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電力電子及交直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置

SBDLDZ-1型電力電子及交直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置

一、概述

電力電子及交直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置，是依據(jù)《電力電子技術(shù)》、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》教材實(shí)訓(xùn)大綱的要求，吸收國(guó)內(nèi)、外同類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)訓(xùn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)原"電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)裝置"在外形、功能上進(jìn)行優(yōu)化組合，精心研制而成。適用于各高等院校等所開(kāi)設(shè)的"電力電子技術(shù)"、"半導(dǎo)體變流技術(shù)"等專(zhuān)業(yè)課程所要求的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

（電力電子實(shí)訓(xùn)裝備及電力電子創(chuàng)新模塊參考圖片）

二、特點(diǎn)

1、綜合性強(qiáng) 本裝置綜合了目前國(guó)內(nèi)各類(lèi)學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

2、適應(yīng)性強(qiáng) 能滿(mǎn)足各類(lèi)學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開(kāi)發(fā)新實(shí)訓(xùn)，只需添加部件即可，永不淘汰。

3、整套性強(qiáng) 從專(zhuān)用電源、電機(jī)及其它實(shí)訓(xùn)部件到實(shí)訓(xùn)連接專(zhuān)用導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)訓(xùn)的需要進(jìn)行配套。

4、直觀性強(qiáng) 各實(shí)訓(xùn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)方便。

5、科學(xué)性強(qiáng) 裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)訓(xùn)用房，減少基建投資；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù)；小電機(jī)耗電省，節(jié)約能源，實(shí)訓(xùn)噪聲小，整齊美觀，改善實(shí)訓(xùn)環(huán)境；實(shí)訓(xùn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識(shí)外還可結(jié)合實(shí)際開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)。

6、開(kāi)放性強(qiáng) 控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設(shè)有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護(hù)等功能，各測(cè)量?jī)x表均有可靠的保護(hù)功能，使用安全可靠。由于整套裝置經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開(kāi)放性實(shí)訓(xùn)室，創(chuàng)造了條件。

7、先進(jìn)性強(qiáng) 本裝置著重從新器件高度來(lái)考慮，在保留了晶閘管實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動(dòng)以及典型的新器件應(yīng)用的大量現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生對(duì)新器件有足夠的認(rèn)識(shí)和了解，緊跟時(shí)代步伐。

三、技術(shù)性能

1、輸入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)

2、工作環(huán)境: 溫度-10℃－+40℃　相對(duì)濕度＜85％（25℃）　海撥＜4000m

3、裝置容量：＜1000W

4、外形尺寸：1700×700×1580 mm

四、裝置的基本裝備

1、DX-01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）

（1）交流電源（帶有過(guò)流保護(hù)措施）提供交流電源：

三相交流電源（380V/5A) , 帶有過(guò)流保護(hù)措施。

三相交流電源隔離變壓器(220V/1.5A) , 帶有過(guò)流保護(hù)措施。　　

（2）高壓直流電源直流電源：輸出220V/0.5A，具有輸出短路保護(hù)。

（3）數(shù)字式儀表

①．交流數(shù)字電壓表：可通過(guò)其下方的波段開(kāi)關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級(jí)；

②．真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～500V，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示。

③．真有效值交流數(shù)字電流表一只：測(cè)量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，具有超量程告警、指示等功能，為調(diào)速系統(tǒng)提供電流的指示；

④．直流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級(jí)；

⑤．直流數(shù)字電流表一只：測(cè)量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級(jí)，具有短路保護(hù)等功能。

（4）帶鏡面的指針表：直流電壓表（測(cè)量范圍0～±300V，為中零式，精度為1.0級(jí)）直流電流表（測(cè)量范圍0～±2A，為中零式，精度為1.0級(jí)）

（5）三相可調(diào)電阻（90Ω×2/0.41A一個(gè) 、900Ω×2/0.41A兩個(gè)）

（6）平波電抗器：提供100mH、200mH、700mH電感，在1A下保持線性。

（7）給定：±15V可調(diào)電壓輸出，帶數(shù)顯，指示輸出電壓。

（8）單相調(diào)壓：提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)提供可調(diào)交流電源，并帶短路保護(hù)。

