GL-DG-S  dispositif expérimental électrique et électronique

Ⅰ、Présentation

Le « Dispositif expérimental électrique et électronique avancé GL-DG-S » est un dispositif expérimental de nouvelle génération lancé par notre entreprise suite à une large consultation des avis et suggestions d'enseignants expérimentaux de diverses universités. Ce dispositif expérimental tient pleinement compte de la situation actuelle et des tendances de développement du laboratoire, afin de proposer des expériences ouvertes et d'améliorer les compétences pratiques des étudiants. Il apporte des améliorations et des innovations majeures en termes de structure et de performances. Il conserve de nombreux avantages de nos dispositifs expérimentaux traditionnels, tels que la protection intégrale des personnes (protection contre les fuites de tension, les fuites de courant, les surintensités, l'isolation des transformateurs, etc.), l'autoprotection des instruments et des compteurs, et intègre des expériences en cours.

Ⅱ、Caractéristiques :

1. Grande polyvalence : Ce dispositif expérimental intègre tous les projets expérimentaux des cours d'électricité de base dispensés dans divers établissements d'enseignement supérieur nationaux. Les utilisateurs peuvent acheter des composants expérimentaux selon leurs besoins, et la profondeur de l'expérience peut être ajustée en toute flexibilité. La vulgarisation et l'amélioration peuvent être combinées de manière organique en fonction de la progression de l'enseignement.

2. Intégrité et cohérence élevées : Les instruments CA et CC, les alimentations CA et CC, les sources de signaux (y compris les fréquencemètres) et les dispositifs expérimentaux couramment utilisés sont étroitement liés aux besoins de l'expérience et concentrés sur le dispositif expérimental, ce qui facilite l'organisation et l'encadrement pédagogiques par les enseignants.

3. Forte scientificité : L'appareil occupe peu d'espace, économise de la place pour les expériences et réduit les investissements en infrastructures. Le laboratoire est propre et esthétique, améliorant l'environnement expérimental. Le contenu expérimental est riche et la conception est rationnelle. Outre l'approfondissement des connaissances théoriques, la conception et les expériences complètes peuvent également être mises en œuvre en conditions réelles. Selon les conditions spécifiques du contenu expérimental, les prises et les fils des parties forte et faible sont séparés. La partie forte utilise un fil de connexion à fiche pistolet élastique rétractable haute fiabilité (sans risque de choc électrique), tandis que la partie faible utilise un fil de connexion à structure exposée en cuivre léger au béryllium élastique. Les deux fils ne peuvent être connectés qu'aux prises des trous intérieurs correspondants, ce qui améliore considérablement la sécurité et la rationalité de l'expérience.

4. Disposition simple et large champ de vision : ce dispositif expérimental est adapté aux besoins de développement actuels du laboratoire. Les étudiants peuvent s'asseoir pour écouter des cours ou réaliser des expériences sans se sentir déprimés, et il est également pratique pour les enseignants de fournir des conseils.

III、Performances techniques

1. Alimentation : triphasé à quatre fils (ou triphasé à cinq fils) 380 V ± 10 % 50 Hz

2. Environnement de travail : température -10 °C à + 50 °C, humidité relative ≤ 85 % (25 °C), altitude < 4000 m

3. Puissance installée : < 1,5 kVA

4. Poids : 150 kg

5. La résistance d'isolement de chaque phase de l'alimentation à la terre est ≥ 10 MΩ ; La résistance d'isolement de la partie active de la table d'expérimentation par rapport à la terre est ≥ 10 MΩ.

6. Dimensions : 166 × 73 × 140 cm

Ⅳ、Configuration de l'appareil

Ce dispositif expérimental se compose principalement d'un panneau de commande pour les instruments de puissance, d'une paillasse et d'un boîtier de laboratoire.

