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電氣學(xué)科

1.1學(xué)科背景

隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展及各門類工程技術(shù)高度融合，現(xiàn)代電氣工程已發(fā)展成了極其龐大的學(xué)科體系，其工程應(yīng)用廣泛存在于現(xiàn)代社會的方方面面，電力已成為現(xiàn)代社會各行各業(yè)直接采用的最主要動力能源。

（1）現(xiàn)代電氣工程可以粗略地分成眾多的分支學(xué)科：電工學(xué)、電路理論、電磁電氣學(xué)科測量技術(shù)及其儀器、電工材料、電機(jī)學(xué)等等。

（2）電氣工程的項(xiàng)目理論復(fù)雜、涉及面寬、工程實(shí)踐性強(qiáng)。

（3）和人的安全電壓相比，電氣工程有高電壓、故障風(fēng)險(xiǎn)高、事故危害嚴(yán)重的特點(diǎn)。

（4）由于電氣系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備昂貴，直接建設(shè)功能完整的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)其投資額很大，許多學(xué)校在教學(xué)上只能局限在書本教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課明顯不足，嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。

利用3D虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)逼真的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，能夠很好地解決電氣工程領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)難題。虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建的虛擬教學(xué)場景能夠突破實(shí)際場景限制，有助于學(xué)員直觀理解抽象的教學(xué)內(nèi)容，為提升高等院校電氣工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平開辟了廣闊前景。

北京潤尼爾公司有豐富的電氣類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，合作的院校主要包括：清華大學(xué)、浙江大學(xué)、南京大學(xué)、天津大學(xué)、南京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京交通大學(xué)等。

1.2成品資源

1 開放式網(wǎng)上電機(jī)拖動虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件

本產(chǎn)品是針對各類本科院?！峨姍C(jī)拖動》實(shí)驗(yàn)課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)仿真平臺。仿真平臺模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)中用到的器材和設(shè)備，提供與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，強(qiáng)調(diào)將互動的可視化操作貫穿于整個實(shí)驗(yàn)過程，充分激發(fā)個人的創(chuàng)作靈感，使學(xué)生可以根據(jù)各自的創(chuàng)意去構(gòu)思、驗(yàn)證各種個性化的設(shè)計(jì)方案，自主完成實(shí)驗(yàn)的全過程。

軟件運(yùn)行界面

《電機(jī)拖動》課程提供了2類共76種器材模型：

★信號源庫：10種常用信號源、8種獨(dú)立電壓源、7種獨(dú)立電流源、8種控制模塊

★基本元件庫：2種常見電阻、3種常見電容、1種常見電感、1種常見開關(guān)、2種常見變壓器

★二級管庫：10個常用普通二極管、3個常用型號晶閘管

★機(jī)電元件庫：3種常見電動機(jī)

★虛擬儀器：交流電壓表、交流電流表、直流電壓表、直流電流表、雙通道示波器、四通道示波器、功率表、電流探頭、電壓探針、差分電壓探針。

課程提供了以下典型實(shí)驗(yàn)案例：

★1. 三相變壓器聯(lián)接組實(shí)驗(yàn)—極性測定

★2. 三相變壓器聯(lián)接組實(shí)驗(yàn)—聯(lián)接方式測定

★3. 直流電動機(jī)工作特性實(shí)驗(yàn)

★4. 直流電動機(jī)人為機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)

★5. 三相異步電動機(jī)機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)

★6. 直流電動機(jī)制動特性實(shí)驗(yàn)—能耗制動

★7. 直流電動機(jī)制動特性實(shí)驗(yàn)—電壓反接制動

★8. 異步電動機(jī)制動特性實(shí)驗(yàn)—自由停車

★9. 異步電動機(jī)制動特性實(shí)驗(yàn)—能耗制動

★10. 異步電動機(jī)制動特性實(shí)驗(yàn)—電源反接制動

2開放式網(wǎng)上電力電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件

本產(chǎn)品是針對各類本科院?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》實(shí)驗(yàn)課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)仿真平臺。仿真平臺模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)中用到的器材和設(shè)備，提供與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，強(qiáng)調(diào)將互動的可視化操作貫穿于整個實(shí)驗(yàn)過程，充分激發(fā)個人的創(chuàng)作靈感，使學(xué)生可以根據(jù)各自的創(chuàng)意去構(gòu)思、驗(yàn)證各種個性化的設(shè)計(jì)方案，自主完成實(shí)驗(yàn)的全過程。

