CN211699413U - 一种电气测量综合实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了教学设备领域的一种电气测量综合实训装置，以解决现有技术中有些电气量在操作过程中结果不明显，比如交流电的功率因数很难出现变化的缺陷，为了实现上述目的，本实用新型包括三相电源连接的学生操作台和教师端，所述学生操作台包括电源区域、显示区域、学生操作区域和负载区域；所述学生操作区域摆放有测量组件，所述负载区域包括三相交流电动机、三相发电机、风扇和可变电阻器。本技术方案中利用可变电阻器模拟实际电路运行情况，当调节可变电阻器阻值大小，可以改变三相发电机的负载情况，从而影响三相交流电动机的输出功率。根据三相交流电动机的负载变化，引起电流变化、输入功率变化、功率因数变化。

Description

一种电气测量综合实训装置

技术领域

本实用新型属于教学设备领域，具体是一种电气测量综合实训装置。

背景技术

电气测量是高职院校中电气类、自动化类等专业开设的一门专业课。电气测量的实训教学环节是教学过程中的重点，可以将该课程的理论知识和实际运用充分结合，体现职业教育重视实践操作的核心，为提高教学效果和质量打下良好基础。电气测量课程内容多、涉及知识面广、技术更新快，其内容主要是针对电流、电压、电功率、电能和功率因数等的测量，相关的电气量和仪表种类繁多，因此设计一套良好的实训装置比较困难。

为了解决上述问题，现有技术公告号为CN207676548U的技术方案提供了一种电气测量实验教学装置，这种方案是以液压传动模块为基础，把电流互感器、电压互感器安装在驱动液压泵的三相交流电机的线路中，将所测量传送到计算机模块中进行处理，计算出电动机的有功功率、无功功率、功率因素、频率等电气量。学生通过调节所述液压传动模块的压力来改变电机的电流的大小，从而改变电气测量数值大小，使学生参与到电气测量实验中。

但是，上述电气测量的实训装置有以下不足之处:1.实训装置侧重理论教学，学生实际操作的内容不多。2.电动机负载采用液压模块，结构复杂。3.对目前电气测量的新技术体现不足，如远程抄表、电力载波技术等。根据上述的问题结合高职特点，设计本实训装置，这套装置实用性强、学生可操作内容多、技术新颖可满足教学要求。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种交流电功率可变化的实训装置，以模拟真实的电气测量过程。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：包括三相电源连接的学生操作台和教师端，所述学生操作台包括电源区域、显示区域、学生操作区域和负载区域；

所述电气测量综合实训装置的三相电源采用三相五线制，学生操作台电源区域带有三个电源指示灯，所述指示灯与三相电源的三相一一对应；

所述显示区域带有三相电力参数测试仪；

所述学生操作区域摆放有测量组件，所述测量组件包括电流互感器、电流表、电压表、三相有功电能表、三相无功电能表、三相功率表、功率因数表和接线端子排，所述接线端子排的一端连接测量组件；

所述负载区域包括三相交流电动机、三相发电机、风扇和可变电阻器。

采用上述方案后实现了以下有益效果：1、相对于采用传统直连式电气实训装置的技术，本技术方案中利用显示区域对三相电力参数进行显示，便于学生操作过程中对电路的连接进行自检，当学生连接的仪表读数与三相电力参数测试仪读数相对比，如果结果一样或者相近就可以表示自己操作正确。

2、相对于带有自检装置的现有技术，本技术方案中利用可变电阻器模拟实际情况，当调节可变电阻器阻值大小，可以改变三相发电机的负载情况，从而影响三相交流电动机的输出功率。根据三相交流电动机的负载变化，引起电流变化、输入功率变化、功率因数变化。

3、相对于采用模拟实际情况的现有技术，本技术方案中利用接线端子排的技术，在本区域内的仪表固定安装，将接线端子排的一端与仪表的接线端对应连接，并作好标记。学生操作时不在仪表接线端子上进行，在接线端子排上进行，可以保护仪表接线端子不受伤害。

