19mm、50mm和100mm等，连接孔接触电阻＜0.005Ω，最大电流l0A，分布电容1.5pF。

2.每块万能插板由三块核心板通过特殊卡扣琏接拼接成一个整体，每块核心板由上下二个部分组成，由ABS注塑成型，核心板中间装有6孔一组、9孔一组、18孔一组铜质模组，铜质模组要求是纯铜片通过机床冲压、铆接工艺加工而成，保证接触电阻。

3. 每块万能插板上边核心板有2路独立、每路18孔互通模块组成；万能插板中间核心板是由24组九孔互通单元模组构成； 万能插板下边核心板是由6组六孔互通单元模组构成。

4.每块万能插板背面由24组四孔互通单元模组构成。万能插板上下边沿厚度5mm，实验时万能插板即可放置实验屏导轨上操作，也可放置实验桌桌面上操作。

5.每块万能插板左右预留卡槽，可根据实验复杂程度通过卡扣多块每块万能板拼接一起使用。

（2）电工电路基本模块

电工电路基本模块配合万能插件板像搭积木一样的形式自由搭建电路；模块盒体透明，内装元件直观性好，盒盖印刷电路图防刮耐磨，符号美观清晰。元件盒盒体与盒盖采用较科学的压卡式结构，维修拆装方便。电子技术实验模块采用灯笼式插头，接触可靠。

元件盒插脚要求采用灯笼式插头而非采用香蕉插头（香蕉插头铜片易脱落且易变形，接触不良）：

四、产品特点

1.以独立的通用器件为最小积木式模块单元, 可灵活组合成不同课题、不同实验电路。其保留了面包板的动手能力强实验灵活的优势,克服了面包板接触不良不好操作的缺点。

2.实验模块盒体透明,学生可直观真实器件及工作状态的变化。独立元件模块符号标准、清晰,体积轻巧,布置灵活,节省空间。线路直观,查故方便。

3.随新技术,新课题的不断涌现,只需增加核心新部件既可完成新课题的实验,并实现强弱电之间、交叉课程之间的互联。

4.特殊工艺的积木式连接部件及接插件保证10万次工作寿命, 确保各触点接触电阻与 分布电容在正常范围内。

配置清单不少于：电阻 1Ω/2W 2 个，电阻 5.1Ω/2W 1 个，电阻 10Ω/2W 2 个，电阻 22Ω/2W 1 个，电阻 51Ω/2W 2 个，电阻 100Ω/2W 3 个，电阻 150Ω/2W 2 个，电阻 220Ω/2W 1 个，电阻 330Ω/2W 1 个，电阻 510Ω/2W 3 个，电阻 1KΩ/2W 3 个，电阻 1.5KΩ/2W 1 个，电阻 2.0KΩ/2W 2 个，电阻 3.0KΩ/2W 1 个，电阻 4.7KΩ/2W 1 个，电阻 10KΩ/0.5W 2 个，电阻 15KΩ/0.5W 2 个，电阻 33KΩ/0.5W 1 个，电阻 100KΩ/0.5W 2 个，电阻 150KΩ/0.5W 1 个，电位器 100KΩ/0.25W 1 个，电容 CBB 0.01μF/63V 2 个，23 电容CBB 1μF/63V 2 个，电解电容 10μF/35V 1 个，电解电容 100μF/35V 1 个，电解电容 1000μF/35V 1 个，无极性电容 220μF/70V1 个，电流插孔 3 个，白炽灯泡 12V/0.1A 1 个，灯座 M=9.3mm 1个，开关 双刀双向 2 个，线圈 500N 1 个，线圈 1000N 1 个，U 型铁芯U 型铁芯（小铁芯） 1 个，模块 15Ω/10W 电阻 1 个，模块 集成运放LM741(芯片外露) 1 个， 红色发光管 1 个，标准型导线 30cm 10 个，标准型导线 50cm 15 个，标准型导线 100cm 6 个，安全导线 0.5m 20个，安全导线 1m 16 个，短接桥 10 个，安全短接桥 30 个，示波器导线 一头 P8 一头 Q9 3 个，电流插孔导线 3 个，双枪导线 黑色 1 个，九孔方板 300*298mm 1 个，元器件储物盒2 个。