三相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)

單相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)

1、《電力電子技術(shù)》課程提供了2類共262種器材模型：

★信號源：10種常用信號源、8種獨(dú)立電壓源、7種獨(dú)立電流源、3種受控電壓源、2種受控電流源、8種控制模塊；

★基本元件庫：4種常見電阻、3種常見電容、3種常用電感、30種變壓器；

★二極管庫：20個常用普通二極管、10個常用穩(wěn)壓二極管、15個常用型號整流橋、20個常用型號晶閘管；

★晶體管庫：15個常用NPN晶體管、10個常用PNP晶體管、10個常用N溝道增強(qiáng)型MOS管、5個常用P溝道增強(qiáng)型MOS管；

★模擬集成元件庫：10個常用運(yùn)算放大器；

★虛擬儀器：固緯信號發(fā)生器AFG-2005、雙通道示波器、四通道示波器、頻率計(jì)、電壓探針、勝利萬用表VC9802A、直流電壓表、直流電流表、交流電壓表、交流電流表、電流探頭。

2、課程提供了12個典型實(shí)驗(yàn)案例：

★1) 單相半波可控整流電路（阻性負(fù)載）研究

★2) 單相橋式全控整流電路（電阻性負(fù)載）研究

★3) 單相橋式全控整流電路（阻感性負(fù)載）研究

★4) 三相半波可控整流電路（電阻性負(fù)載）研究

★5)三相橋式全控整流電路（電阻性負(fù)載）研究

★6)三相橋式全控整流電路（阻感性負(fù)載）研究

★7)單相橋式全控整流及逆變電路研究

★8)三相橋式整流及有源逆變電路研究

★9)降壓式變換器研究

★10)升壓式變換器研究

★11)升、降壓式變換器研究

★12)Cuk直流斬波器研究

★備注：除上述實(shí)驗(yàn)，用戶也可以利用提供的器材模型自主添加典型實(shí)驗(yàn)。

3變電站設(shè)備巡視仿真實(shí)驗(yàn)

本產(chǎn)品是針對各大高等院校及電廠等相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行變電廠巡視訓(xùn)練課程,開發(fā)的可在網(wǎng)上開展基于B/S架構(gòu)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件。使用三維仿真技術(shù)模擬了接近真實(shí)的電廠內(nèi)的綜合布線環(huán)境，以及相應(yīng)的器材、設(shè)備、工具。具備了前期準(zhǔn)備，巡視要點(diǎn)等環(huán)節(jié)的認(rèn)知和操作訓(xùn)練，并對重要步驟、操作技巧進(jìn)行提示，學(xué)生可拖拽觀看細(xì)節(jié)。同時，該軟件解決了現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中場地不足、組織成本高等問題。該實(shí)驗(yàn)面向各大高等院校、變電所等機(jī)構(gòu)的變電廠巡視訓(xùn)練需要。

變電站巡視

高壓室巡視

4空氣間隙放電虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

空氣間隙擊穿特性測量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以高壓電實(shí)驗(yàn)室真實(shí)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，在三維場景中模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)過程。學(xué)生在進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的過程中，能夠像在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中，體會到高壓實(shí)驗(yàn)的全過程，觀察到放電時的現(xiàn)象和聲音。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可掌握高壓實(shí)驗(yàn)的接線原理，各種器材的連接方式，和放電電壓的測量方式，能夠?qū)W習(xí)和重視高壓實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該注意的安全事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)中通過自由搭建實(shí)驗(yàn)器材和連接方式，進(jìn)行任意的參數(shù)設(shè)置，通過仿真計(jì)算得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，高度仿真了真實(shí)實(shí)驗(yàn)的輸入?yún)?shù)和輸出結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)場景

實(shí)驗(yàn)器材搭建

1.3產(chǎn)品目錄