电力电子高级工实训考核装置,电力电子实训台

-C-1 电力电子技术及电机控制实验装置

（装备参考图片）

一、基础简介
"-C-1型电力电子与电气传动综合实验装置"依据高等院校最新统编教学资料及实训指导书《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》（第三版）(上海大学陈伯时编著)等实验大纲的要求，吸收国内、外同类设备的优点，充分考虑了实验室的现状和发展趋势，精心研制而成。在同类设备中构造合理、功能完善、可靠性好、性价比高。
二、特别点
1、综合性强 本装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直线DC调节速度、交流ACAC变频、电机控制、控制课程课程理论等实验项目。
2、适应性强 能适用各类学校相应课程的实验教学，深度和广度可按照需要作灵活调节，普及与提升可按照教学的进程作有机的集合，装置应用积木式构造，更换便捷，如需要拓展功能或研发新实验，只需添加部位件即可，永不淘汰。
3、整套性强 从专用电源、电机及其它实验部位件到实验连接专用实验连接线配套齐全，配套部位件的功能、规格等均密切集合实验的需要实行配套。
4、直观性强 各实验挂式模块件应用分隔构造形式，结合套件操作面板示意、图线分明，各挂式模块件任务明确，实操、维护便利。
5、科学性强 装置占地面积少，节约实验用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模仿中小型电机的特性和功能数值；小电机耗电省，节约能源，实验噪声小，整齐美观，改善实验环境；实验内容丰富，设计合理，除了深入课程课程理论知识外还可集合实际开设设计性实验。
6、开放性强 控制屏供电应用三相隔离变压器隔离，并设定有电压（V）型漏电保护装置和电流（A）型漏电保护装置，保证实操者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠。由于整套装置经过精心设计，加上可靠的元件重量及可靠的工序技艺作为保障，设备功能优良，全部这些均为开放性实验室，创造了条件。
7、先进性强 本装置着重从新器件高度来考虑，在保留了晶闸管实验的基础上，加入了新器件的特性、新器件的驱动以及经经典型的新器件应用的大量现代电力电子技术实验，让学生对新器件有足够的认识和理解，紧跟时代步伐。
三、适用界限
本装置涵盖了各类院校等所开设的"电力电子技术(或称半导体变流技术)"、"直线DC调节速度"、"交流ACAC调节速度"、"电机控制"、"电力拖动自动控制系统"及"控制课程课程理论"等专业课程所要求的实验实验项目。
四、技术功能
1、写入电源: 三相四线(或三相五线 380V±10％ 50HZ)
2、作业环境: 温度（℃）-10℃－+40℃　相对湿度＜85％（25℃） 海拨＜4000m
3、装置容量（KV）：＜1.5KVA
4、外观尺寸：187×72×162 cm
五、装置的基础配备装备
1、DK01电源控制屏（钢制双层亚光密纹喷塑构造，金属铝操作面板）
（1）交流ACAC电源（均带有过流保护措施）
提供交流ACAC电源：三相交流ACAC电 380V/5A
三相交流ACAC电 220V/3A
（2）高压直线DC电源
励磁电源：220V（0.5A），设定有输出短路保护。
（3）指针式仪表：
交流ACAC电压（V）表一只：可经过其下方的波段开关变换指示三相电网写入线电压（V），精确度1.0级;
(4)数字式仪表
1）真有效值交流ACAC数字电压（V）表一只：测量界限0～500V,测量范围自动判别、自动变换，精确度0.5级，三位半数字显露，为交流ACAC调节速度系统提供电压（V）指示；
2）真有效值交流ACAC数字电压（V）表一只：测量界限0～5A，测量范围自动判别、自动变换，精确度0.5级，三位半数字显露，设定有超测量范围警报、指示等功能，为交流ACAC调节速度系统提供电流（A）指示；
3）直线DC数字电压（V）表一只：测量界限0～500V，三位半数字显露，写入阻抗为10MΩ，精确度0.5级；
4）直线DC数字mA毫安表一只：测量界限为0～2000mA，三位半数字显露，精确度0.5级。
（6）人身安全保护体系
三相隔离变压器一组：三相电源首先经过三相漏电保护器，然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使输出与电网隔离（浮地设计），对人身安全起到一定的保护作用。
电流（A）型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流（A）超过一定值，即切断电源。
实验连接线及插头座：强、弱电连接线及插头座分开，不能混插。强电连接线及插头座应用全封闭工序技艺，使用安全、可靠、防触电。
(7)定时器兼报警记录仪
（8）控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内，设定有两根不锈钢管，可挂置实验部位件，凹槽下部设定有3芯插头座，箱式挂式模块件的供电由这些插头座提供。控制屏两边设定有一相三极220V电源插头座及三相四极380V电源插头座。
　2、DK02实验桌
