I. Visão Geral
A bancada de testes elétricos e eletrônicos GL-DG-T permite a realização de projetos de treinamento prático para diversas disciplinas, como análise de circuitos, princípios de circuitos, tecnologia elétrica e tecnologia eletrônica. Ela atende aos requisitos de ensino prático por meio do treinamento de componentes. A plataforma experimental possui um sistema completo de proteção de segurança pessoal e de equipamentos, além de um sistema inteligente de proteção de energia com funções de proteção contra fuga de corrente, sobrecorrente, curto-circuito e outras. A plataforma adota uma estrutura modular. A fonte de alimentação e a instrumentação utilizam uma estrutura de caixa suspensa independente. As tarefas de cada módulo de treinamento são claras, e a operação e a manutenção são simples. Isso também facilita a escolha de diferentes configurações de treinamento pelas instituições de ensino, de acordo com suas necessidades específicas, permitindo fácil expansão e atualização futuras.
II. Configuração do dispositivo
Esta bancada de testes elétricos e eletrônicos é composta principalmente por um painel de controle de instrumentos de potência, uma mesa de laboratório, uma caixa de laboratório, etc.
(I) Painel de controle de instrumentos e fonte de alimentação DG-01
O painel de controle é feito de estrutura de ferro com pintura eletrostática fosca de dupla camada e painel de alumínio, que fornece alimentação CA, alimentação DC estabilizada, fonte de corrente constante, diversos instrumentos de teste e dispositivos experimentais para o experimento.
1. Painel de funções de controle principal
(1) Fonte de alimentação AC trifásica de 0 a 450 V e monofásica de 0 a 250 V continuamente ajustável, equipada com um regulador de tensão trifásico com ligação axial, com especificação de 1,5 kVA/0 a 450 V, que supera muitas das deficiências dos reguladores de tensão monofásicos com estrutura em cadeia ou engrenagem. A saída de energia AC ajustável está equipada com tecnologia de proteção contra sobrecorrente, que pode proteger automaticamente contra sobrecorrente e curto-circuito direto entre fases e linhas, eliminando o problema causado pela substituição de fusíveis. (1) Está equipado com três voltímetros AC tipo ponteiro, que podem indicar a tensão da rede trifásica e a tensão de saída da regulação de tensão trifásica, respectivamente, através de chaves seletoras.
(2) Uma lâmpada fluorescente tubular de 220 V/30 W é fornecida para o experimento. Os quatro terminais da lâmpada são conectados aos terminais do painel, o que facilita o experimento. Os quatro terminais do filamento da lâmpada são conectados através de um fusível rápido para uso experimental, a fim de evitar danos ao filamento.
2. Placa de alimentação DC
(1) Fornece uma fonte de corrente constante continuamente ajustável de 0 a 500 mA, com três níveis de ajuste, precisão de 1‰, estabilidade de carga ≤ 5 × 10⁻⁴, taxa de variação nominal ≤ 5 × 10⁻⁴, equipada com um miliamperímetro DC digital para indicar a corrente de saída e funções de proteção contra circuito aberto e curto-circuito na saída.
(2) Uma lâmpada fluorescente tubular de 220 V/30 W é fornecida para o experimento. Os quatro terminais da lâmpada são conectados aos terminais do painel, o que facilita o experimento. Os quatro terminais do filamento da lâmpada são conectados através de um fusível rápido para evitar danos ao filamento durante o experimento. (2) Fornece duas fontes de alimentação estabilizadas com tensão ajustável de 0,0~30V/1A, partindo de 0V, equipadas com um voltímetro DC digital para indicar o valor da tensão de saída, e com proteção contra curto-circuito e recuperação automática.
(3) Fornece quatro saídas de alimentação DC fixas: ±12V, ±5V, cada uma com proteção contra curto-circuito, sobrecorrente e recuperação automática.
3. Placa de funções do instrumento
(1) Voltímetro DC inteligente de cinco dígitos (grau industrial) 1 unidade
Projetado com chip de medição digital DSP dedicado e tecnologia de microprocessador, possui proteção contra desligamento e circuito watchdog. Display digital LED de cinco dígitos de alta visibilidade, com seleção automática de faixa, faixa de medição: tensão de 0,0000~100,00V. Precisão de medição de 0,5 nível. Possui interface de comunicação RS-485, alarme de sobrecarga, indicação por LED e proteção. O painel de instrumentos possui 4 botões de programação de membrana, que permitem a função de diálogo homem-máquina através do controle por teclas e da janela de exibição digital, possibilitando a troca de telas e a configuração dos parâmetros do instrumento no local, o que lhe confere grande flexibilidade.
