一、概 述
“BPHE-1型高性能電工技術實驗臺”是我企業在廣泛征求各高校實驗指導老師意見和建議的基礎上推出的新一代實驗裝置，該裝置整體高度進一步降低，便于實驗室更好布局，便于教學和實驗；保護體系更加完善；信號源、直流電源及交直流儀表均有較大改進，并充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢，以開放性實驗和有助于提高學生動手能力為宗旨，在結構上和性能上進行大規模的改進和創新，保留了傳統實驗臺的許多優點，如全方位的人身安全保護（電壓型漏電保護、電流型漏電保護、過流保護、過壓保護等），儀器、儀表的自我保護等，此外，還結合目前實驗設備的發展趨勢，該裝置還實現了聯網通信（多機通信或局域網通信）功能。各實驗單元以驗證性、設計性、綜合性相結合，最大限度地提高學生的動手能力。實驗箱可放在臺面上進行實驗，面板采用有機玻璃或敷銅板（可選擇），線路清晰，布線合理。
二、特 點
綜合性強：本實驗裝置綜合了目前國內各類院校電類基礎課程的全部實驗項目，用戶可根據需要選購實驗部件，實驗的深度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進度有機地結合。
整體性、一致性：實驗所需的交直流儀表、交直流電源，信號源（含頻率計）及常用的實驗器件均密切結合實驗的需要，集中在實驗臺上，便于老師組織和指導實驗教學。
科學性強：裝置占地面積少，節約實驗用房，減少基建投資；實驗室整齊美觀，改善實驗環境；實驗內容豐富，設計合理，除了能加深理論知識外，還可結合實際情況開設出設計性、綜合性實驗。根據實驗內容的具體情況，將強電部分和弱電部分的插座和導線分開，連接線采用高可靠帶伸縮彈性手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
易布局、視野廣：實驗裝置的總高度為1.10米，適合目前實驗室的發展需要，學生可以坐著聽課或做實驗，不會有壓抑的感覺，也便于教師進行指導。
計算機聯網：可以選擇多機通信模式或局域網模式，便于整個實驗室的統一管理，減輕教師的工作量。
三、技術性能
輸入電源：三相四線（或三相五線）380V±10% 50Hz
工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃） 海拔＜4000m
裝機容量：＜1.5kVA
重 量：150kg
外形尺寸：173cm×73cm×110cm
四、實驗項目
（一）電工基本實驗
基本電工儀表的使用與測量誤差的計算
減小儀表測量誤差的方法
儀表（電壓表、電流表）量程擴展實驗
電路元件伏安特性的測繪
電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制
基爾霍夫定律驗證及其故障判斷
疊加原理驗證及其故障判斷
電壓源與電流源的等效變換
戴維南定理驗證
諾頓定理驗證
最大功率傳輸條件測定
二端口網絡實驗
互易定理實驗
受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS 的實驗研究
典型電信號的觀察與測量
RC一階電路的響應測試
二階動態電路響應的研究
R、L、C元件阻抗特性的測定
RC串、并聯選頻網絡特性測試
R、L、C串聯諧振電路的研究
RC雙T選頻網絡
電路狀態軌跡的觀測
R、L、C元件特性及交流電參數測定—判斷性實驗
用三表法測量交流電路等效參數
正弦穩態交流電路相量的研究
互感實驗
單相鐵芯變壓器特性的測試
壓器同名端判斷及其應用—設計性實驗
三相交流電路電壓、電流的測量
三相電路功率的測量
單相電度表的校驗
功率因數及相序的測量
負阻抗變換器及其應用
回轉器及其應用
（二）繼電接觸控制實驗
三相鼠籠式異步電動機
三相異步電動機點動和自鎖控制
三相異步電動機的正反轉控制
三相異步電動機Y-Δ降壓起動控制
三相異步電動機能耗制動控制
三相異步電動機起動順序控制
C620車床的電氣控制線路
（三）擴展以下實驗課程項目
數字電路實驗
模擬電路實驗
信號與系統實驗
電機與拖動實驗
工廠電氣控制實驗
可編程控制器實驗
五、產品配置
本實驗裝置主要由電源控制屏、實驗桌、實驗箱等組成。
（一）HE-01電源、儀表控制屏
