互联网+虚实结合电工技术实验平台

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技术文章

作者：管理员发布时间：2024-04-10 10:11:38

互联网+虚实结合电工技术实验平台随着网络技术的发展:“互联网”教育已经引领了教育变革的新浪潮，电工实训课程教学中也尤其需要利用网络资源进行创新。改革电工实训课程的第一步就是对课程设置进行创新，可以考虑针对电气工程、电子工程等相关专业总体课程要求及本课程实际情况等综合因素进行调整。加强理论与实践的融合，注重“学以致用”，使学生在实践中掌握所学的理论知识和技能，更好地适应企业需求。
一、总体要求
（1）主要由电源仪器模块箱、铝型材实验桌、实验挂箱、仪器仪表等组成。实验平台配置有网络监控功能，用户可直接观测实验台仪表数据变化。实验桌桌面为防火、防水、耐磨25mm厚高密度板，采用四个工业铝型材立柱为支撑，立柱端部可安装调节脚，方便高度调节，主体结构通过左、右各2个C字形铝压成型构件联接，台面高度约800mm，桌面板下设支撑框架，截面尺寸为30×30mm，承受力不少于300kg。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，端部配套塑料堵头，槽内适用工业铝型材通配螺母及配件。C字形铝压成型构件为左、右对称件，外形约160×166×70mm，采用压铸成型工艺，经机加工、抛丸、喷砂，表面橙色静电喷涂工艺。
二、技术性能要求
1、输入电源：三相四线(或三相五线)380V±5% 50Hz，上限电流不超过16A；
2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m；
3、外形尺寸约为：160cm×154cm×70cm（长×高×宽）；
4、实验台存储柜，采用圆弧卷边冷冲压钣金一体成型，封闭式结构，表面静电喷涂，外形尺寸：约宽450x深550x高705（mm），总重量≥31kg；柜体四边圆弧设计：R=30mm，柜体边框总厚度≤2.5mm；配有承重型卡扣式三节轨，导轨承重量≥30kg，抽屉把手采用卡套式钣金卷边工艺，把手尺寸≥440x45x18mm，抽屉采用联体锁设计，底部配有4个1.5寸万向带刹车脚轮。
三、配置要求
1、交流电源模块：需提供三相固定380V交流电源，面板上设有启动、停止按钮，配备一台三相同轴联动自耦调压器，规格为1.5KVA/0～450V，系统内置一套"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。投标文件中需提供符合实验室智慧用电安全控制系统详细介绍及云端系统控制系统。
智能电气遥控柜（共配1套）：
（1）控制柜集成最多60路交流接触器控制。每一路控制模式分为手动、自动两种模式；
手动模式：使用机柜表面的旋钮进行控制；
自动模式：使用遥控器和触摸屏进行控制；
（2）遥控器采用15键射频遥控器，实现单路独立控制，电源全开、电源全关、两组自定义控制
（3）集成10.4寸触摸屏
a单路独立控制，电源全开、电源全关、两组自定义控制
b执行动作前语音播放，可启用可关闭
c可以设置按键声音开关、延时控制时间、自定义控制组合
（4）具有语音播报功能，音量可以调节，可以外接音响；
（5）可以通过通讯口扩展电量采集模块，实时显示实训室用电状态；
2、直流电源：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。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。低压直流电源：±5V、±12V四路固定输出，每路均具有短路、过流保护及自动恢复保护功能。
3、智能交流仪表
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。
3）智能功率、功率因数表：
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、智能直流仪表
4）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。
5）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）电路基础模块（一）
提供电阻、电感、电容、电路基础实验模块和故障按键（3个）等，完成叠加定理、基尔霍夫定律、戴维南定理、诺顿定理、电压源与电流源的等效变换、一阶、二阶电路过渡过程的研究、RLC串联谐振电路的研究等实验。
7）电路基础模块（二）
提供各种功率电阻、灯泡（12V/0.1A）、稳压管（2CW51）、二极管、电位器（1k/2W、10k/2W、100k各一只）、电阻箱（0～9Ω/2W、0～90Ω/2W、0～900Ω/2W、0～9000Ω/2W各一组）等。
8）交流电路模块（一）
提供铁芯变压器一只（50VA、36V/220V）、电流插座等，原、副边均设有保险丝及电流插座，方便测试并能可靠保护防止变压器损坏。
9）交流电路模块（二）
提供0.22uF/500V、0.47uF/500V、1uF/500V（三只）、2.2uF/500V、4.7uF/500V高压电容、镇流器、启辉器、日光灯等，高压电容可通过钮子开关控制，完成日光灯电路连接和功率因数提高实验。
10）交流电路模块（三）
提供四组负载和四组独立的电流插座。每组负载由两个独立的白炽灯螺口灯座组成(每组设有一个开关与一个电流插座)。可插60W以下的白炽灯八只。能够完成三相交流电路实验。
11）实验导线
根据不同实验项目的特点，配备不同规格的实验连接线；强电和弱电导线均采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能）；两种导线都只能配合相应内孔的插座，不能混插。
四、可完成的实验项目
1、基本电工仪表的使用与测量误差的计算
2、减小仪表测量误差的方法
3、欧姆定律
4、叠加原理验证及其故障判断
5、基尔霍夫电压和电流定律验证及其故障判断
6、戴维南定理验证及其故障判断
7、诺顿定理验证及其故障判断
8、电压源外特性的测定
9、直流电阻电路故障的检查
10、二端口网络
11、互易定理
12、电容的充放电
13、最大功率传输条件测定
14、电位电压的测定及电路电位图的绘制
15、已知和未知线性与非线性电路元件伏安特性的测绘
16、一阶电路过渡过程的研究
17、二阶电路过渡过程的研究
18、RLC串联谐振电路的研究
19、功率因数提高
20、功率因数及相序的测量
21、用三表法测量交流电路等效参数
22、三相交流电路电压的测量
23、三相交流电路电流的测量
24、三相电路功率的测量
25、单相变压器参数测定及绕组极性判别