实验桌为钢制双层亚光密纹喷塑构造，桌面为防火烧、防水浸、耐磨损高密度板,构造坚固，形状似长方体封闭式构造，造形美观大方；设定有两个大抽屉、储物储物柜门，用来放置工量具、放置挂式模块件及图纸文档实验指导书等。桌面用来装配电源控制屏并提供一个宽敞舒适的作业台面。实验桌还设定有四个万能转向轮和四个固定调动机构，方便位移和固定，有利于实验室的布置。
3、DQ03-1不锈钢电机导轨、测速系统及智能数字显露转动速度表
4、DQ27三相可调电阻（每组900Ω×2/0.41A）
5、DK03晶闸管主电子回路
提供12只5A/1000V的晶闸管，分成正、反桥两组，，每只晶闸管均设定有保护装置，晶闸管可经过外加信号实行触发（留有触发脉冲写入连接口），可更好的完成设计性实验；设定有带镜面精密指针式直线DC电压（V）表±300V一只，正反偏，精确度1.0。级带镜面直线DC电流（A）表±2A，正反偏，精确度1.0级一只。和平波电抗器一组（0，100mH，200mH，700mH）。
6、DK04三相晶闸管触发电子回路
提供三相触发电子回路、功放电子回路等，与"DK03"配套使用。
7、DK05 一相晶闸管触发电子回路实验
提供单结晶体管触发电子回路、正弦波同步移相触发电子回路、锯齿波同步移相触发电子回路、一相交流ACAC调压触发电子回路及西门子TCA785包括触发五种电子回路。
8、DK06电机调节速度控制实验（Ⅰ）
提供以下模型块：给定（带数字显露）、调动器I、转动速度变换（FBS）、调动器II、反号器（AR）、电流（A）变换（FBC）。其中调动器I和调动器II的比例增益由电位器调动。
9、DK06-1电机调节速度控制实验（Ⅱ）
提供以下模型块提供以下模型块：零电平检验测试（DPZ）、转矩极性鉴别（DPT）、逻辑控制（DLC）。
10、DK07直线DC斩波实验
按照西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关的直线DC斩波内容而设计的；提供构成直线DC斩波电子回路所需的元件和应用专用的PWM控制包括电子回路SG3525。可完成教学资料及实训指导书中降压斩波电子回路（Buck Chopper）、升压斩波电子回路（Boost Chopper）、升降压斩波电子回路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斩波电子回路、Sepic斩波电子回路、Zeta斩波电子回路六种经经典型实验。
11、DK08给定及实验器件
提供给定（±15V可调电压（V）输出）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连成三角形接法）、二极管等。
12、DK09新器件特性实验
提供SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，与DK13配套使用，可完成电力电子新器件的驱动特性实验。
13、DK10可调电阻、电容箱
提供耐压AC63V的可调电容三组，调动界限为0.1～11.37µF，0～999kΩ十进制可调电阻两组；供电流（A）调动器，速度调动器反馈线路使用，可灵活改变调动器的放大倍数及积分时间。
14、DK11一相调压与可调负载
提供了一只0～250V/0.5KVA一相交流ACAC自耦调压器，为相应的实验提供可调电源；一个整流滤波电子回路以及0～90Ω/1.3A（串联）或0～45Ω/2.6A（并联）瓷盘可调电阻，为相应的实验提供一个可调的阻性负载。
15、DK12变压器实验
提供三相芯式变压器一个（该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的电压（V）为127V/63.6V/31.8V），用来异步电机串级调节速度实验和三相桥式、一相桥式有源逆变电子回路实验；还设定有三相不控整流电子回路等模型块。
16、DK13功率（W）器件驱动电子回路实验箱
主要是为完成新器件特性实验提供驱动和保护电子回路，使学生理解电力电子新器件的驱动特性。主要含有概括电源、驱动电子回路、 PWM 波动线发生器。
（1）电源：为驱动电子回路提供电源，含有概括 ±5V 、 +20V 、 ±15V 直线DC电源。
（2）驱动电子回路：含有概括 MOSFET 、 IGBT 、 GTR 和 GTO 的驱动电子回路。其中 IGBT 的驱动电子回路应用了专用芯片 EXB841 。
（3） PWM 波动线发生器：由 SG3525 为核心的 PWM 波动线发生器主要为新器件驱动电子回路提供 PWM 驱动波动线；可以经过频率调动旋钮实行频率调动；经过占空比电位器来调动 PWM 波的占空比；频率界限分为 2 挡，经过钮子开关变换，高频档是为 MOSFET 和 IGBT 驱动电子回路提供 PWM 波动线，频率调动界限 4KHz ～ 10KHz ；低频档是为 GTR 和 GTO 驱动电子回路提供 PWM 波动线，频率调动界限 400Hz ～ 1KHz ；占空比均能从 0% 调至 100% 。
17、DK14一相交直交变频原理
按照普通高等教育"九五"国家级重点教学资料及实训指导书，王兆安、黄俊主编的《电力电子技术》(第四版)的相关内容实行研发，用来展示交直交变频原理，主要让学生理解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法，理解IGBT管专用包括驱动芯片的特别点及其使用。能完成如下实验项目：1、SPWM波动线成的过程；2、交直交变频电子回路在不一样负载（电阻，电感和电机）时的作业现象和波动线，并研究作业频率对电子回路作业波动线的影响；3、IGBT管专用包括驱动芯片的作业特性。
