一、產品概述

ZWM3智網型電氣控制綜合創(chuàng)新平臺，是公司根據多年教學儀器設計制造經驗，打造的一款全新的，綜合型，平臺化，全面模塊化的產品。實驗平臺更加開放自由，可以根據客戶需要，為電子、電氣、機電、自動化、計算機等多種專業(yè)配置單一或者綜合性的實驗實訓系統(tǒng)。

該系統(tǒng)可以支持開設的實驗課程有《電力電子技術》、《電機及電力拖動》、《交/直流電機調速技術》、《電氣控制與傳動技術》、《變頻調速技術》、《PLC控制技術》、《單片機原理及應用技術》、《嵌入式控制器應用技術》、《DSP控制器應用技術》、《FPGA可編程技術》、《基于C++的計算機控制創(chuàng)新應用》、《基于Matlab的計算機控制創(chuàng)新應用》、《基于Labview的計算機控制創(chuàng)新應用》、《工業(yè)傳感技術原理及應用》、《自動控制原理實驗》、《工業(yè)網絡技術的應用》等，所有實驗項目都可以根據實際需要，通過靈活選用模塊的形式實現，同時還可以不斷的進行功能擴展。

擴展模塊采用全開放透明的結構形式，用戶可以從多種不同的角度來觀察模塊電路和電子部件，透明殼體的材質采用工程有機材質，具有絕緣、耐熱、耐磨、不易變形等特點，模塊內部的核心電路和部件都采用了“即插即用”的連接結構，方便維修和更換，更有利于后期的電路功能升級，降低客戶購買產品后的維護成本。

二、產品應用特點

模塊化的設計，單元模塊更小更獨立，全透明的模塊外殼，平板化的試驗區(qū)，融入實驗區(qū)的電源設置，多方面的電源保護，豐富的狀態(tài)監(jiān)測，智能控制器的應用等，為用戶提供更加安全，便捷的實驗環(huán)境。下面從多個角度進行設備使用特點說明。

2.1、產品更開放，更加便于用戶開展創(chuàng)新實驗

應教育改革的需要，傳統(tǒng)固定式的驗證性實驗裝置已經無法滿足需要。為此，我們通過將產品模塊化，并引入流行的數字技術作為輔助，為用戶提供更加接近實際應用的全新案例，如采用Matlab平臺、DSP平臺、嵌入式系統(tǒng)平臺、FPGA控制平臺等，用戶可根據這些工具平臺的特性來設計開發(fā)個性化的“功能模塊”代替原有系統(tǒng)中的部分功能，比如信號指令模塊、電流閉環(huán)調節(jié)模塊、轉速閉環(huán)調節(jié)模塊、轉速檢測變換模塊、6路晶閘管全橋信號觸發(fā)模塊等等，用戶自己設計開發(fā) “算法或應用程序”“ 來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 “固定器件電路” ，并不斷調試、改進自己的設計作品，最終使整套電力電子系統(tǒng)能按照使用者預期的目標進行工作，在這個過程中，來充分對所學知識進行深入的學習，另外，我們我還為用戶提供了大量開發(fā)樣例，幫助用戶更快更好的使用我們的產品

所有模塊，都采用標準透明外殼樣式，目的是讓學生的觀察實驗單元的內部結構，熟悉自己做實驗所使用的硬件細節(jié)，另外，產品采用了更加的模塊化設計，這使得產品配置靈活性達到，用戶在選擇產品時，不用因為廠家捆綁自己不需要的單元而煩惱，需要什么功能就買什么功能的模塊。模塊統(tǒng)一采用220V單相供電，標準尺寸，吸附式安裝，對系統(tǒng)依賴性很低，未來需要增購模塊，只需增加就好，幾乎不需要考慮系統(tǒng)兼容性問題。

2.2、接線更短，線路更清晰，出錯率更低

基礎功能模塊加平板化的實驗區(qū)的組合，使得實驗中，用戶獲得更大的自由空間。每個模塊的功能相對獨立。做實驗的時候，每個模塊可以按照接線要求相鄰放置，這樣可以限度縮短實驗導線的長度，每個模塊的輸入輸出接點都設計在模塊的邊緣，并充分考慮接線的需要，很大程度上避免了實驗導線跨越模塊表面的情形，使得接線更清晰，不容易出錯。