(Ⅰ) Panneau d'alimentation et de commande des instruments

Le panneau de commande est une structure en fer à double couche mate, revêtue par pulvérisation, à grains denses, et recouverte d'un panneau en aluminium. Il fournit une alimentation CA, une alimentation CC régulée, une source de courant constant, une source de signal (y compris un fréquencemètre), divers instruments de test et dispositifs expérimentaux pour l'expérience. Les fonctions spécifiques sont les suivantes :

1. Panneau de commande principal

1.1 Alimentation CA triphasée 0~450 V et monophasée 0~250 V à réglage continu, équipée d'un régulateur de tension triphasé à liaison axiale d'une puissance de 1,5 kVA/0~450 V/3 A, ce qui pallie de nombreux inconvénients des régulateurs de tension triphasés à chaîne ou à engrenage. La sortie d'alimentation CA réglable est équipée d'une protection électronique contre les surintensités et d'une double protection par fusibles. Elle protège automatiquement contre les surintensités entre phases et entre phases, ainsi que contre les courts-circuits directs, évitant ainsi le remplacement des fusibles. L'appareil est équipé de trois voltmètres CA à aiguille, indiquant respectivement la tension du réseau triphasé et la tension de sortie de régulation de tension triphasée via un interrupteur, avec indication de perte de phase par LED.

1.2 Un tube fluorescent 220 V/30 W est fourni pour une utilisation expérimentale. Ses quatre extrémités sont connectées aux bornes du panneau pour faciliter les expériences.

1.3 Deux prises de courant 220 V sont fournies.

2. Carte d'alimentation CC

2.1 Fournit deux alimentations stabilisées à tension réglable de 0,0 à 30 V/1 A, avec protection contre les courts-circuits et fonctions de rétablissement automatique. Elles sont équipées d'un écran LED de 3 1/2 pouces, d'une précision de 0,5 % (lecture + 2 chiffres), d'un voltmètre CC numérique à trois chiffres et demi et d'un commutateur. Basse tension (1,5 V), avec sortie de courant de 1 A et autres fonctions.

2.2 Fournit un ensemble de sources de courant constant réglable en continu de 0 à 200 mA, divisées en trois vitesses de 2 mA, 20 mA et 500 mA, avec stabilité de charge ≤ 5 × 10-4, et d'un affichage numérique à trois chiffres et demi. Précision de réglage de 1/1000, avec fonctions de circuit ouvert et de court-circuit en sortie.

3. Tableau de bord

(1) 1 voltmètre numérique CA

Adopte une nouvelle valeur efficace haute performance Convertisseur de valeur efficace réelle, équipé d'un microprocesseur haute vitesse, permettant le contrôle de la fonction dialogue homme-machine via un écran numérique. Plage de mesure automatique : 0 à 500 V. Précision de mesure : 0,5 niveau.

(2) 1 ampèremètre numérique CA

Nouveau convertisseur de valeur efficace réelle hautes performances, équipé d'un microprocesseur haute vitesse, permettant le contrôle de la fonction dialogue homme-machine via un écran numérique. Plage de mesure automatique : 0 à 5 A. Précision de mesure : 0,5 niveau.

(3) Compteur de puissance et de facteur de puissance monophasé et triphasé

Comprend un DSP dédié 24 bits, un convertisseur analogique-numérique 16 bits haute précision et une unité MPU haute vitesse, avec commande par touches et écran numérique pour un contrôle de la fonction dialogue homme-machine. Le logiciel adopte les principes de conception RTOS et est équipé d'un logiciel de surveillance PC pour améliorer les capacités d'analyse. Il peut mesurer la tension, le courant, la puissance active et la puissance réactive. Puissance, facteur de puissance, fréquence, etc. du circuit. La précision de mesure de la puissance est de 0,5 niveau, la plage de mesure du facteur de puissance est de 0,3 à 1,0, la plage de tension et de courant est de 0 à 500 V et de 0 à 5 A. Il identifie automatiquement les propriétés de charge (affichage inductif « L », affichage capacitif « C », la résistance pure n'est pas affichée) et peut enregistrer les données de mesure pour référence à tout moment. Il dispose également d'une fonction de communication informatique.

