Dispositivo de Experimento de Arrastre de Potencia Eléctrica Electrónica

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Dispositivo Experimental de Potencia Eléctrica para Electricistas y Electrónica JYDG-1B

1. Función
1. Este dispositivo puede proporcionar alimentación de CA, alimentación de CC de bajo voltaje, fuentes de corriente constante ajustables, generadores de señales de función (incluidos contadores de frecuencia), fuentes controladas, instrumentos de medición de CA/CC (voltaje, corriente, potencia, factor de potencia), varios módulos enchufables experimentales, motores, etc., según sea necesario para los experimentos.
2. Capaz de completar experimentos como superposición, teorema de Thevenin, redes de dos puertos, resonancia, selección de frecuencia y circuitos de primer y segundo orden en "Ingeniería Eléctrica Básica" e "Ingeniería Eléctrica".
3. Capaz de completar experimentos en "Análisis de Circuitos" e "Ingeniería Eléctrica" como monofásicos, trifásicos, lámparas fluorescentes, transformadores, inductores mutuos y medidores de electricidad.
4. Capaz de completar experimentos de curso como "Control de Motores," "Control de Relés y Contactores," y "Accionamiento Eléctrico."
5. Capaz de completar experimentos como "Circuitos Digitales", "Circuitos Analógicos" y "Accionamiento Eléctrico".
2. Rendimiento técnico
1. Potencia de entrada: Trifásica de cuatro hilos (o trifásica de cinco hilos) 380V±10% 50Hz
2、Entorno de Trabajo: Temperatura -10℃～+40℃ Humedad Relativa < 85% (25℃) Altitud < 4000m
3、Dimensiones totales: 167×73×153cm3
4、Capacidad del equipo: <1.5KVA
III. Equipo del Dispositivo
El equipo se compone principalmente de un panel de control de instrumentos de alimentación, una mesa experimental, gabinetes colgantes experimentales y un motor de inducción trifásico de jaula de ardilla.
(1) Pantalla de Control de Instrumentos de Potencia JYDG-01
La pantalla de control tiene una estructura de hierro con recubrimiento en polvo texturizado mate de doble capa con un panel de aluminio. Proporciona alimentación de CA, alimentación de CC, fuentes de corriente constante, fuentes controladas, fuentes de señal CNC y varios instrumentos de prueba para el experimento. Las funciones específicas son las siguientes:
1、Placa de control principal
1.1 Fuente de alimentación de CA ajustable continuamente para trifásica 0-450V y monofásica 0-250V. Equipada con un autotransformador de acoplamiento coaxial trifásico, con una especificación de 1.5KVA/0-450V, superando muchas desventajas de usar tres reguladores de voltaje monofásicos compuestos por estructuras de cadena o engranajes. La salida de la fuente de alimentación de CA ajustable está equipada con tecnología de protección contra sobrecorriente, que puede proteger automáticamente contra sobrecorriente entre fases, línea a línea y cortocircuitos directos, superando el problema de reemplazar fusibles. Equipada con tres voltímetros de CA de tipo puntero, que pueden indicar por separado el voltaje de la red trifásica y el voltaje de salida regulado trifásico mediante un interruptor selector.
1.2 Proporciona dos canales de fuentes de alimentación de CC reguladas de bajo voltaje 0.0～30V/1A continuamente ajustables, equipadas con un voltímetro digital para indicar el voltaje de salida, estabilidad de voltaje ≤0.3%, estabilidad de corriente ≤0.3%, con protección de apagado suave contra cortocircuitos y función de recuperación automática.
1.3 Proporciona una fuente de corriente constante continuamente ajustable de 0 a 500 mA, con tres rangos: 2 mA, 20 mA y 500 mA. La estabilidad de carga es ≤ 5 × 10⁻⁴, y la tasa de variación nominal es ≤ 5 × 10⁻⁴. Equipado con un miliamperímetro digital de CC para indicar la corriente de salida, y cuenta con funciones de protección contra circuito abierto y cortocircuito en la salida.
1.4 Equipado con una lámpara fluorescente de 220V/30W para iluminación experimental; también equipado con un tubo de lámpara fluorescente de 220V/30W, con sus cuatro extremos expuestos para uso experimental.