2.3、使用更安全

為了滿足創(chuàng)新實驗要求，產品不得不面臨更多安全挑戰(zhàn)，主要的安全威脅來源于電源系統(tǒng)和運動裝置。為了防止意外觸電，我們除了考慮強電單元接線端子和導線的封閉，使用漏電保護器避免觸電以外，還通過微控制器和人機界面的引入，使得操界面變成48V以下的安全電壓設備。

設備方面的保護，主要通過對設備的電源系統(tǒng)的保護實現。在主電源上，為每一項增加了電壓電流監(jiān)測傳感器，實施監(jiān)視主電源輸出，針對每種實驗的具體要求，系統(tǒng)內部預設了不同的保護閾值，不用擔心電壓過載或者短路，從根本上解決了試驗系統(tǒng)因為電源通用性帶來的保護難題。主電路模塊上，也設置了很多保險，以防止接線錯誤帶來的短路問題。對于控制電源，也就是模塊供電，我們采用統(tǒng)一的AC220V供電，不用擔心輸入接錯線問題。低壓輸出側都采用獨立開關電源，都有完善的防短路和過載功能。因為每個模塊都有自己的電源，且不對外輸出，這樣可以限度的避免低壓側接錯線損壞設備的問題。 控制電路的獨立供電，使得模塊故障影響范圍更小，一個模塊損壞并不會影響到其他模塊，綜合可靠性更高。

2.4、維護更方便

模塊體積更小，更輕便，備用模塊更容易存儲。當某個模塊故障，用戶可快速更換或以很低的運輸成本返廠維修，廠家也可方便的為用戶提供臨時代用模塊，售后服務成本更低，限度的降低模塊故障對用戶實驗計劃的影響。

2.5、更多升級可能

智能控制器和人機界面的應用，為設備功能升級提供了基礎。網絡化，智能化成為可能。未來隨著產品功能逐步完善，智能儀表的逐步配套，傳統(tǒng)實驗設備無法涉及的功能，如實驗數據自動采集，實驗報告自動生成，實驗在線指導，設備問題遠程診斷與處理，實驗室設備管理，實驗計劃管理等，都具有了實現的前提條件。用戶不用擔心，購買一兩年就會過時的問題。