（9）三相整流濾波電路：可對(duì)單相及三相交流電源進(jìn)行整流和濾波，具有輸出短路保護(hù)。

（10）變壓器：提供三相芯式變壓器一個(gè)（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用于三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)訓(xùn)。

（11）人身安全保護(hù)體系三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過(guò)三相漏電保護(hù)器，然后經(jīng)鑰匙開(kāi)關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計(jì)），對(duì)人身安全起到一定的保護(hù)作用。

電壓型漏電保護(hù)器：對(duì)隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘，切斷電源。

電流型漏電保護(hù)裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過(guò)一定值，即切斷電源。

實(shí)訓(xùn)連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接及插座分開(kāi)，不能混插。強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。

（12）實(shí)訓(xùn)管理器

具有設(shè)定實(shí)訓(xùn)時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能；還可以自動(dòng)記錄與區(qū)分由于接線或操作錯(cuò)誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。

（13）控制屏其它設(shè)施控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根鋼管，可掛置實(shí)訓(xùn)部件，凹槽底部設(shè)有3芯插座，掛件的供電由這些插座提供�？刂破羶蓚�(cè)設(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。

2、DX02實(shí)訓(xùn)桌

實(shí)訓(xùn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，形狀似長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，造形美觀大方；設(shè)有兩個(gè)大抽屜，用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個(gè)寬敞舒適的工作臺(tái)面。實(shí)訓(xùn)桌還設(shè)有四個(gè)萬(wàn)向輪和四個(gè)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動(dòng)和固定，有利于實(shí)訓(xùn)室的布局。

3、DX03三相可控整流電路（一）

提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險(xiǎn)絲保護(hù)裝置，晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)。三相觸發(fā)電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)選擇雙窄脈沖或?qū)捗}沖，同時(shí)提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。

4、DK05 單相晶閘管觸發(fā)電路實(shí)訓(xùn)

提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路、西門(mén)子TCA785集成觸發(fā)電路。

5、DK07直流斬波實(shí)訓(xùn)

根據(jù)西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)中相關(guān)的直流斬波內(nèi)容而設(shè)計(jì)的；提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專(zhuān)用的PWM控制集成電路SG3525�？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚�Buck Chopper）、升壓斬波電路（Boost Chopper）、升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實(shí)訓(xùn)。

6、DK09新器件特性實(shí)訓(xùn)

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTR新器件，與DK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅(qū)動(dòng)特性實(shí)訓(xùn)。

7、DK13功率器件驅(qū)動(dòng)電路實(shí)訓(xùn)箱

主要是為完成新器件特性實(shí)訓(xùn)提供驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路，使學(xué)生了解電力電子新器件的驅(qū)動(dòng)特性。主要包括電源、驅(qū)動(dòng)電路、 PWM 波形發(fā)生器。

（1）電源：為驅(qū)動(dòng)電路提供電源，包括 ±5V 、 +20V 、 ±15V 直流電源。

（2）驅(qū)動(dòng)電路：包括 MOSFET 、 IGBT 、 GTR 和 GTO 的驅(qū)動(dòng)電路。其中 IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路采用了專(zhuān)用芯片 EXB841 。

（3） PWM 波形發(fā)生器：由 SG3525 為核心的 PWM 波形發(fā)生器主要為新器件驅(qū)動(dòng)電路提供 PWM 驅(qū)動(dòng)波形；可以通過(guò)頻率調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)；通過(guò)占空比電位器來(lái)調(diào)節(jié) PWM 波的占空比；頻率范圍分為 2 擋，通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)切換，高頻檔是為 MOSFET 和 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路提供 PWM 波形，頻率調(diào)節(jié)范圍 4KHz ～ 10KHz ；低頻檔是為 GTR 和 GTO 驅(qū)動(dòng)電路提供 PWM 波形，頻率調(diào)節(jié)范圍 400Hz ～ 1KHz ；占空比均能從 0% 調(diào)至 100% 。