1.5 Gestor de Experimentos: Tiene funciones como establecer el tiempo del experimento, alarmas temporizadas y corte de energía; también puede registrar y distinguir automáticamente las alarmas de fuga, alarmas de rango excesivo del instrumento, etc., causadas por errores de cableado u operativos.
1.6 Equipado con un voltímetro digital AC de valor eficaz real, rango de medición 0～500V, juicio automático de rango y cambio automático, clase de precisión 0.5, pantalla de tres dígitos y medio.
2、Placa de Función de Fuente de Señal
Frecuencímetro: Pantalla digital de 6 dígitos, rango de medición 1Hz～10MHz, para medición externa e indicación de frecuencia de fuente de señal incorporada.
Rango de frecuencia de la fuente de señal: 0.2Hz～2MHz, dividido en siete niveles.
Formas de onda de salida: Onda sinusoidal, onda triangular, onda cuadrada, onda de pulso, onda de rampa y onda sinusoidal de 50 Hz
Ajuste del ciclo de trabajo: 20%～80%
Amplitud de salida: 20Vp-p (carga de 1MΩ), 10Vp-p (carga de 50Ω)
Protección de salida: Protección contra cortocircuitos, soporta voltaje de entrada ±35V (1 minuto).
Pantalla de amplitud: LED de tres dígitos
Potencia de salida: ≥10W; Rango de frecuencia (ancho de banda de 3dB): 20KHz (onda cuadrada, onda triangular, onda sinusoidal)
3、Tablero de Funciones de Instrumento y Fuente Controlada
3.1 Voltímetro Digital AC Inteligente
1 unidad de Voltímetro Digital AC, diseñado con un nuevo convertidor RMS de alto rendimiento de valor eficaz verdadero fabricado por Analog Devices Inc. y una unidad MPU de alta velocidad. Presenta un modo de control de función de diálogo hombre-máquina logrado mediante control por teclas y una ventana de visualización digital. Tiene rangos automáticos y manuales. Rango de medición: 0-500V, Rango de frecuencia: 10Hz-20Hz. Los rangos manuales son: 10V, 100V, 500V. La precisión de medición es de clase 0.5. Tiene funciones de almacenamiento y consulta de datos.
3.2 Amperímetro Digital AC Inteligente
1 juego de amperímetro digital de CA, diseñado con un nuevo convertidor RMS verdadero de alto rendimiento RMS fabricado por Analog Devices Inc. y una unidad MPU de alta velocidad. Cuenta con modos de control de función de diálogo hombre-máquina implementados mediante control por teclas y una ventana de visualización digital. Tiene rangos automático y manual, con un rango de medición de 0-5A y un rango de frecuencia de 10Hz-20Hz. Los rangos manuales son: 100mA, 1A, 5A. La precisión de la medición es de nivel 0.5. Tiene funciones de almacenamiento y consulta de datos.
3.3 Voltímetro Digital DC: Diseñado con un convertidor AD de alto rendimiento de la empresa ICL y una unidad MPU de alta velocidad. Cuenta con modos de control de función de diálogo hombre-máquina implementados mediante control de teclas y una ventana de visualización digital. Tiene rangos automáticos y manuales. Rango de medición: 0-200V. Los rangos manuales son: 2V, 20V, 200V. La precisión de medición es de clase 0.5. Incluye funciones de almacenamiento y consulta de datos. Tiene funciones como alarma de sobre-rango, indicación y corte total de energía.
3.4 Miliamperímetro CC Digital: Diseñado con un convertidor AD de alto rendimiento de la empresa ICL y una unidad MPU de alta velocidad. Cuenta con modos de control de función de diálogo hombre-máquina implementados a través de control por teclas y una ventana de visualización digital. Tiene rangos automáticos y manuales. Rango de medición: 0-2000mA. Rangos manuales: 20mA, 200mA, 2000mA. Precisión de medición: Clase 0.5. Incluye funciones de almacenamiento y consulta de datos. Cuenta con funciones de alarma de sobrealcance, indicación y desconexión total de potencia.
3.5 Dos canales de fuente controlada, CCVS y VCCS. Encienda el interruptor de encendido y los dos canales de fuente controlada, CCVS y VCCS, comenzarán a funcionar. Realizando las conexiones adecuadas, se pueden obtener las funciones de las fuentes controladas VCVS y CCCS. Además, también hay dos canales de fuente de alimentación regulada de CC de ±12 V con luces indicadoras.
