FCDG-1電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置
一、概述
“FCDG-1型電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置"是本公司在總結(jié)國內(nèi)電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上采用成熟的技術(shù)推出的新型實(shí)驗(yàn)裝置，綜合了目前我國大學(xué)本科、專科、中專及職校“電路分析"、“電工基礎(chǔ)"、“電工學(xué)"、“電機(jī)控制"、“繼電接觸控制"及“電力拖動"等課程實(shí)驗(yàn)大綱的要求而研制，特別適用于高等院校現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新?lián)Q代，及中專、職校等新建或擴(kuò)建實(shí)驗(yàn)室，迅速開設(shè)實(shí)驗(yàn)課提供了理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
二、特點(diǎn)
1、綜合性強(qiáng) 綜合了目前國內(nèi)各類學(xué)校電類基礎(chǔ)課程的全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、適應(yīng)性強(qiáng) 實(shí)驗(yàn)的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)地結(jié)合。裝置積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，添加部件即可擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)。
3、整套性強(qiáng) 從儀器儀表、專用電源到實(shí)驗(yàn)連接專用導(dǎo)線等均配套齊全，儀器儀表的性能、精度、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。
4、一致性強(qiáng) 實(shí)驗(yàn)器件選擇合理、配套完整，使多組實(shí)驗(yàn)結(jié)果有良好的同一性，便于教師組織和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
5、直觀性強(qiáng) 本裝置采用整體與掛件相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，電源配置、儀表一目了然，各實(shí)驗(yàn)掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)簡便。
三、功能
1、本裝置可提供實(shí)驗(yàn)所需的交流電源、低壓直流電源、可調(diào)恒流源、函數(shù)信號發(fā)生器（含頻率計(jì)）、受控源、交直流測量儀表（電壓、電流、功率、功率因數(shù)）、各實(shí)驗(yàn)掛箱及電機(jī)等。
2、能完成“電工基礎(chǔ)"、“電工學(xué)"中的疊加、戴維南、雙口網(wǎng)絡(luò)、諧振、選頻及一、二階電路等實(shí)驗(yàn)。
3、能完成“電路分析"、“電工學(xué)"中的單相、三相、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實(shí)驗(yàn)。
4、能完成“電機(jī)控制"、“繼電接觸控制"及“電力拖動"等課程實(shí)驗(yàn)。
四、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相四線(或三相五線) 380V±10 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10+40 相對濕度＜85(25) 海拔＜4000m
3、外形尺寸：167×73×153cm3
4、裝置容量：＜
五、基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.基本電工儀表的使用與測量誤差的計(jì)算
2.減少儀表測量誤差的方法
3.線性與非線性電路元件伏安特性的測繪
4.電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制
5.基爾霍夫定律驗(yàn)證及故障判斷
6.疊加定理驗(yàn)證及故障判斷
7.電壓源與電流源的等效變換
8.戴維南定理的驗(yàn)證
9.諾頓定理驗(yàn)證
10.雙口網(wǎng)絡(luò)測試
11.互易定理驗(yàn)證
12.受控源VCCS、VCVS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)研究
13.典型電信號的觀察與測量
一階電路響應(yīng)的測試
15.二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究
、L、C元件阻抗特性的測試
串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)特性測試
、L、C串聯(lián)諧振電路的研究
19.用三表法測量交流電路等效參數(shù)
20.正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究
（日光燈功率因數(shù)提高實(shí)驗(yàn)）
21.互感實(shí)驗(yàn)
22.單相鐵心變壓器特性的測試
23.三相交流電路電壓、電流的測量
24.三相電路功率的測量
25.單相電度表的校驗(yàn)
26.功率因數(shù)及相序的測量
27.負(fù)阻抗變換器及其應(yīng)用
28.回轉(zhuǎn)器及其應(yīng)用
六、裝置的配備
裝置主要由電源儀器控制屏、實(shí)驗(yàn)桌、實(shí)驗(yàn)掛箱及三相鼠籠電機(jī)等組成。
(一)FCDG-01電源儀器控制屏
控制屏為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板。為實(shí)驗(yàn)提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源、數(shù)控信號源及各種測試儀表等。具體功能如下：
1、主控功能板