8、DK14單相交直交變頻原理

根據(jù)普通高等教育"九五"國(guó)家級(jí)重點(diǎn)教材，王兆安、黃俊主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行開(kāi)發(fā)，用于展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生了解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號(hào)的形成方法，了解IGBT管專(zhuān)用集成驅(qū)動(dòng)芯片的特點(diǎn)及其使用。能完成如下實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：1、SPWM波形成的過(guò)程；2、交直交變頻電路在不同負(fù)載（電阻，電感和電機(jī)）時(shí)的工作情況和波形，并研究工作頻率對(duì)電路工作波形的影響；3、IGBT管專(zhuān)用集成驅(qū)動(dòng)芯片的工作特性。

9、DQ09直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)（185W，220V，1500r/min）

10、DQ11三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min

11、GDQ12線繞式異步電機(jī)起動(dòng)與調(diào)速電阻箱

提供0、2歐、5歐、15歐、35歐五檔同軸聯(lián)調(diào)的三相繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子起動(dòng)、調(diào)速電阻一組。

12、電力電子應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)模塊

1.采用透明有機(jī)塑料盒封裝，可以構(gòu)建電力電子電路實(shí)訓(xùn)；2.可以實(shí)現(xiàn)燈光調(diào)節(jié)或三相異步電機(jī)的調(diào)速控制。

提供的模塊如下：三相同步信號(hào)電路、三相TC787集成脈沖輸出及功率放大電路、二極管整流電路、MOSFET/IGBT 功率橋電路、晶閘管整流電路、IGBT 模塊電路、直流電流檢測(cè)與處理電路，保護(hù)電路；提供三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)、燈泡負(fù)載1只。

13、實(shí)訓(xùn)連接線：

根據(jù)不同實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)訓(xùn)聯(lián)接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無(wú)氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實(shí)訓(xùn)的安全及合理性。

六、本裝置能開(kāi)設(shè)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

（一）電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)（晶閘管部分）

1）單結(jié)晶體管BT35觸發(fā)電路

2）鋸齒波同步移相觸發(fā)電路

3）TCA785 集成觸發(fā)電路

4）單相半波可控整流電路

5）單相橋式半控整流電路

6）單相橋式全控整流電路及有源逆變電路

7）三相半波可控整流電路實(shí)訓(xùn)

8）三相半波有源逆變電路

9）三相橋式半控整流電路

10）三相橋式全控整流及有源逆變電路

11）單相交流調(diào)壓電路

12）三相交流調(diào)壓電路

（二）電力電子器件特性實(shí)訓(xùn)

1）單向晶閘管(SCR)特性實(shí)訓(xùn)

2）可關(guān)斷晶閘管(GTO)特性實(shí)訓(xùn)

3）功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)特性實(shí)訓(xùn)

4）電力晶體管(GTR)特性實(shí)訓(xùn)

5）絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實(shí)訓(xùn)

6）可關(guān)斷晶閘管(GTO)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)訓(xùn)

7）功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)訓(xùn)

8）電力晶體管(GTR)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)訓(xùn)

9）絕緣雙極型晶體管(IGBT)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)訓(xùn)

10）雙向晶閘管特性研究

（三）電力電子器件典型線路實(shí)訓(xùn)

1）單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電路實(shí)訓(xùn)

2）直流斬波電路的性能研究（降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路）

序號(hào)	編號(hào)	名稱(chēng)	數(shù)量
1	DX01	電源控制屏	1件
2	DX02	實(shí)訓(xùn)桌凳	1張
3	DX03	三相晶閘管整流電路	1件
4	DK05	單相晶閘管觸發(fā)電路	1件
5	DK07	直流斬波電路實(shí)訓(xùn)	1件
6	DK09	新器件特性實(shí)訓(xùn)	1件
7	DK13	功率器件驅(qū)動(dòng)電路實(shí)訓(xùn)	1件
8	DK14	SPWM單相交直交變頻原理	1件
9	DQ09	直流他（并）勵(lì)電動(dòng)機(jī)	1臺(tái)
10	DQ11	三相繞線式異步電機(jī)	1臺(tái)
11	GDQ12	線繞式異步電機(jī)起動(dòng)與調(diào)速電阻箱	1件
12		電力電子應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)模塊	1件
13		配備兩種不同的實(shí)訓(xùn)連接線及易損配件	1套