4. Métodos específicos para colgar adornos en la pantalla de control
El lado derecho frontal de la pantalla de control tiene un gran hueco que mide 74 × 48.5 cm², en el que caben dos cajas colgantes grandes y una caja colgante pequeña. Hay seis pernos en los bordes superior e inferior del hueco. Las cajas colgantes grandes se montan en los lados izquierdo y derecho, y la caja colgante pequeña se monta en el medio. Las cajas colgantes se fijan a la pantalla de control con tuercas, lo que facilita su instalación, extracción y transporte.
(II) Mesa Experimental JYDG-02
El banco de laboratorio tiene una estructura de hierro de doble capa con recubrimiento en polvo texturizado mate. La superficie de trabajo está hecha de tablero de alta densidad ignífugo, impermeable y resistente al desgaste. Hay dos cajones grandes (con cerraduras) a la izquierda y a la derecha para guardar herramientas y documentos. En el lado derecho se proporciona un estante extraíble para colocar un osciloscopio.
(III) Vivienda del Componente Experimental
1、 Caja de Experimentos de Circuitos Básicos JYDG-03
Proporciona experimentos como las Leyes de Kirchhoff (con tres puntos de falla típicos que se pueden configurar), el Teorema de Superposición (con tres puntos de falla típicos que se pueden configurar), el Teorema de Thevenin, el Teorema de Norton, Redes de Dos Puertos, el Teorema de Reciprocidad, Circuitos Resonantes en Serie con R, L, C (L usando inductor de núcleo de aire), Circuitos Selectivos en Frecuencia con R, C en Serie y Paralelo, y Circuitos Dinámicos de Primer y Segundo Orden. Todos los componentes experimentales están completos, las unidades experimentales están claramente aisladas, los circuitos experimentales están completos y claros, combinando experimentos de verificación con experimentos de diseño.
2、Caja de Experimentos de Circuitos de CA JYDG-04
Proporciona experimentos para circuitos de carga monofásicos y trifásicos, lámparas fluorescentes, transformadores, inductores mutuos y medidores de energía eléctrica. La carga consta de tres grupos de lámparas completamente independientes, que se pueden conectar para formar circuitos de carga trifásicos en Y o △. Cada grupo de lámparas está equipado con tres portalámparas incandescentes en paralelo (cada grupo tiene tres interruptores para controlar el encendido/apagado de las tres ramas de carga paralelas) y puede alojar nueve lámparas incandescentes de menos de 60W. Cada grupo de lámparas está equipado con enchufes de corriente; los componentes experimentales para lámparas fluorescentes incluyen un balasto de 30W, condensadores (1uF/500V, 2.2uF/500V, 4.7uF/500V), arrancadores y botones de cortocircuito; un juego de bobinas de inducción mutua, que se montan temporalmente durante el experimento. Dos bobinas de núcleo de aire, L1 y L2, están montadas en un marco deslizante, lo que permite ajustar la distancia entre las dos bobinas y posibilita colocar la bobina pequeña dentro de la bobina grande. Está equipado con un núcleo de hierro grande, un núcleo de hierro pequeño y una varilla de aluminio no magnética; un medidor de energía eléctrica, con especificaciones 220V, 3/6A, se monta temporalmente durante el experimento. Sus líneas de alimentación y líneas de carga ya están conectadas a los terminales del bloque de terminales del medidor de energía eléctrica para una experimentación conveniente; un transformador de núcleo de hierro (50VA, 36V/220V), con fusibles tanto en el lado primario como en el secundario para facilitar la prueba de corriente, se puede utilizar para experimentos como determinar la polaridad de los devanados primario y secundario del transformador y aplicaciones de transformadores.
3、Caja de Componentes JYDG-05
Equipado con tres juegos de condensadores de alto voltaje (uno de 1uF/500V, uno de 2.2uF/500V y uno de 4.7uF/500V), utilizados para experimentos de corrección del factor de potencia; proporciona varios componentes requeridos para los experimentos, como resistencias, diodos, diodos emisores de luz, diodos Zener, potenciómetros y bombillas de 12V, así como una caja de resistencias ajustables decimales con un rango de resistencia de 0～99999.9Ω/2W.