三相0450V及單相0250V連續(xù)可調(diào)交流電源。配備一臺三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器，規(guī)格為/0450V，克服了三只單相調(diào)壓器采用鏈條結(jié)構(gòu)或齒輪結(jié)構(gòu)組成的許多缺點(diǎn)。可調(diào)交流電源輸出處設(shè)有過流保護(hù)技術(shù)，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護(hù)，克服了調(diào)換保險(xiǎn)絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關(guān)可分別指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓輸出電壓。
提供兩路低壓穩(wěn)壓直流/1A連續(xù)可調(diào)電源，配有數(shù)字式電壓表指示輸出電壓，電壓穩(wěn)定度，電流穩(wěn)定度，設(shè)有短路軟截止保護(hù)和自動恢復(fù)功能。
提供一路0500mA連續(xù)可調(diào)恒流源，分2mA、20mA、500mA三檔，負(fù)載穩(wěn)定度5×10-4 ，額定變化率５×10-4 ，配有數(shù)字式直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開路、短路保護(hù)功能。
設(shè)有照明220V/30W日光燈一盞，供實(shí)驗(yàn)照明用；還設(shè)有220V/30W的日光燈燈管一支，將燈管的四個(gè)頭引出以供實(shí)驗(yàn)用。
實(shí)驗(yàn)管理器：具有設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區(qū)分由于接線或操作錯(cuò)誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
設(shè)有真有效值交流數(shù)字電壓表一只，測量范圍0500V，量程自動判斷、自動切換，精度級，三位半數(shù)顯。
2、信號源功能板
頻率計(jì)：6位數(shù)字顯示，測量范圍1Hz10MHz，作為外部測量和內(nèi)置信號源頻率指示。
信號源頻率范圍：，分七檔
輸出波形：正弦波、三角波、方波、脈沖波、斜波及50Hz正弦波
占空比調(diào)節(jié)：2080
輸出幅度：20Vp-p(1MΩ負(fù)載)、 10Vp-p(50Ω負(fù)載)
輸出保護(hù)：短路保護(hù)，抗輸入電壓±35V（1分鐘）
幅度顯示：三位LED
功率輸出：10W；頻率范圍(3dB帶寬)：20KHz(方波、三角波、正弦波)
3、儀表、受控源功能板
智能交流數(shù)字電壓表
交流數(shù)字電壓表1只，采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的新型高性能RMS真有效值轉(zhuǎn)換器，配以高速M(fèi)PU單元設(shè)計(jì)而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-500V，頻率范圍：10Hz-20Hz。手動量程為：10V、100V、500V。測量精度為級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。
智能交流數(shù)字電流表
交流數(shù)字電流表1只，采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的新型高性能RMS真有效值轉(zhuǎn)換器，配以高速M(fèi)PU單元設(shè)計(jì)而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-5，頻率范圍：10Hz-20Hz。手動量程為：100mA、1A、5。測量精度為級。具有數(shù)有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。
直流數(shù)顯電壓表一只，采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速M(fèi)PU單元設(shè)計(jì)而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-200V。手動量程為：2V、20V、200V。測量精度為級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。具有超量程報(bào)警、指示及切斷總電源等功能。
直流數(shù)顯毫安表一只，采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速M(fèi)PU單元設(shè)計(jì)而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-2000mA。手動量程為：20mA、200mA、2000mA。測量精度為級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。具有超量程報(bào)警、指示及切斷總電源等功能。
受控源CCVS、VCCS兩路，打開電源開關(guān)，CCVS、VCCS兩路受控源即可工作，通過適當(dāng)?shù)倪B接，即可獲得VCVS、CCCS受控源的功能。此外，還設(shè)有±12V兩路直流穩(wěn)壓電源，并有發(fā)光管指示。
4、控制屏掛置掛件的具體方法
控制屏正面右邊設(shè)有一個(gè)74× 的大凹槽，能容納兩個(gè)大掛箱和一個(gè)小掛箱。凹槽上、下邊各設(shè)有六個(gè)螺柱，左右兩邊掛置大的掛箱，中間掛置小的掛箱。掛箱與控制屏采用螺母固定，易于裝卸和運(yùn)輸。
(二)FCDG-02實(shí)驗(yàn)桌
實(shí)驗(yàn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設(shè)有兩個(gè)大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料。右邊設(shè)有放置示波器用的可拆卸擱板。
(三)實(shí)驗(yàn)組件掛箱
1、FCDG-03電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱
提供基爾霍夫定律（可設(shè)置三個(gè)典型故障點(diǎn)）、疊加原理（可設(shè)置三個(gè)典型故障點(diǎn)）、戴維南定理、諾頓定理、二端口網(wǎng)絡(luò)、互易定理、R、L、C串聯(lián)諧振電路（L用空心電感）、R、C串并聯(lián)選頻電路及一階、二階動態(tài)電路等實(shí)驗(yàn)。各實(shí)驗(yàn)器件齊全，實(shí)驗(yàn)單元隔離分明，實(shí)驗(yàn)線路完整清晰，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。