4、相对于采用断路器保护的现有技术，本技术方案由于学生操作区域带有三个电源指示灯，所述指示灯与电源的三相一一对应，所以在学生接线出现错误，通电后短路、漏电，断路器跳闸，指示灯熄灭，实现自检。同时还可以提醒学生，当三个指示灯亮时，学生操作区带电，不能进行接线操作。

进一步，所述教师端包括三相有功电能表和三相电力参数测试仪的终端设备，所述三相有功电能表与终端设备之间通过电力载波方式连接，三相电力参数测试仪与终端设备之间通过无线通信方式连接。

有益效果：相对于采用自检功能的现有技术，本技术方案中采用电力载波方式和无线通信方式体现现代电气测量技术的发展方向和主流技术，同时也方便教师可以通过二者的终端设备查看学生的操作情况。

进一步，所述三相交流电动机带动三相发电机，所述三相发电机的转动轴同轴连接有风扇。

有益效果：相对于采用发电机和可变电阻器作为负载现有技术，本技术方案中利用风扇对可变电阻进行降温处理，提高可变电阻器使用寿命。

进一步，所述一台教师端对应若干学生操作台。

有益效果：相对于需要教师走动检测的现有技术，本技术方案中可以根据实际情况利用一台教师端对于多台学生操作端，便于整体实施监控。同时也有利于学校根据实际教学条件安排实训装置数量。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路连接模块图；

图2为图1中学生操作台的俯视结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图2中的附图标记包括：1—电源区域、1b-显示区域、2—学生操作区域、3—负载区域、4—电源总开关、5—启动按钮、6—停止按钮、7—电源指示灯、8—三相电力参数测试仪、9—电源接线端子排、10—电流互感器、11—电流表、12—电压表、13—第一接线端子排、14—三相有功电能表、15—三相无功电能表、16—三相功率表、17—功率因数表、18—第二接线端子排、19—负载区电源端、20—三相交流电动机、21—三相发电机、22—风扇、23—可变电阻器。

实施例基本如附图1所示：一种电气测量综合实训装置，本电气测量实训装置由学生操作台和教师端构成，用三相电源线连接。学生操作台采用一体化设计，便于安装和教学组织。教师端可以采集学生操作台的运行参数，与学生操作台构成现代电气测量系统。

所述学生操作台第一部分是电源区域1和显示区域1b，电源区域1采用三相五线制380V供电，为了保证学生操作安全，学生操作台电源总开关4是使用有漏电保护功能的三相断路器。按下启动按钮5时，三相电源进入下面的学生操作区域2，同时有三个电源指示灯7亮起，分别指示三相。按下停止按钮6时，学生操作区域2断电，同时有三个电源指示灯7熄灭。如果学生接线出现错误，在学生操作区域2通电后出现短路或漏电故障，电源总开关4跳闸，电源指示灯7熄灭。三相电力参数测试仪8主要测量学生连接线路的三相电压、三相电流、有功功率、有功电能、无功电能、功率因数等。学生在操作时可以将自己所连接仪表的读数与三相电力参数测试仪8读数相对比，如果结果一样或者相近就可以表示自己操作正确。

所述学生操作台第二部分是学生操作区域2，主要用于学生按电气测量仪表的要求进行电路的连接，用于测量负载区域3的三相交流电动机20用电情况。本区域包括电源接线端子排9、电流互感器10、电流表11、电压表12、三相有功电能表14、三相无功电能表15、三相功率表16、功率因数表17、第一接线端子排13、第二接线端子排18和负载区电源端19组成。

在学生操作区域2内的仪表固定安装，将接线端子排的一端与仪表的接线端对应连接，并作好标记。学生操作时不在仪表接线端子上进行，在接线端子排上进行，可以保护仪表接线端子不受伤害。

学生操作台第三部分是负载区域3，主要用于模拟实际情况。由三相交流电动机20带动三相发电机21转运，产生的电能消耗在可变电阻器23上。当调节可变电阻器23阻值大小，可以改变三相发电机21的负载情况，从而影响三相交流电动机20的输出功率。根据三相交流电动机20的负载变化，引起电流变化、输入功率变化、功率因数变化。三相发电机21转轴上的风扇22可以将可变电阻器23在工作时产生的热量带走。