4、Medidor Inteligente de Potencia y Factor de Potencia Monofásico JYDG-06
Diseñado con un DSP dedicado de 24 bits, un convertidor AD de alta precisión de 16 bits y una unidad MPU de alta velocidad, cuenta con un modo de control de función de diálogo hombre-máquina implementado a través de control por teclas y una ventana de visualización digital. El software adopta un concepto de diseño RTOS y está equipado con software de monitoreo para PC para mejorar las capacidades analíticas. Puede medir la potencia y el factor de potencia de un circuito. La precisión de la medición de potencia es Clase 1.0, el rango de medición del factor de potencia es 0.3-1.0, y los rangos de voltaje y corriente son 450V y 5A, respectivamente. Puede identificar automáticamente la naturaleza de la carga (inductiva muestra "L", capacitiva muestra "C", puramente resistiva no muestra nada) y puede almacenar datos de medición para consultarlos en cualquier momento (随时查阅 - 随时查阅 significa "consultar en cualquier momento").
5、JYDG-09 Multímetro Digital de AC de Valor Eficaz Real
Capaz de medir con precisión el valor RMS de varias formas de onda complejas, rango de prueba de voltaje 0.2mV～600V (RMS), la precisión básica de prueba alcanza ±1%, rango dividido en cinco engranajes: 200mV, 2V, 20V, 200V, 600V, conmutado por interruptor de tecla directa, pantalla digital de tres dígitos y medio, cada engranaje tiene alarma de sobrealcance, indicación y función de corte total de la fuente de alimentación. Rango de prueba de frecuencia 10Hz～600KHz, impedancia de entrada 1MΩ, capacitancia de entrada ≤30pF.
6、Fuente Controlada JYDG-10 (4 canales), Rotador, Convertidor de Impedancia Negativa
Proporciona módulos experimentales como fuente de voltaje controlada (CCVS), fuente de corriente controlada (VCCS), fuente de voltaje controlada (VCVS), fuente de corriente controlada (CCCS), girador y convertidor de impedancia negativa. Los cuatro grupos de fuentes controladas, el girador y el convertidor de impedancia negativa utilizan todos símbolos de red estándar.
7、Colgante de Experimento de Circuito Digital, Circuito Analógico JYDG-11
Proporciona una fuente de alimentación estabilizada con cuatro canales (±5V/0.5A; ±15V/0.5A, todos con protección contra cortocircuitos y funciones de recuperación automática), una fuente de alimentación de CA de bajo voltaje (un punto de conexión cada uno para 0V, 6V, 10V, 14V y dos puntos de conexión para el punto central 17V), una pantalla decodificadora decimal de cuatro dígitos, dos juegos de interruptores DIP, interruptores lógicos de 8 bits, indicadores de nivel lógicos de 8 bits, lápices lógicos de tres estados, un generador de pulsos únicos, un altavoz, una bobina osciladora, botones, rectificadores de puente, potenciómetros, etc. Además, también se proporcionan algunos zócalos de circuito integrado de pines redondos de alta fiabilidad (8P 2 piezas, 14P 3 piezas, 16P 4 piezas, 28P 1 pieza, 40P 1 pieza) y tubos de cobre largos plateados fiables (para insertar resistencias, condensadores, potenciómetros, transistores, etc.). La caja colgante experimental está equipada con: ① Placa experimental de amplificador de retroalimentación negativa de amplificador de un solo transistor de emisor común, ② Placa experimental de seguidor de emisor, ③ Placa experimental de oscilador de onda sinusoidal RC, ④ Placa experimental de amplificador diferencial, ⑤ Placa experimental de amplificador de potencia OTL, un total de cinco placas y varios componentes discretos. Se pueden realizar experimentos utilizando cableado fijo o combinaciones flexibles de componentes discretos, lo que es beneficioso para mejorar las habilidades prácticas de los estudiantes.
8、Control de Relé y Contactor JYDG-15
Proporcione dos relés intermedios, un relé de sobrecarga térmica, tres fusibles, tres interruptores de transferencia, un pulsador, cuatro interruptores de límite y una lámpara de señalización, cada uno con su portafusibles. Los terminales de trabajo de todos los componentes se han llevado al panel para el cableado experimental.
9、 Control de Relé y Contactor JYDG-17
Proporcione tres contactores de CA (voltaje de bobina 380V), un relé de sobrecarga térmica, un relé temporizador electrónico (retardo al encendido, voltaje de operación 380V), un juego de transformadores (220V/26V/6.3V), circuitos rectificadores y resistencias de frenado energético (10Ω/25W), y tres botones iluminados (uno de cada color: amarillo, verde y rojo). Lleve los terminales de trabajo de cada componente al panel para el cableado experimental.