(2) Miliamperímetro DC inteligente de cinco dígitos (grau industrial) 1 unidade
Projetado com chip de medição digital DSP dedicado e tecnologia de microprocessador, possui proteção contra queda de energia e circuito watchdog. Visor digital LED de cinco dígitos de alta visibilidade, com faixa automática, faixa de medição: 0,0000~1000,00mA. Precisão de medição de 0,5 nível. Possui interface de comunicação RS-485, alarme de sobrecarga, indicação por LED e proteção. O painel de instrumentos possui 4 botões de programação revestidos com película, que permitem a função de diálogo homem-máquina através do controle por teclas e da janela de exibição digital. Permite a troca de telas e a configuração dos parâmetros do instrumento no local, o que lhe confere grande flexibilidade.
(II) Mesa experimental DG-02
A mesa experimental adota uma estrutura de ferro com dupla camada de pintura fosca densa, e o tampo é feito de MDF de alta densidade, resistente ao fogo, à água e ao desgaste. A estrutura é sólida e o formato é elegante. Há duas gavetas (com fechaduras) à esquerda e à direita da mesa, e uma prateleira removível para acomodar osciloscópios à direita. O armário sob o tampo pode ser usado para guardar caixas de experimentos, ferramentas e materiais. A mesa experimental também está equipada com quatro rodízios e quatro mecanismos de ajuste fixos, que facilitam a movimentação e a fixação, o que contribui para a organização e o ajuste do laboratório.
(III) Caixa de experimentos
1. Experimento de circuito básico (II)
Realizar experimentos sobre o princípio da superposição, as leis de Kirchhoff, o teorema de Thévenin, o teorema de Norton e a rede de duas portas, além do teorema da reciprocidade.
2. Experimento Básico de Circuitos (III)
Realize os experimentos com a fonte controlada, o girador e o conversor de impedância negativa, utilizando símbolos de rede padrão para os gráficos.
3. Experimento Básico de Circuitos (IV)
Realize os circuitos dinâmicos de primeira e segunda ordem e observe a trajetória do estado do circuito.
4. Experimento de Circuito Digital
Forneça centenas de soquetes anti-sobreposição com trava de alta confiabilidade, soquetes de bloco integrados com terminais redondos de alta confiabilidade, tubos de cobre longos banhados a prata de alta confiabilidade e componentes fixos, etc.
5. Experimento de Circuito Analógico
Forneça múltiplos soquetes anti-sobreposição com trava de alta confiabilidade, soquetes de bloco integrados com terminais redondos de alta confiabilidade, tubos de cobre longos banhados a prata de alta confiabilidade, miliamperímetros DC tipo ponteiro e componentes fixos.
6. Controle de Contato por Relé (I)
Forneça um contator AC (tensão da bobina de 220 V), um relé térmico, uma lâmpada simulada e três botões luminosos (um de cada cor: amarelo, verde e vermelho).
7. Controle de Contato por Relé (II)
Forneça dois contatores AC (tensão da bobina de 220 V), um relé de temporização (retardo na energização, tensão da bobina de 220 V), um transformador de potência com frenagem de baixo consumo de energia, diodo retificador, resistor, etc.
8. Motor de gaiola de esquilo trifásico DJQ20-1 (△380 V)
Os três enrolamentos do motor já estão expostos, facilitando a fiação.
9. Fios de conexão experimentais: De acordo com as características de cada projeto experimental, dois tipos diferentes de fios de conexão são fornecidos. A parte de alta corrente utiliza um fio de conexão com estrutura de bainha de alta confiabilidade (sem risco de choque elétrico); a parte de baixa corrente utiliza um fio de conexão com estrutura exposta de cobre leve e berílio elástico. Ambos os fios só podem ser conectados ao soquete com o orifício interno correspondente e não podem ser misturados, o que melhora significativamente a segurança e a racionalidade do experimento.
III. Principais vantagens e sistema de proteção de segurança do dispositivo
1. Entrada de energia trifásica de quatro fios (ou trifásica de cinco fios), com a potência total controlada por uma chave seletora trifásica.