（3）模拟电路基本模块

以独立器件封装的塑盒结构为单一模块，元件参数外形与符号要求一一对应并可视，能配合九孔万能插件板自由搭建组合电路。九孔万能插件板可以挂式使用也可以置于桌面使用，所有弱电实训元器件独立设计，元器件和符号一一对应。所有接插件保证十万次插拔无故障。

配置清单不少于：电阻 2×19 100Ω/2W 1 个，电阻 2×19 510Ω/2W 1 个，电阻 2×19 2.0KΩ/2W 2 个，电阻 2×19 25KΩ/0.5W 1 个，电阻 2×19 100KΩ/0.5W 1 个，电阻 2×19 330KΩ/0.5W 2 个，电阻 2×19 1.0MΩ/0.5W 2 个，电容 CBB 2×19 0.01μF/63V 2 个，电解电容2×19 10μF/35V-CD 2 个，电位器 4×50 1.0KΩ/3W 1 个，二极管 2×19 二极管 1N4007 1 个，三极管 4×50 9013 1 个，三极管 4×50 90121 个，模块 4×100 两级交流放大电路 1 个，模块 4×100 负反馈放大电路 1 个，模块 4×100 差动放大电路 1 个，模块 4×100 OTL 功率放大电路 1 个，元器件储物盒 1 个。

（4）数字电路基本模块

以独立器件封装的塑盒结构为单一模块，元件参数外形与符号要求一一对应并可视，能配合九孔万能插件板自由搭建组合电路。九孔万能插件板可以挂式使用也可以置于桌面使用，所有弱电实训元器件独立设计，元器件和符号一一对应，所有接插件保证十万次插拔无故障。

配置清单不少于：14 芯锁紧式插座 6 个，16 芯锁紧式插座 6 个，24 芯锁紧式插座 1 个，七段显示器 2 个，10 位输入器 1 个，10 位输出器 1 个，集成芯片 1 组，元器件盘 2 个。方波发生器1 个：产生连续脉冲和单个脉冲。TTL 电平。连续脉冲频率范围 10-100kHz,频率调节精度 10%。

五、实训项目

（1）电工技术：

1.基本电工仪表的使用与测量误差的计算

2.减小仪表的误差方法

3.线性与非线性电路元件伏安特性的测绘

4.电位、电压的测定及电路电位图的绘制

5.基尔霍夫定律的验证

6.叠加原理的验证

7.电压源与电流源的等效变换

8.戴维南定理和诺顿定理的验证

9.受控源 VCCS、VCVS、CCVS、CCCS 的特性曲线

10.典型电信号的观察与测量

11.R-C 一阶电路响应测试

12.二阶动态电路的响应研究

13.R-L-C 元件的阻抗特性的测定

14.RC 串、并联选频网络特性测试

15.R-L-C 串联谐振电路的研究

16.RC 双 T 选频网络测试

17.三表法测量电路等效参数

18.三相交流电路电压、电流的测量

19.三相电路功率的测量

20.功率因数及相序的测量

21.日光灯功率因数的改善实验测试

（2）电子技术：

1.单级放大器

2.多级放大器

3.差分放大电路

4.推挽功率放大电路

5.负反馈放大电路

6.集成运算放大器构建同相放大器

7.集成运算放大器构建反相放大器

8.积分电路

9.微分电路

10.波形发生电路

11.晶体管特性测试仪设计

12.晶体管单管放大静态工作点动态演示

13.集成门电路功能的测试

14.组合逻辑电路设计

15.D触发器

16.RS 触发器

17.JK 触发器

18.移位寄存器

19.译码器

20.编码器

21.数据选择器

22.半加器和全加器

23.计数译码及显示电路

24.555集成定时器及应用

25.抢答器实验

26.电子秒表实验

（3）电机控制

1.三相异步电机点动控制实验

2.三相异步电机正反转控制实验

3.三相异步电机两地控制实验

4.三相异步电机星三角启动实验