(4) Un voltmètre numérique CC : plage de mesure de 0 à 200 V, avec affichage numérique (à quatre chiffres), précision de 0,5 niveau, avec protection contre les dépassements de plage.

(5) Un milliampèremètre numérique CC : plage de mesure de 0 à 2000 mA, avec affichage numérique (à quatre chiffres), précision de 0 niveau, avec protection contre les dépassements de plage.

(6) Source du signal et fréquencemètre

Forme d'onde de sortie : onde carrée, sinusoïdale, triangulaire, deux impulsions, quatre impulsions, huit impulsions, monocoup, sortie après mise sous tension. Amplification ; fréquence de sortie : 2 Hz-2 MHz, fréquence réglable en continu ; plage de réglage de l'amplitude : 0-15 Vp-P, avec fonction d'atténuation de 20 dB et 40 dB ;

Avec son fréquencemètre numérique à 6 chiffres, il peut être utilisé comme sortie de signal de surveillance ou comme fréquencemètre externe, avec une précision de 0,5 niveau, et sa plage de mesure est de 0-2 MHz.

(II) Table expérimentale

La table expérimentale est fabriquée en double fer. Sa structure (750 mm de hauteur) est peinte par pulvérisation avec un motif mat dense. Elle se compose principalement d'un plateau (bordure blanche), de pieds latéraux (noirs, pliés et soudés avec des plaques d'acier de 750 mm x 50 mm x 20 mm), de tiroirs, de roulettes universelles et d'une structure de réglage fixe. Plateau expérimental : panneau haute densité ignifuge, imperméable et résistant à l'usure, épaisseur 27 mm. Pieds latéraux : Des pieds latéraux haute résistance sont installés de chaque côté de la table expérimentale. Le matériau principal est une plaque de fer haute résistance de 2,0 mm. La table expérimentale comporte deux grands tiroirs et un meuble de rangement en dessous pour ranger les outils, les boîtes suspendues et le matériel expérimental, etc. Le corps de la table est en tôle d'acier de 2 mm d'épaisseur et sa surface est traitée par décapage, phosphatation et pulvérisation électrostatique mate dense. La peinture utilisée est une peinture écologique d'une marque nationale réputée. Les accessoires métalliques, tels que les poignées et les serrures, sont de haute qualité, inoxydables, résistants à l'usure et aux dimensions standardisées. La table est déclinée en blanc laiteux et bleu clair. Son esthétique générale est élégante et généreuse, s'harmonisant avec l'environnement du laboratoire. La plaque signalétique et le logo sont conformes aux normes nationales.

La table d'expérimentation est équipée de quatre roulettes universelles et de quatre mécanismes de réglage fixes. Ces roulettes universelles sont en polyuréthane, résistantes à l'usure et équipées de freins. Quatre mécanismes de réglage fixes et faciles à déplacer sont également situés sous la table, tous en acier inoxydable, ce qui facilite la fixation du dispositif expérimental. Lorsque le dispositif est en place et immobile, les roulettes universelles sont soulevées par la structure d'ancrage pour empêcher la table de glisser. La poudre plastique utilisée pour la pulvérisation de la table d'expérimentation est une poudre plastique importée, non toxique, inodore, inoffensive pour les gaz, résistante à l'usure, aux hautes températures et imperméable.

L'appareil est doté d'une structure en acier et en bois. Le corps de la table est solide et bien fixé, et toutes ses parties, y compris la porte de l'armoire, sont renforcées.

(III) Boîtier expérimental

1. Expérience de circuit de base (I)

Réalisez l'expérience de modification du compteur (avec un milliampèremètre de précision à aiguille miroir), l'expérience de la caractéristique volt-ampère, l'expérience de détermination des conditions de transmission de puissance maximale, l'expérience de transformation équivalente des sources de tension et de courant et les dispositifs associés.