控制屏為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板（凹字爛板技術），為實驗提供交流電源、直流穩壓電源、恒流源、功率型智能函數信號發生器（含頻率計）、各種測試儀表及實驗器件等，具體功能如下：
控制及交流部分
(1) 三相0～450V及單相0～250V連續可調交流電源，配備1臺三相同軸聯動調壓器，規格為1.5kVA/0～450V，克服了三只單相調壓器采用鏈條結構或齒輪結構組成的許多缺點。在可調交流電源的輸出處設有過流保護，使相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩。配有三只鏡面指針式交流電壓表，通過切換開關可分別指示三相電網電壓和三相調壓輸出的電壓值。
(2) 設有定時器兼報警記錄儀，平時作為時鐘使用，有設定實驗時間、定時報警、查詢報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄漏電告警、過流告警及儀表超量程告警的總次數，并具有計算機通信等功能。
(3) 設有實驗用220V、30W的日光燈燈管一支，將燈管燈絲的四個頭經過快速保險絲引出供實驗使用，可防止燈絲損壞。
另外，還提供信號插座一只。
儀表面板
(1) 數模雙顯智能真有效值交流電壓表（整體表）
精度為0.5級，測量范圍為0～500V，量程為2V、20V、200V、500V，具有自動換檔和手動換檔功能；每檔均有超量程告警、燈光指示功能；能對交流信號（20Hz～20kHz）進行真有效值測量。
指針表：鏡面指針表顯示，反應快，讀數方便。
數顯表：四位數碼管顯示，讀數準確；通過鍵控、數顯窗口，實現人機對話功能的控制模式；可以貯存、記錄15組測試結果數據，并能逐組查詢并帶有計算機通信功能。
(2) 數模雙顯智能真有效值交流電流表（整體表）
精度為0.5級，測量范圍為0～5A，量程為20mA、200mA、2A、5A，具有自動換檔和手動換檔功能；每檔均有超量程告警、燈光指示功能；能對交流信號（20Hz～20kHz）進行真有效值測量。
指針表：鏡面指針表顯示，反應快，讀數方便。
數顯表：四位數碼管顯示，讀數準確；通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式；可以貯存、記錄15組測試結果數據，可逐組查詢并帶有計算機通信功能。
(3) 真有效值交流數字毫伏表
對各種復雜波形的有效值進行精確測量，電壓測試范圍0.2mV～600V（有效值），測試頻率范圍10Hz～1MHz，輸入阻抗1MΩ，輸入電容≤30pF，測試基本精度達到±1%；量程分100mV、1V、10V、100V、600V五檔，直鍵開關切換，每檔均有超量程告警指示；四位數碼管顯示，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話的智能控制模式；可以貯存、記錄15組測試結果數據，并能逐組查詢并帶有計算機通信功能。
(4) 智能交流功率表（多功能）
由一套微電腦，高速、高精度A/D轉換芯片和全數顯電路構成。通過鍵控、數顯窗口實現人機對話的智能控制模式。為了提高測量范圍和測試精度，將被測電壓、電流瞬時值的取樣信號經A/D變換，采用專用的DSP計算有功功率、無功功率。功率的測量精度0.5級，電壓、電流量程分別為450V、5A，可測量負載的有功功率、無功功率、功率因數、電壓、電流、頻率及負載的性質；此外，還可以貯存、記錄15組功率和功率因數的測試結果數據，可逐組查詢并帶有計算機通信功能。
(5)數模雙顯智能直流電壓表（整體表）
數顯表：精度為0.5級，電壓表測量范圍為0～300V，具有自動換檔和手動換檔功能，量程為200mV、2V、20V、300V；三位半數字顯示，每檔均有超量程告警、燈光指示功能；通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式；此外，還可以貯存、記錄15組測試結果數據，能逐組查詢并帶有計算機通信功能。
指針表：精度為0.5級，電壓表測量范圍為0～300V，具有自動換檔和手動換檔功能，量程為200mV、2V、20V、300V；每檔均有超量程告警、燈光指示功能。
(6)數模雙顯智能直流電流表（整體表）