18、DK17双闭环H桥DC/DC变换直线DC调节速度系统
可完成的实验项目有：(1)全桥DC/DC变换电子回路实验；(2)双闭环可逆直线DC脉宽调节速度实验。
19、DK19半桥型开关稳压电源
提供了半桥型开关稳压电源的主电子回路和控制电子回路，主电子回路的电力电子器件为电力MOSFET管；控制电子回路应用专用PWM控制包括电子回路SG3525，应用恒频脉宽调制控制方案。可完成"开关电子回路在开环与闭环下负载特性的测量试验"以及"电源电压（V）波动对输出的影响"等实验内容。
19、DK22 一相调压/调功电子回路
按照西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的相关内容而设计的，完成一相交流ACAC调压和交流ACAC调功的实验内容。应用的电力电子器件为双向晶闸管，在交流ACAC调压实验中应用由双向触发二极管包括触发控制电子回路；在交流ACAC调功实验中应用由555时基电子回路和KC08构成触发控制电子回路。
20、DQ07直线DC发电机 （200V、1.1A、220W、1600r/min）
21、DQ09直线DC并励电机 （185W，220V，1500r/min）
22、DQ11三相线绕式异步电机：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min
23、GDQ12线绕式异步电机起动与调节速度电阻箱
提供0、2欧、5欧、15欧、35欧五档同轴联调的三相绕线异步电机转子起动、调节速度电阻一组。
24、GDK28异步电机变频调节速度系统
提供三菱FR-D720变频器1只（0.4KW），外围端子引出到操作面板，设定有BOP实操板，及模仿调节速度电位器1只。
25、DQ10三相异步电机（380V/Y/220V/△） 1420r/min
26、-06实验连接线：
按照不一样实验项目的特别点，配备装备两种不一样的实验联接线，强电部分应用高可靠护套构造手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面应用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，设定有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头应用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分应用弹性铍轻铜裸露构造联接线，两种实验连接线全部只能协作相应内孔的插头座，这样大大提升了实验的安全及合理性。
六、本装置能开设的实验项目
电力电子技术实验项目
（一）电力电子技术实验（晶闸管部分）
1） 单结晶体管BT35触发电子回路
2） 锯齿波同步移相触发电子回路
3） 正弦波移相触发电子回路
4） TCA785 包括触发电子回路
5） 一相半波可控整流电子回路
6） 一相桥式半控整流电子回路
7） 一相桥式全控整流电子回路及有源逆变电子回路
8） 三相半波可控整流电子回路实验
9） 三相半波有源逆变电子回路
10） 三相桥式半控整流电子回路
11） 三相桥式全控整流及有源逆变电子回路
12） 一相交流ACAC调压电子回路
13） 三相交流ACAC调压电子回路
（二）电力电子器件特性实验
1） 晶闸管（SCR）特性实验
2） 门极可关断晶闸管（GTO）特性实验
3） 电力晶体管（GTR）的特性研究
4） 功率（W）场效应晶体管(MOSFET)的主要功能数值测量
5） 功率（W）场效应晶体管(MOSFET)的驱动电子回路研究（SG3525）
6） 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 的主要功能数值测量
7） 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动电子回路的研究（EXB841）
8） 双向晶闸管特性研究
（三）电力电子器件经经典型线路实验
1）一相正弦波脉宽调制（SPWM）逆变电子回路实验
　 2）半桥型开关稳压电源的功能研究
　 3）直线DC斩波电子回路的功能研究
（降压斩波电子回路、升压斩波电子回路、升降压斩波的电子回路、Cuｋ斩波电子回路、Sepic斩波电子回路、Zeta斩波电子回路）　
（三）电力拖动自动控制系统部分
直线DC调节速度部分
1）晶闸管直线DC调节速度系统主要单元的调节测试
3）转动速度单闭环直线DC调节速度系统
4）电流（A）单闭环直线DC调节速度系统
5) 电压（V）、电流（A）双闭环直线DC调节速度系统
6）转动速度、电流（A）双闭环直线DC调节速度系统
7）逻辑无环流可逆调节速度系统
交流ACAC电机调节速度系统实验
1）双闭环三相异步电机调压调节速度系统实验(SCR)；
2）双闭环三相异步电机串极调节速度系统实验(SCR)；
三相异步电机变频调节速度系统
1）变频器功能功能数值设定与实操
2）变频器报警与保护功能
3）外部端子点动控制
4）变频器控制电机正反转
5）多段速度选用变频调节速度
6）变频器无级调节速度
7）基于外部模仿量（电压（V）/电流（A））控制方法的变频调节速度
8）瞬时停电启动控制
七、装置的配备表单：