2. Expérience de circuit de base (II)

Réalisez le principe de superposition, la loi de Kirchhoff (expérience de jugement), le théorème de Thévenin, le théorème de Norton et l'expérience du réseau à deux ports et du théorème de réciprocité.

3. Expérience de circuit de base (III)

Réalisez l'expérience de la source contrôlée, du gyrateur et du convertisseur d'impédance négative, et utilisez les symboles de réseau standard pour les graphiques.

4. Expérience sur les circuits de base (IV)

Réaliser les expériences sur les circuits dynamiques du premier et du second ordre et l'observation de la trajectoire de l'état du circuit.

5. Expérience sur les circuits de base (V)

Réaliser l'expérience sur la résonance série R, L, C (inductance creuse), le réseau de sélection de fréquence série et parallèle R, C, et le réseau en double T R, C.

6. Expérience sur les circuits alternatifs (I)

Réaliser l'étude de la quantité de phase d'un circuit alternatif sinusoïdal en régime permanent (expérience d'amélioration du facteur de puissance d'une lampe fluorescente), sous-expérience de la boîte noire (caractéristiques des composants R, L, C et détermination des paramètres).

7. Expérience sur les circuits alternatifs (II)

Réaliser l'expérience sur le circuit triphasé (trois ampoules en parallèle par phase).

8. Boîte à composants

Fournir les dispositifs expérimentaux tels que résistances, condensateurs, inductances, potentiomètres et résistances décimales ajustables (6 bits) nécessaires à l'expérience.

9. Coffret de condensateurs triphasés

Fournir des condensateurs triphasés haute tension, chacun d'une capacité de 1 µF/500 V, 2,2 µF/500 V et 4,7 µF/500 V.

10. Commande de contact de relais (I)

Fournir un contacteur CA (tension de bobine : 220 V), un relais thermique, une ampoule simulée et trois boutons lumineux (un jaune, un vert et un rouge).

11. Contrôle des contacts de relais (II)

Fournit deux contacteurs CA (tension de bobine : 220 V), un relais temporisé (temporisation de mise sous tension, tension de bobine : 380 V), ainsi qu’un transformateur de puissance de freinage à faible consommation d’énergie, une diode de redressement, une résistance, etc.

12. Moteur triphasé à cage d’écureuil DQ20-1 (△ 380 V, 100 W)

Les trois enroulements du moteur sont sortis et le câblage est pratique.

13. Fil de connexion expérimental : Selon les caractéristiques des différents projets expérimentaux, deux fils de connexion expérimentaux différents sont utilisés. Le circuit haute tension utilise un fil de connexion de type fiche pistolet à structure gainée haute fiabilité (sans risque de choc électrique), tandis que le fil de cuivre sans oxygène est étiré en un fil multibrin ultra-fin pour une souplesse extrême. Il est recouvert d'une couche isolante en nitrile polychlorure de vinyle (PVC), qui présente les avantages suivants : souplesse, résistance aux hautes tensions, haute résistance, résistance au durcissement et bonne ténacité. La fiche est constituée d'une pièce de cuivre massif avec éclats de cuivre léger au béryllium, contenant 128 brins de cuivre, assurant un contact sûr et fiable ; le circuit basse tension utilise un fil expérimental élastique entièrement fermé, souple et contenant 128 brins de cuivre. Les deux fils ne peuvent être connectés qu'à la douille du trou intérieur correspondant et ne peuvent être mélangés, ce qui améliore considérablement la sécurité et la rationalité de l'expérience. V、Principaux avantages et système de protection de l'appareil

1. Alimentation triphasée à quatre fils (ou triphasée à cinq fils). L'alimentation électrique totale est contrôlée par un interrupteur à clé triphasé.

2. L'alimentation du panneau de commande est contrôlée par un contacteur via les boutons marche/arrêt.

3. L'alimentation CA triphasée est réglable en continu de 0 à 450 V, et l'alimentation CA monophasée de 0 à 250 V. L'appareil est équipé d'un régulateur de tension triphasé à couplage automatique à liaison axiale (1,5 kVA) pour mieux répondre aux exigences des expériences pédagogiques.

