電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備

一、概述：

電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備是依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》(第五版)(西安交通大學(xué)王兆安編著)、《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時(shí)編著)等實(shí)驗(yàn)大綱的要求，吸收國(guó)內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性價(jià)比高。
二、電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備特點(diǎn)：
1、綜合性強(qiáng)：本裝置綜合了目前國(guó)內(nèi)各類學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機(jī)控制、控制理論等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、適應(yīng)性強(qiáng)：能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)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)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可。
3、整套性強(qiáng)：從專用電源、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專用導(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)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。
4、直觀性強(qiáng)：各實(shí)驗(yàn)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)驗(yàn)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)驗(yàn)噪聲小，整齊美觀，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)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)際開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
6、開放性強(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；控制屏還設(shè)有定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的考核提供一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。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，所有這些均為開放性實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)造了條件。
7、*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)驗(yàn)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)驗(yàn)，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、適用范圍：
本裝置涵蓋了各類院校等所開設(shè)的“電力電子技術(shù)(或稱半導(dǎo)體變流技術(shù))"、“直流調(diào)速"、“交流調(diào)速"、“電機(jī)控制"、“電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)"及“控制理論"等專業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
四、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：＜1.5KVA
4、外形尺寸：187×70×158cm

五、裝置的基本配備

1、DK01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：

提供交流電源：直流調(diào)速檔為三相交流電200V/3A

交流調(diào)速檔為三相交流電240V/3A

（2）高壓直流電源

勵(lì)磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護(hù)。

（3）指針式儀表：

交流電壓表一只：可通過(guò)其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級(jí);

(4)數(shù)字式儀表

1）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；

2）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：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，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示；

3）直流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級(jí)；

4）直流數(shù)字安培表一只：測(cè)量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級(jí)。

5）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)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(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。

電壓型漏電保護(hù)裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，，即可切斷電源。

實(shí)驗(yàn)連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接線及插座分開，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。

6）控制屏其它設(shè)施

控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼管，可掛置實(shí)驗(yàn)部件，凹槽底部設(shè)有3芯插座，掛箱的供電由這些插座提供?？刂破羶蛇呍O(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設(shè)有實(shí)驗(yàn)臺(tái)照明用的40W日光燈一盞。

2、DK02實(shí)驗(yàn)桌：

實(shí)驗(yàn)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)方體封閉式結(jié)構(gòu)，造形美觀大方；設(shè)有兩個(gè)大抽屜、柜門，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)驗(yàn)桌還設(shè)有四個(gè)萬(wàn)向輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動(dòng)和固定，有利于實(shí)驗(yàn)室的布局。
3、DQ03-1固定電機(jī)導(dǎo)軌、測(cè)速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表

4、DQ27三相可調(diào)電阻（每組900Ω×2/0.41A）
5、DK03晶閘管主電路

提供12只5A/1000V的晶閘管，分成正、反橋兩組，，每只晶閘管均設(shè)有保護(hù)裝置，晶閘管可通過(guò)外加信號(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)驗(yàn)；設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V一只，正反偏，精度1.0。級(jí)帶鏡面直流電流表±2A，正反偏，精度1.0級(jí)一只。和平波電抗器一組（0，100mH，200mH，700mH）。
6、DK04三相晶閘管觸發(fā)電路

提供三相晶閘管觸發(fā)電路、功放電路等，與“DK03"配套使用，留有波形測(cè)試。

7、DK05單相晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)

提供單結(jié)晶體管、鋸齒波同步移向、正弦波同步移向觸發(fā)電路，單相交流調(diào)壓，西門子TCA785觸發(fā)電路等。

8、DK06電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）

提供以下模塊：電流反饋與過(guò)流保護(hù)(FBC+FA)、給定器(G)、轉(zhuǎn)速變換器(FBS)、反號(hào)器(AR)、電壓隔離器(TVD)、調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的反饋電阻、電容均外接(從“可調(diào)電阻、電容箱"上獲得)，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以靈活改變系統(tǒng)的參數(shù)，觀測(cè)不同的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性及相應(yīng)時(shí)間等影響；更可以讓學(xué)生從調(diào)速系統(tǒng)的各種參數(shù)(如電機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)等)出發(fā)對(duì)調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時(shí)間的參數(shù)分別設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行實(shí)際結(jié)果的驗(yàn)證，從而完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

9、DK06-1電機(jī)調(diào)速控制電路（II）

提供以下模塊：零電平檢測(cè)（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。

10、DK08給定及實(shí)驗(yàn)器件

提供給定（±15V可調(diào)電壓輸出）、壓敏電阻（作為過(guò)壓保護(hù)元件，內(nèi)部已連成三角形接法）、二極管等。

11、DK09新器件特性實(shí)驗(yàn)

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO、GTR新器件，可完成電力電子新器件特性實(shí)驗(yàn)。

12、DK10可調(diào)電阻器，電容器

提供耐壓AC100V的可調(diào)電容三組，調(diào)節(jié)范圍為0.1～11.37uF，0～999KΩ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組。

13、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載

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)驗(yàn)提供可調(diào)電源；一個(gè)整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調(diào)電阻，為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)可調(diào)的阻性負(fù)載。
14、DK12變壓器實(shí)驗(yàn)

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），用于異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速實(shí)驗(yàn)和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊。
15、DK07直流斬波實(shí)驗(yàn)

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用的PWM控制集成電路SG3525?？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚˙uckChopper）、升壓斬波電路（BoostChopper）、升降壓斬波電路（Boost-BuckChopper）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實(shí)驗(yàn)。

16、DQ07-1直流發(fā)電機(jī)220V/240W

17、DQ09直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)220V/185W

18、DQ11三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)

19、GDQ12線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱

提供0、2、5、15、35五檔同軸聯(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。

20、實(shí)驗(yàn)連接線：

根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)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)驗(yàn)的安全及合理性。

六、本裝置能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)（半控器件晶閘管部分）

1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)

2）鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)

3）正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)

4）西門子TCA785集成觸發(fā)電路

5）單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn) 

6）單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn) 

7）單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 

8）三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn) 

9）三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn) 

10）三相半波有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 

11）三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 

12）單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)(KC05) 

13）三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)

2、電力電子器件特性實(shí)驗(yàn)

1）單向晶閘管(SCR)特性實(shí)驗(yàn)

2）可關(guān)斷晶閘管(GTO)特性實(shí)驗(yàn)

3）功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)特性實(shí)驗(yàn)

4）電力晶體管(GTR)特性實(shí)驗(yàn)

5）絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實(shí)驗(yàn)

6）雙向晶閘管特性研究

3、現(xiàn)代電力電子器件典型線路實(shí)驗(yàn)

1）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）

4、直流電機(jī)調(diào)速部分

1）晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，

2）晶閘管直流調(diào)速主要單元調(diào)試實(shí)驗(yàn)，

3）單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，

4）雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，

5）邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，

5、交流調(diào)速實(shí)驗(yàn)：

1）雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

2）雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)