2、FCDG-04交流電路實(shí)驗(yàn)箱
提供單相、三相負(fù)載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實(shí)驗(yàn)。負(fù)載為三個(gè)獨(dú)立的燈組，可連接成Y或兩種三相負(fù)載線路，每個(gè)燈組均設(shè)有三個(gè)并聯(lián)的白熾燈羅口燈座(每組設(shè)有三個(gè)開關(guān)控制三個(gè)負(fù)載并聯(lián)支路的通斷)，可插60W以下的白熾燈九只，各燈組設(shè)有電流插座；日光燈實(shí)驗(yàn)器件有30W整流器、電容器（1uF/500V、/500V、/500V）、啟輝器及短接按鈕；互感線圈一組，實(shí)驗(yàn)時(shí)臨時(shí)掛上，兩個(gè)空心線圈L1 、L2 裝在滑動架上，可調(diào)節(jié)兩個(gè)線圈間的距離，并可將小線圈放到大線圈內(nèi)，配有大、小鐵棒各一根及非導(dǎo)磁鋁棒一根；電度表一只，規(guī)格為220V、3/6A，實(shí)驗(yàn)時(shí)臨時(shí)掛上，其電源線、負(fù)載線均已接在電度表接線架的接線柱上，實(shí)驗(yàn)方便；鐵芯變壓器一只（50VA、36V/220V），原副邊均設(shè)有保險(xiǎn)絲便于電流的測試，可進(jìn)行變壓器原、副繞組同名端判斷及變壓器應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)。
3、FCDG-05元件箱
設(shè)有三組高壓電容（每組1uF/500V、/500V 、/500V高壓電容各一只），用以改變功率因數(shù)實(shí)驗(yàn)；提供實(shí)驗(yàn)所需的各種元件，如電阻、二極管、發(fā)光管、穩(wěn)壓管、電位器及12V燈泡等,還提供十進(jìn)制可調(diào)電阻箱，阻值為Ω/2W。
4、FCDG-06單相智能功率、功率因數(shù)表
由24位專用DSP、16位高精度AD轉(zhuǎn)換器和高速M(fèi)PU單元設(shè)計(jì)而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。軟件上采用RTOS設(shè)計(jì)思路，同時(shí)配有PC監(jiān)控軟件來加強(qiáng)分析能力。能測量電路的功率、功率因數(shù)。功率測量精度為級，功率因數(shù)測量范圍-，電壓電流量程為450V和5，能自動判別負(fù)載性質(zhì)（感性顯示“L"，容性顯示“C"，純電阻不顯示），并可存儲測量數(shù)據(jù)，供隨時(shí)查閱。
5、FCDG-09真有效值交流數(shù)字毫伏表
能夠?qū)Ω鞣N復(fù)雜波形的有效值進(jìn)行精確測量，電壓測試范圍（有效值），測試基本精度達(dá)到±1，量程分200mV、2V、20V、200V、600V五檔，直鍵開關(guān)切換，三位半數(shù)字顯示，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。頻率測試范圍10Hz600KHz，輸入阻抗1MΩ，輸入電容30pF。
6、FCDG-10受控源(四路)、回轉(zhuǎn)器、負(fù)阻抗變換器
提供流控電壓源CCVS、壓控電流源VCCS、壓控電壓源VCVS、流控電流源CCCS、回轉(zhuǎn)器及負(fù)阻抗變換器等實(shí)驗(yàn)?zāi)K。四組受控源、回轉(zhuǎn)器、負(fù)阻抗變換器均采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)符號。
7、實(shí)驗(yàn)連接線
根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，不能混插，大大提高了實(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
七、配置清單（每臺）
FCDG-01 | 電源儀器控制屏 | 1套 |
FCDG-02 | 實(shí)驗(yàn)桌 | 1張 |
FCDG-03 | 電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)掛件 | 1套 |
FCDG-04 | 交流電路實(shí)驗(yàn)掛件 | 1套 |
FCDG-05 | 元件箱 | 1套 |
FCDG-06 | 單相智能功率、功率因數(shù)表 | 1只 |
FCDG-09 | 真有效值交流數(shù)字毫伏表 | 1只 |
FCDG-10 | 受控源（四路）、回轉(zhuǎn)器、負(fù)阻抗變換器 | 1套 |
FCDG-11 | 高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手插式實(shí)驗(yàn)連接線及配件 | 1套 |
八、裝置的主要優(yōu)點(diǎn)及安全保護(hù)體系
1、三相四線制(或三相五線制)電源輸入，總電源由三相鑰匙開關(guān)控制，設(shè)有三相帶燈熔斷器作為斷相指示。
2、控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進(jìn)行控制。
3、三相交流電源0450V連續(xù)可調(diào)，單相交流電源0250V連續(xù)可調(diào)，設(shè)有三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器（）一臺，可更好地滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求。
4、屏上裝有電壓型漏電保護(hù)裝置，控制屏內(nèi)或強(qiáng)電輸出若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，確保實(shí)驗(yàn)進(jìn)程安全。
5、屏上裝有一套電流型漏電保護(hù)器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
6、屏上三相調(diào)壓器付邊設(shè)有一套過流保護(hù)裝置。調(diào)壓器輸出短路或所帶負(fù)載太大，電流超過設(shè)定值，系統(tǒng)即告警并切斷總電源。
7、測量儀表精度高，采用精密鏡面指針式（帶超量程告警）、數(shù)字化、智能化及人機(jī)對話模式，符合現(xiàn)代測量儀表發(fā)展方向。
8、各種電源及各種儀表均有可靠的保護(hù)功能。
9、實(shí)驗(yàn)連接線及插座采用不同的結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。
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