數顯表： 精度為0.5級，測量范圍為0～2A，具有自動換檔和手動換檔功能，其量程為2mA、20mA、200mA、2A；三位半數字顯示，每檔均有超量程告警、燈光指示功能；通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式；可以貯存、記錄15組測試結果數據，可逐組查詢并帶有計算機通信功能。
指針表：精度為0.5級，測量范圍為0～2A，具有自動換檔和手動換檔功能，其量程為2mA、20mA、200mA、2A；每檔均有超量程告警、燈光指示功能。
直流電源
(1)提供0～500mA連續可調恒流源一組，分三檔可調，調節精度1‰，負載穩定度≤5×10-4，額定變化率≤5×10-4，具有輸出開路、短路保護功能，帶輸出指示，并帶有計算機通信功能。
(2)提供兩路0.0～30V/1A可調穩壓電源，從0V起調，具有截止型短路軟保護和自動恢復功能，設有三位數顯指示，并帶有計算機通信功能。
(3)提供四路固定直流電源輸出：±12V、±5V，每路均具有短路、過流保護和自動恢復功能。
功率函數信號發生器（帶頻率計）
(1) 頻率范圍：0.2Hz～2MHz，分七檔
(2) 輸出波形：正弦波、三角波、方波、斜波、脈沖波
(3) 占空比調節：20%～80%
(4) 掃頻速率：10ms～5s
(5) 輸出電壓幅度：20VP-P（負載1MΩ）、10VP-P（負載50Ω），帶輸出衰減
(6) 輸出保護：短路保護，抗輸入電壓±35V（1分鐘）
(7) 頻率計：六位LED顯示，外測頻范圍：0～50MHz，外測頻靈敏度：100mV
(8) 輸出幅度指示：三位LED數碼管顯示
特點：
所有端口具有短路保護和抗輸入電壓保護功能
具有頻率和輸出幅度雙顯示功能(LED)
具有功率輸出，方便實驗教學
內置線性/對數掃頻功能和外接調頻功能
（二）HE-02實驗桌
實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，結構堅固，造形美觀大方。桌子左右各設有兩個抽屜(帶鎖)。桌面下的柜箱可用于放置實驗箱、工具及資料等。實驗桌還設有四個輪子和四個固定調節機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局及調整。
（三）實驗箱
HE-11 電路基礎實驗（一）
完成電表改裝實驗（配帶鏡面指針式精密毫安表一只），伏安特性實驗，最大功率傳輸條件測定實驗，電壓源與電流源的等效變換實驗及相關器件。
HE-11A 電路基礎實驗（一）
完成電流表、電壓表的設計及量程擴展實驗，指針式歐姆表的設計及測試實驗（配MF47表頭一只及相關器件），已知和未知電阻元件伏安特性的測繪實驗。
HE-12 電路基礎實驗（二）
完成疊加原理、基爾霍夫定律（判斷性實驗）、戴維南定理、諾頓定理及雙口網絡、互易定理實驗。
HE-13 電路基礎實驗（三）
完成受控源、回轉器、負阻抗變換器實驗，圖形采用標準網絡符號。
HE-13A 電路基礎實驗（三）
提供兩路運算放大器及相關器件，學生動手組裝搭接電路完成受控源、回轉器、負阻抗變換器實驗。
HE-14 電路基礎實驗（四）
完成一階、二階動態電路，電路狀態軌跡的觀測實驗。
HE-14A 電路基礎實驗（四）
完成一階、二階動態電路，等效網絡變換原理實驗。
HE-15 電路基礎實驗（五）
完成R、L、C串聯諧振，RC串、并聯選頻網絡，RC雙T網絡實驗。
HE-16 交流電路實驗（一）
完成正弦穩態交流電路相量的研究（日光燈功率因數提高實驗），黑匣子實驗（R、L、C元件特性及參數測定）。
HE-17 交流電路實驗（二）
完成三相電路（每相三只燈泡并聯）實驗。
HE-17A 交流電路實驗（二）
完成三相電路（每相兩只燈泡串、并聯）實驗。
HE-18A 三值電壓表
完成周期性電壓信號的峰值、平均值和有效值的測量實驗。
HE-19 元件箱
提供實驗所需的電阻、電容、電感、電位器、十進制可調電阻等實驗器件。
HE-20 三相電容箱
提供三相高壓電容，每相容值為0.47µF、1µF、2.2µF、4.7µF，耐壓值均為500V。
HE-21 鐵芯變壓器、互感/電度表實驗
鐵芯變壓器一只（50VA、36V/220V），原、副邊均設有保險絲及電流插座，測試方便并能可靠保護防止變壓器損壞；互感線圈一組，實驗時臨時掛上，兩個空心線圈L1 、L2 裝在滑動架上，可調節兩個線圈間的距離，并可將小線圈放到大線圈內，配有大、小鐵棒各一根及非導磁鋁棒一根；電度表一只，規格為220V、3/6A，固定在電度表支架上，實驗時臨時放在實驗箱上，其電源線、負載線均已接在電度表接線架的接線柱上。