三、技術性能

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、裝置容量：＜1.5KVA

4、重 量： 約320Kg

5、外形尺寸：約142×70×150

四、實驗項目

部分、電力電子技術實驗

（一）、典型電力電子器件實驗

實驗一、單結晶體管觸發(fā)信號的研究

實驗二、單相鋸齒波移相觸發(fā)信號的研究

實驗三、三相鋸齒波移相觸發(fā)信號的研究

實驗四、單相PWM、SPWM脈寬調制波形發(fā)生信號研究

實驗五、三相SPWM脈寬調制波形發(fā)生信號的研究

實驗六、SCR（單向和雙向）特性與觸發(fā)實驗

實驗七、GTR的特性、驅動與保護實驗

實驗八、MOSFET的特性、驅動與保護實驗

實驗九、IGBT的特性、驅動與保護實驗

（二）、AC-DC電力電子變換技術

實驗一    單相半波可控整流電路

實驗二    單相全波可控整流電路

實驗三    單相橋式全控整流電路

實驗四、三相橋式全控整流電路

（三）、DC-DC電力電子變換技術

實驗一、Buck變換電路研究

實驗二、Boost變換電路研究

實驗三、Buck-Boost變換電路研究

實驗四、Cuk變換電路研究

實驗五、Zeta變換電路研究

實驗六、Sepic變換電路研究

實驗七、隔離DC-DC變換電路研究（包括正激電路與反激電路）

實驗八、全橋DC-DC變換電路研究

（四）、DC-AC電力電子變換技術

實驗一、單相SPWM電壓型逆變電路研究

實驗二、三相SPWM電壓型逆變電路研究

實驗三、三相有源逆變電路研究

（五）、AC-AC電力電子變換技術

實驗一、單相交流調壓電路

實驗二、三相交流調壓電路

實驗四、單相交流調功電路

（六）、軟開關電力電子變換技術

實驗一、零電壓開通型PWM電路的研究（ZVS PWM）

實驗二、零電流關斷型PWM電路的研究（ZCS PWM）

（七）、綜合電力電子變換技術

實驗一、半橋型開關電源電路的研究

實驗二、有源功率因數校正電路研究

實驗三、晶閘管直流電機調速電路研究

實驗四、PWM直流電機調速電路研究

實驗五、鼠籠三相異步電動機變壓調速電路研究

實驗六、鼠籠三相異步電動機（VVVF）變頻調速電路研究

第二部分、交直流電機調速控制實驗（運動控制）

（1）、直流電機調速控制實驗

實驗一   帶電流截止負反饋的轉速負反饋直流調速系統(tǒng)

實驗二   轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)

實驗三   轉速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調速系統(tǒng)

實驗四   轉速、電流、電壓三閉環(huán)直流調速系統(tǒng)

實驗五   脈寬調制(PWM)直流調速系統(tǒng)的研究

（2）、三相交流電機調速控制實驗

實驗一  鼠籠轉子異步電動機開環(huán)變壓調速系統(tǒng)

實驗二  恒壓頻比控制下異步電動機機械特性的研究

實驗三  轉速開環(huán)的電壓源型異步電動機變頻調速系統(tǒng)

實驗四  轉速閉環(huán)的電壓源型異步電動機變頻調速系統(tǒng)

實驗五  轉速閉環(huán)、轉差頻率控制的異步電動機變頻調速系統(tǒng)

第三部分、數字式運動控制系統(tǒng)實驗（運動控制-創(chuàng)新設計及教師科研）

（1）基于STM32-F4系列嵌入式處理器的創(chuàng)新設計性實驗

實驗一、三相交流異步電機可編程控制設計

實驗二、直流有刷電機可編程控制設計

實驗三、直流無刷電機可編程控制設計

（2）基于TMS320F28335DSP處理器的創(chuàng)新設計性實驗

實驗一、三相交流異步電機可編程控制設計

實驗二、直流有刷電機可編程控制設計

實驗三、直流無刷電機可編程控制設計

實驗四、永磁同步電機可編程控制設計

實驗五、步進電機可編程控制設計

（3）基于3D虛擬應用環(huán)境下的的伺服電機系統(tǒng)測試實驗

實驗一、單軸伺服電機多梯競速穩(wěn)定性測試實驗

實驗二、雙軸伺服電機聯(lián)動協(xié)調控制穩(wěn)定性測試實驗

第四部分、電機及電力拖動實驗

（1）直流電動機的特性實驗

實驗一    熟悉直流電動機的數據、實驗電路的組成

實驗二    直流電動機的起動、制動和旋轉方向的控制

實驗三    他勵直流電動機的固有特性和人為特性

實驗四    他勵直流電動機的調速特性和調速方法

實驗五    并勵直流電動機的實驗研究

（2）、直流發(fā)電機的實驗研究

實驗一    直流機組額定參數讀取

實驗二    他勵直流發(fā)電機空載特性的測定

實驗三    他勵發(fā)電機的外特性測試

實驗四    觀察并勵發(fā)電機自勵過程

實驗五    并勵發(fā)電機的外特性測試

（3）三相交流電動機的特性實驗（鼠籠、繞線）

實驗一    熟悉三相異步電動機的數據

實驗二    三相鼠籠異步電機的起動

實驗三    三相鼠籠異步電機的制動

實驗四    三相鼠籠異步電機的正、反轉控制

實驗五    三相鼠籠異步電機的參數測定

實驗六    三相鼠籠異步電機工作特性的測定

實驗七    繞線式三相異步電機的起動與調速實驗

（4）工業(yè)電氣及繼電器控制技術實驗

實驗一    繼電器認識實驗 

實驗二    多地控制和可逆控制環(huán)節(jié)

實驗三    順序啟動控制和順序停止控制環(huán)節(jié)

實驗四    延時控制環(huán)節(jié)

實驗五    保護環(huán)節(jié)和狀態(tài)量控制環(huán)節(jié)

實驗六    點動控制和自鎖控制環(huán)節(jié)