10、Cables de conexión experimentales
Según las características de los diferentes proyectos experimentales, se equipan dos cables de conexión experimental diferentes. La sección de alto voltaje utiliza un cable de conexión de enchufe tipo pistola de estructura encamisada de alta fiabilidad (sin posibilidad de descarga eléctrica), con alambres de múltiples hilos de cobre libre de oxígeno tan finos como un cabello en su interior, logrando una superflexibilidad. Está recubierto con una capa aislante de nitrilo y cloruro de polivinilo, que tiene ventajas como flexibilidad, resistencia a altas presiones, alta resistencia, resistencia al endurecimiento y buena tenacidad. El enchufe utiliza componentes de cobre sólido con clips de resorte de cobre-berilio, asegurando un contacto seguro y fiable; la sección de bajo voltaje utiliza un cable de conexión de estructura expuesta de cobre-berilio elástico. Ambos tipos de cables solo pueden insertarse en los enchufes correspondientes con agujeros internos coincidentes y no se pueden mezclar, mejorando en gran medida la seguridad y la racionalidad del experimento.
IV. Lista de configuración (por unidad)

V. Proyectos Experimentales Básicos
(I) Proyectos de Experimentos de Ingeniería Eléctrica

(II) Proyectos de Experimentos de Circuitos Digitales:

…
Diseñar y desarrollar circuitos experimentales de forma independiente.
(III) Experimentos de Circuitos Analógicos
Los experimentos se realizan utilizando una combinación flexible de cableado fijo y componentes discretos.
1. Los experimentos con placa de circuito fijo incluyen:
（1）Experimento de Amplificador de una Sola Etapa de Emisor Común con Retroalimentación Negativa
(2) Experimento de Límite de Seguidores
(3) Experimento del Oscilador de Onda Sinusoidal RC
(4) Experimento del Amplificador Diferencial
(5) Experimento de Amplificador de Potencia OTL
2. Se pueden usar componentes discretos para completar: amplificación de un solo tubo, rectificación, filtrado, regulación de voltaje, amplificador operacional, onda completa controlable y experimentos interesantes. También se pueden desarrollar otros proyectos experimentales utilizando esta plataforma.
(IV) Experimento de Accionamiento Eléctrico

VI. Ventajas Principales y Sistema de Protección de Seguridad del Equipo
1. Entrada de alimentación trifásica de cuatro hilos (o trifásica de cinco hilos), la alimentación principal se controla mediante un interruptor de llave trifásico, equipado con fusibles trifásicos con indicadores como indicación de pérdida de fase.
2. La alimentación del panel de control se controla mediante un contactor a través de los botones de arranque y parada.
3. La fuente de alimentación de CA trifásica es continuamente ajustable de 0 a 450 V, y la fuente de alimentación de CA monofásica es continuamente ajustable de 0 a 250 V. Está equipada con un autotransformador de enlace coaxial trifásico (1,5 KVA) para satisfacer mejor los requisitos de los experimentos de enseñanza.
4. La pantalla está equipada con un dispositivo de protección contra fugas tipo voltaje. Si hay una fuga dentro de la pantalla de control o en la salida de alto voltaje, se activará una alarma y se cortará la alimentación principal para garantizar la seguridad del experimento.
5. El panel está equipado con un dispositivo de protección contra fugas tipo corriente. Si hay una fuga en el panel de control y la corriente de fuga excede un cierto valor, la fuente de alimentación se cortará.
6. El lado secundario del regulador de voltaje trifásico en el panel está equipado con un dispositivo de protección contra sobrecorriente. Si la salida del regulador de voltaje se cortocircuita o la carga es demasiado grande y la corriente excede el valor establecido, el sistema emitirá una alarma y cortará la alimentación principal.
7. El instrumento de medición tiene alta precisión y adopta modos de puntero de espejo de precisión (con alarma de sobreescala), digital, inteligente y de diálogo hombre-máquina, lo que se ajusta a la dirección de desarrollo de los instrumentos de medición modernos.
8. Varias fuentes de alimentación e instrumentos tienen todas funciones de protección fiables.
9. Los cables de conexión y los enchufes experimentales tienen diferentes estructuras, lo que garantiza un uso seguro, fiable y a prueba de golpes.