HE-31 數電、模電實驗
提供低壓交流電源（0V、6V、10V、14V抽頭各一路及中心抽頭17V兩路）、四位十進制譯碼顯示器、8位邏輯電平開關、8位電平指示器、三態邏輯筆、脈沖信號源（正、負輸出單次脈沖和頻率為0.5Hz～300kHz連續可調的計數脈沖源各一路）、振蕩線圈、三極管、按鍵、整流橋堆、穩壓塊、功率電阻、可控硅、單結晶體管、信號燈及電位器等。另外，還設有一些高可靠圓腳集成電路插座（8P 2只、14P 3只、16P 4只、28P 1只、40P 1只）及可靠的鍍銀長紫銅管（供插電阻、電容、電位器、晶體管等元件）。實驗箱配有單管/負反饋兩級放大器、射極跟隨器、RC串并聯選頻網絡、差動放大器及低頻OTL功率放大器共五塊固定線路實驗板。可采用固定線路或分立元件靈活組合相應的實驗，既有利于提高學生的動手能力，又能保障實驗項目的順利完成。
HE-32 數字電路實驗
提供脈沖信號源（正、負輸出單次脈沖和頻率為0.5Hz～300kHz連續可調的計數脈沖源各一路）、三態邏輯測試筆（高電平為紅色發光管亮，低電平為綠色發光管亮，高阻態或電平處于不高不低的電平值時黃色發光管亮）、電平指示（8位紅色LED）、邏輯開關（8位紅色LED）、四位十進制譯碼顯示器、撥碼開關（四位可逆十進制撥碼開關）、高可靠圓腳集成塊插座（8P、14P、16P、20P、28P及40P各若干個）、可靠的鍍銀長紫銅管及固定器件（10kΩ多圈電位器1只、100kΩ電位器1只、按鈕開關2只）等。
HE-33 模擬電路實驗
提供低壓交流電源（0V、6V、10V、14V抽頭一路及中心抽頭17V兩路）、指針式直流毫安表（量程1mA，內阻100Ω）、高可靠圓腳集成塊插座（8P 2只、14P 1只，40P 1只）、鍍銀長紫銅管（供插電阻、電容、三極管等）及固定元器件（三端穩壓塊、電容器、信號燈、喇叭、場效應管、三極管、可控硅、整流橋堆、振蕩線圈、功率電阻及電位器等），實驗箱配有單管/負反饋兩級放大器、射極跟隨器、RC串并聯選頻網絡、差動放大器及低頻OTL功率放大器共五塊固定線路實驗板．可采用固定線路或分立元件靈活組合相應的實驗，既有利于提高學生的動手能力，又能保障實驗項目的順利完成。
HE-51 繼電接觸控制（一）
提供交流接觸器（線圈電壓為220V）、熱繼電器及模擬燈泡各一只，帶燈按鈕三只（黃、綠、紅各一只）。
HE-52 繼電接觸控制（二）
提供交流接觸器（線圈電壓220V）兩只、時間繼電器（通電延時，線圈電壓220V）一個，以及能耗制動電源變壓器、整流二極管、電阻等。
WDJ24三相鼠籠電機（△/Y 220V/380V）
電機的三個繞組均已引出，接線方便。
WDJ26三相鼠籠電機（△380V）
電機的三個繞組均已引出，接線方便。
實驗連接線：根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同規格的實驗連接線，強弱電均采用高可靠護套結構手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；兩種導線都只能配合相應內孔的插座，不能混插，從而大大提高了實驗的安全及合理性。
六、裝置的主要優點及安全保護體系
供電主回路采用三相四線制(或三相五線制)，它經電流型漏電保護器（空氣開關）、三相鑰匙開關、接觸器、三相調壓器等輸出，具有安全、方便、使用可靠等特點。
三相交流電源0～450V連續可調，單相交流電源0～250V連續可調，設有三相同軸聯動自耦調壓器（1.5kVA）一臺，可更好地滿足教學實驗要求。
屏上裝有電壓型漏電保護裝置，控制屏內或強電輸出若有漏電現象，即發出告警并切斷總電源，確保實驗進程安全。
屏上裝有一套電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現象，當漏電流超過一定值時，即切斷電源。
屏上三相調壓器可調輸出設有一套過流保護裝置。交流電源輸出短路或所帶負載太大，電流超過設定值，系統即告警并切斷總電源。
測量儀表精度高，采用數字化、智能化及人機對話模式，符合現代測量儀表的發展方向。各種電源及各種儀表均有可靠的保護功能。
實驗連接線及插座采用不同的結構，使用安全、可靠。