2. A alimentação do painel de controle é controlada por um contator através dos botões de partida e parada.
3. A tensão de alimentação AC trifásica é continuamente ajustável de 0 a 450 V, e a tensão de alimentação AC monofásica é continuamente ajustável de 0 a 250 V. O equipamento possui um regulador de tensão de acoplamento automático trifásico (1,5 kVA), que atende melhor às necessidades de experimentos didáticos.
4. A tela possui um dispositivo de proteção contra fuga de corrente. Se houver fuga de corrente no painel de controle ou uma saída de energia muito alta, o sistema emitirá um alarme e interromperá a alimentação principal para garantir a segurança do processo experimental.
5. A tela está equipada com um conjunto de dispositivos de proteção contra fuga de corrente. Se houver fuga de corrente no painel de controle e a corrente exceder um determinado valor, a alimentação será interrompida.
6. O lado secundário do regulador de tensão trifásico na tela está equipado com um conjunto de dispositivos de proteção contra sobrecorrente. Se a saída do regulador de tensão entrar em curto-circuito ou a carga for muito grande, a corrente excederá o valor definido e o sistema emitirá um alarme e interromperá a alimentação principal.
7. O instrumento de medição possui alta precisão, adota digitalização, inteligência e modo de interação homem-máquina, estando em consonância com a direção de desenvolvimento dos instrumentos de medição modernos. Diversas fontes de alimentação e diversos instrumentos possuem funções de proteção confiáveis.
8. Os cabos e tomadas de conexão experimentais adotam estruturas diferentes, que são seguras, confiáveis ​​e previnem choques elétricos.
IV. Conteúdo do treinamento:
(I) Treinamento básico em eletricidade
1. Identificação e teste de resistores
2. Identificação e teste de capacitores
3. Verificação da lei de Ohm
4. Verificação das leis de Kirchhoff para corrente e tensão
5. Verificação do princípio da superposição
6. Verificação do teorema de Thévenin
7. Verificação do teorema de Norton
8. Experimento com rede de duas portas
9. Experimento com o teorema da reciprocidade
10. Estudo experimental de fontes controladas VCVS, VCCS, CCVS e CCCS
11. Teste de resposta de circuitos RC de primeira e segunda ordem
12. Observação da trajetória do estado do circuito
13. Conversor de impedância negativa e suas aplicações
14. Girador e suas aplicações
15. Motor assíncrono trifásico de gaiola de esquilo
16. Controle de avanço e travamento automático de motor assíncrono trifásico
17. Controle de rotação direta e reversa de motor assíncrono trifásico
18. Controle de partida abaixadora Y-Δ de motor assíncrono trifásico
19. Controle de frenagem do consumo de energia de motor assíncrono trifásico
(II) Treinamento em circuitos analógicos
1. Uso de instrumentos eletrônicos comuns
2. Identificação e teste de diodos
3. Construção e teste de condução de tiristores
4. Identificação dos pinos de transistores
5. Amplificador de tubo único emissor comum/amplificador de realimentação negativa
6. Seguidor de emissor
7. Rede de seleção de frequência RC série-paralelo
8. Amplificador diferencial
9. Amplificador de potência OTL
10. Oscilador LC
11. Teste de parâmetros básicos de amplificador operacional integrado
12. Filtro ativo de amplificador operacional integrado
13. Circuito comparador de tensão de amplificador operacional integrado
14. Amplificador de potência integrado
15. Regulador de tensão integrado
(III) Treinamento em circuitos digitais
1. Medição de circuitos de porta lógica
2. Projeto e implementação de circuitos de porta lógica
3. Características e aplicações de trigger monoestável e trigger Schmitt
4. Integrado Circuito de base de tempo 555 e suas aplicações
5. Contador integrado e suas aplicações
6. Disparador e suas aplicações
7. Uso de multivibrador autoexcitado
8. Contador e suas aplicações
9. Conversores D/A e A/D
10. Teste de função lógica e parâmetros de portas lógicas integradas TTL
11. Conexão e acionamento de circuitos lógicos integrados TTL
12. Projeto e teste de circuitos lógicos combinacionais
13. Codificador e suas aplicações
14. Decodificador e suas aplicações
15. Projeto de máquina de resposta a questionários multicanal