4. Le panneau est équipé de protections électriques telles que les fuites, les surcharges, les disjoncteurs et l'isolation du transformateur pour garantir la sécurité des personnes et des équipements.

5. Le panneau est équipé de dispositifs de protection contre les fuites de courant. En cas de fuite sur le panneau de commande, le courant de fuite dépasse une certaine valeur et l'alimentation est coupée.

6. Le côté secondaire du régulateur de tension triphasé du panneau est équipé d'un ensemble de dispositifs de protection contre les surintensités. En cas de court-circuit à la sortie du régulateur de tension ou de charge trop importante, le courant dépasse la valeur définie, ce qui déclenche une alarme et coupe l'alimentation principale.

7. Les instruments de mesure sont de haute précision et intègrent la numérisation, l'intelligence et le mode de dialogue homme-machine, conformément à l'évolution des instruments de mesure modernes. Différentes alimentations et divers instruments disposent de fonctions de protection fiables.

8. Les fils et prises de connexion expérimentaux adoptent différentes structures, sûres et fiables, et préviennent les chocs électriques.

VI、Projets expérimentaux sur les Dispositif expérimental électrique et électronique

1. Expériences électriques de base

(1) Utilisation d'instruments électriques de base et calcul des erreurs de mesure

(2) Méthodes de réduction des erreurs de mesure instrumentales

(3) Expérience d'extension de gamme d'instruments (voltmètre, ampèremètre)

(4) Cartographie des caractéristiques volt-ampère des composants d'un circuit

(5) Potentiel, mesure de tension et schéma de potentiel d'un circuit

(6) Vérification de la loi de Kirchhoff et identification des défauts

(7) Vérification du principe de superposition et identification des défauts

(8) Transformation équivalente des sources de tension et de courant

(9) Vérification du théorème de Thévenin

(10) Vérification du théorème de Norton

(11) Détermination des conditions de transmission de puissance maximale

(12) Expérience sur un réseau à deux ports

(13) Expérience sur le théorème de réciprocité

(14) Recherche expérimentale sur les sources contrôlées VCVS, VCCS, CCVS, CCCS

(15) Observation et mesure de courants typiques Signaux électriques

(16) Test de réponse d'un circuit RC du premier ordre

(17) Recherche sur la réponse dynamique d'un circuit du second ordre

(18) Mesure des caractéristiques d'impédance des composantes R, L, C

(19) Test des caractéristiques d'un réseau de sélection de fréquence série et parallèle RC

(20) Recherche sur un circuit résonant série R, L, C

(21) Réseau de sélection de fréquence en double T RC

(22) Observation de la trajectoire de l'état du circuit

(23) Caractéristiques des composantes R, L, C et mesure des paramètres CA - Expérience d'évaluation

(24) Utilisation de la méthode des trois mètres pour mesurer les paramètres équivalents d'un circuit CA

(25) Recherche sur la phase d'un circuit CA sinusoïdal en régime permanent

(26) Expérience d'inductance mutuelle

(27) Mesure de la tension et du courant d'un circuit CA triphasé

(28) Mesure de la puissance d'un circuit triphasé

(29) Étalonnage d'un wattheuremètre monophasé

(30) Mesure du facteur de puissance et de la séquence de phases

(31) Convertisseur à impédance négative et son application

(32) Rotateur et son application

2. Expérience de commande de contact de relais

(1) Commande par à-coups et auto-blocage d'un moteur asynchrone triphasé

(2) Commande avant et arrière d'un moteur asynchrone triphasé

(3) Commande de démarrage abaisseur Y-Δ d'un moteur asynchrone triphasé

(4) Contrôle de la consommation d'énergie au freinage d'un moteur asynchrone triphasé

(5) Contrôle de la séquence de démarrage d'un moteur asynchrone triphasé

Version PC synchrone :

GL-DG-S  Dispositif expérimental électrique et électronique   http://french.biisun.com/home/category/detail/id/155.html