

KHDD-505現(xiàn)代電力電子技術(shù)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設(shè)的"電力電子技術(shù)"、"半導(dǎo)體變流技術(shù)"等專業(yè)課程所要求的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。
一、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置特點(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、等實(shí)訓(xùn)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)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):從專用電源、電機(jī)及其它實(shí)訓(xùn)部件到實(shí)訓(xùn)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)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)際開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)。
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。由于整套裝置經(jīng)過精心設(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)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。
二、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:1700×700×1580mm
三、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置基本裝備:
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(帶有過流保護(hù)措施)提供交流電源:三相交流電源(380V/5A),帶有過流保護(hù)措施。三相交流電源隔離變壓器(220V/1.5A),帶有過流保護(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);
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,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,可通過鈕子開關(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)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;可以通過頻率調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行頻率調(diào)節(jié);通過占空比電位器來(lái)調(diào)節(jié)PWM波的占空比;頻率范圍分為2擋,通過鈕子開關(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:
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。
四、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)
3.全橋DC/DC變換電路(IGBT)
4.調(diào)光燈電路實(shí)訓(xùn)
四)交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)訓(xùn):
1.三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)(SCR)
2.直流電機(jī)的PWM調(diào)速實(shí)訓(xùn)(IGBT)
五、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置配置清單:
序號(hào)
|
名稱
|
數(shù)量
|
1
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電源控制屏
|
1件
|
2
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實(shí)訓(xùn)桌凳
|
1張
|
3
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三相晶閘管整流電路
|
1件
|
4
|
單相晶閘管觸發(fā)電路
|
1件
|
5
|
直流斬波電路實(shí)訓(xùn)
|
1件
|
6
|
新器件特性實(shí)訓(xùn)
|
1件
|
7
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功率器件驅(qū)動(dòng)電路實(shí)訓(xùn)
|
1件
|
8
|
SPWM單相交直交變頻原理
|
1件
|
9
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直流他(并)勵(lì)電動(dòng)機(jī)
|
1臺(tái)
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10
|
三相繞線式異步電機(jī)
|
1臺(tái)
|
11
|
線繞式異步電機(jī)起動(dòng)與調(diào)速電阻箱
|
1件
|
12
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電力電子應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)模塊
|
1件
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13
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配備兩種不同的實(shí)訓(xùn)連接線及易損配件
|
1套
|
|