實驗七    三相異步電動機的Y/△啟動控制線路

實驗八    三相異步電動機延時啟動與延時停止線路

實驗九    三相異步電動機正反轉控制線路

（5）交流同步電動機的特性實驗

實驗一    同步電機測定電樞繞組實際冷態(tài)直流電阻

實驗二    同步電機空載實驗

實驗三    同步電機三相短路試驗

實驗四    同步電機純電感負載特性

實驗五    測同步發(fā)電機在純電阻負載時的外特性

實驗六    同步發(fā)電機并網測試實驗

（6）、變壓器實驗

實驗一   單相變壓器“電壓比K”的實驗測定

實驗二   單相變壓器的空載試驗

實驗三   單相變壓器的短路試驗

實驗四   單相變壓器的負載試驗

實驗五   測定三相變壓器的極性

實驗六   確定三相變壓器的聯(lián)接組標號

實驗七   觀測不同聯(lián)接組時的空載電流和空載電勢波形

（7）、步進電機的特性實驗（配：步進實驗組件和步進電機機組）

實驗一   單步運行狀態(tài)

實驗二   角位移和脈沖數的關系

實驗三   空載突跳頻率的測定

實驗四   空載連續(xù)工作頻率的測定

實驗五   平均轉速和脈沖頻率的關系

（8）、交流伺服電動機實驗（配：伺服實驗組件和伺服電機機組）

實驗一   測交流伺服電動機幅值控制時的機械特性和調節(jié)特性

實驗二   測交流伺服電動機幅值——相位控制時的機械特性

實驗三   觀察電機逐漸加載到堵轉的圓形磁場

（9）、自整角機的實驗研究

實驗一  力矩式自整角機實驗

實驗二  控制式自整角機參數的測定

（10） 三相交流電機定子裝配實訓（旋轉磁場設計）

實驗一  三相交流磁場的手工道槽下線

實驗二  三相交流磁場旋轉原理驗證

第五部分、PLC及工業(yè)變頻應用實驗（可選實驗-應用實訓應用類方向）

實驗1、PLC及MCGS組態(tài)現場仿真實驗

實驗2、PLC控制交流電機星-三角啟動實驗

實驗3、PLC控制交流電機正反轉實驗

實驗4、PLC控制交流電機點動實驗

實驗5、PLC控制交流電機自鎖實驗

實驗6、PLC控制交流電機多地控制實驗

實驗7、變頻器的認識實驗

實驗8、變頻器手動操控面板實現交流電機控制實驗

實驗9、外部模擬量控制變頻器實現交流電機控制實驗

實驗10、PLC模擬量控制變頻器實現交流電機的控制實驗

實驗11、PLC和變頻器聯(lián)網實現交流電機的控制實驗

實驗12、PLC控制三相交流伺服電機正反轉實驗（永磁同步電機）

實驗13、PLC控制三相交流伺服電機調速實驗（永磁同步電機）

實驗14、PLC控制三相交流伺服電機位置控制實驗（永磁同步電機）

實驗15、PLC控制三相交流伺服電機轉角控制實驗（永磁同步電機）

實驗16、PLC控制步進電機正反轉實驗

實驗17、PLC控制步進電機脈沖與計數實驗

實驗18、PLC控制步進電機固定角度運轉控制實驗

實驗19、PLC控制直流無刷伺服電機啟動及制動實驗

實驗20、PLC控制直流無刷伺服電機加減速運行實驗

第六部分、PLC及工業(yè)傳感應用實驗（可選實驗-應用實訓應用類方向）

（1）、PLC基礎實驗

實驗一  與、或、非邏輯處理實驗

實驗二  定時器、計數器實驗

實驗三  跳轉、分支實驗

實驗四  數據處理功能實驗

實驗五  微分邊沿檢測實驗

實驗六  中斷程序實驗

實驗七  模擬量的輸入實驗

實驗八  模擬量的輸入/輸出實驗

（2）、傳感器實驗（基于Labview平臺下）

實驗一  壓力傳感變送器控制實驗

實驗二  電功率傳感變送器控制實驗

實驗三  溫濕度傳感變送控制實驗

實驗四  電壓傳感變送器控制實驗

實驗五  電流傳感變送器控制實驗

（3）、PLC及傳感器綜合設計實驗

綜合設計：自動晾衣機收納設計（labview及PLC混合設計模式）