教师端主要是三相有功电能表14和三相电力参数测试仪8的终端设备。三相有功电能表14使用电力载波方式与终端设备通信，三相电力参数测试仪8使用无线通信方式与终端设备通信。通过两者体现现代电气测量技术的发展方向和主流技术。教师可以通过二者的终端设备查看学生的操作情况。

在实训室布置上，一台教师端可以对应多台学生操作区域，可根据实际情况进行组合。

请参考下表，本表为上述装置的使用型号

具体实施过程如下：如图2所示，电源区域1，电源总开关4是学生操作台的电源控制和安全保护，使用带漏电保护功能的三相断路器。当按下启动按钮5，三相电源指示灯7亮起，学生操作区2中的电源接线端子排9带电。按下停止按钮6，三相电源指示灯7熄灭，电源接线端子排9停电。如果学生操作区2安装的线路出现短路、漏电故障电源总开关4跳闸，学生操作台整体停电，保证学生安全。

图2所示，学生操作区域2的电流互感器10、电流表11、电压表12的接线端通过导线已经和第一接线端子排13连接。三相有功电能表14、三相无功电能表15、三相功率表16、功率因数表17接线端通过导线已经和第二接线端子排18连接。由于仪表的接线端已经引到了两个端子排上，学生的操作主要在接线端子排上进行。

学生在练习时，电源总开关4不合闸，在学生操作区域2的电源接线端子排9开始安装线路，按教学要求完成电气测量仪表的线路安装，实现对三相交流电动机20的电气测量，最后将三相电源接到负载区电源端19上。合上电源总开关4，学生工作台上电，按下启动按钮5，负载区3中的三相交流电动机20转动。学生可以读取学生操作区域2中电气测量仪表的数值，和三相电力参数测试仪8中的正确值进行比对，如果数值相等和相差较小，表示仪表连线正确，运行正常。学生可以调节可变电阻器23的大小，影响三相交流电动机20负载大小，引起所测量数值发生变化。

在负载区域3，三相交流电动机20带动三相发电机21，发出电能消耗在可变电阻器23上。运行时间较长后，可变电阻器23上产生大量的热量，温度升高容易损坏。在三相发电机21的转动轴上有风扇22，对可变电阻器23进行风冷。

三相电力参数测试仪8有无线通信方式，对应的终端设在教师端。三相有功电能表14有电力载波通信可以进行远程抄表功能和断电功能，对应的终端同样设在教师端。在教学时教师可以通过终端对多台学生操作台进行监控和控制，也可以向学生展示电力载波抄表技术和远程控制等现代电气测量技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种电气测量综合实训装置，其特征在于：包括三相电源连接的学生操作台和教师端，所述学生操作台包括电源区域、显示区域、学生操作区域和负载区域；

所述电气测量综合实训装置的三相电源采用三相五线制，学生操作台电源区域带有三个电源指示灯，所述指示灯与三相电源的三相一一对应；

所述显示区域带有三相电力参数测试仪；

所述学生操作区域摆放有测量组件，所述测量组件包括电流互感器、电流表、电压表、三相有功电能表、三相无功电能表、三相功率表、功率因数表和接线端子排，所述接线端子排的一端连接测量组件；

所述负载区域包括三相交流电动机、三相发电机、风扇和可变电阻器。

2.根据权利要求1所述的一种电气测量综合实训装置，其特征在于：所述教师端包括三相有功电能表和三相电力参数测试仪的终端设备，所述三相有功电能表与终端设备之间通过电力载波方式连接，三相电力参数测试仪与终端设备之间通过无线通信方式连接。

3.根据权利要求2所述的一种电气测量综合实训装置，其特征在于：所述三相交流电动机带动三相发电机，所述三相发电机的转动轴同轴连接有风扇。

4.根据权利要求3所述的一种电气测量综合实训装置，其特征在于：所述一台教师端对应若干台学生操作台。

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