-C-1 電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置

（裝備參考圖片）

一、基礎(chǔ)簡介
"-C-1型電力電子與電氣傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置"依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教學(xué)資料及實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書《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，吸收國內(nèi)、外同類設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類設(shè)備中構(gòu)造合理、功能完善、可靠性好、性價(jià)比高。
二、特別點(diǎn)
1、綜合性強(qiáng) 本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直線DC調(diào)節(jié)速度、交流ACAC變頻、電機(jī)控制、控制課程課程理論等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、適應(yīng)性強(qiáng) 能適用各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，深度和廣度可按照需要作靈活調(diào)節(jié)，普及與提升可按照教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)的集合，裝置應(yīng)用積木式構(gòu)造，更換便捷，如需要拓展功能或研發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部位件即可，永不淘汰。
3、整套性強(qiáng) 從專用電源、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部位件到實(shí)驗(yàn)連接專用實(shí)驗(yàn)連接線配套齊全，配套部位件的功能、規(guī)格等均密切集合實(shí)驗(yàn)的需要實(shí)行配套。
4、直觀性強(qiáng) 各實(shí)驗(yàn)掛式模塊件應(yīng)用分隔構(gòu)造形式，結(jié)合套件操作面板示意、圖線分明，各掛式模塊件任務(wù)明確，實(shí)操、維護(hù)便利。
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)，可模仿中小型電機(jī)的特性和功能數(shù)值；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，除了深入課程課程理論知識外還可集合實(shí)際開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
6、開放性強(qiáng) 控制屏供電應(yīng)用三相隔離變壓器隔離，并設(shè)定有電壓（V）型漏電保護(hù)裝置和電流（A）型漏電保護(hù)裝置，保證實(shí)操者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護(hù)等功能，各測量儀表均有可靠的保護(hù)功能，使用安全可靠。由于整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，加上可靠的元件重量及可靠的工序技藝作為保障，設(shè)備功能優(yōu)良，全部這些均為開放性實(shí)驗(yàn)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)以及經(jīng)經(jīng)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)生對新器件有足夠的認(rèn)識和理解，緊跟時(shí)代步伐。
三、適用界限
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))"、"直線DC調(diào)節(jié)速度"、"交流ACAC調(diào)節(jié)速度"、"電機(jī)控制"、"電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)"及"控制課程課程理論"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)功能
1、寫入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)
2、作業(yè)環(huán)境: 溫度（℃）-10℃－+40℃　相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m
3、裝置容量（KV）：＜1.5KVA
4、外觀尺寸：187×72×162 cm
五、裝置的基礎(chǔ)配備裝備
1、DK01電源控制屏（鋼制雙層亞光密紋噴塑構(gòu)造，金屬鋁操作面板）
（1）交流ACAC電源（均帶有過流保護(hù)措施）
提供交流ACAC電源：三相交流ACAC電 380V/5A
三相交流ACAC電 220V/3A
（2）高壓直線DC電源
勵(lì)磁電源：220V（0.5A），設(shè)定有輸出短路保護(hù)。
（3）指針式儀表：
交流ACAC電壓（V）表一只：可經(jīng)過其下方的波段開關(guān)變換指示三相電網(wǎng)寫入線電壓（V），精確度1.0級;
(4)數(shù)字式儀表
1）真有效值交流ACAC數(shù)字電壓（V）表一只：測量界限0～500V,測量范圍自動(dòng)判別、自動(dòng)變換，精確度0.5級，三位半數(shù)字顯露，為交流ACAC調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)提供電壓（V）指示；
2）真有效值交流ACAC數(shù)字電壓（V）表一只：測量界限0～5A，測量范圍自動(dòng)判別、自動(dòng)變換，精確度0.5級，三位半數(shù)字顯露，設(shè)定有超測量范圍警報(bào)、指示等功能，為交流ACAC調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)提供電流（A）指示；
3）直線DC數(shù)字電壓（V）表一只：測量界限0～500V，三位半數(shù)字顯露，寫入阻抗為10MΩ，精確度0.5級；
4）直線DC數(shù)字mA毫安表一只：測量界限為0～2000mA，三位半數(shù)字顯露，精確度0.5級。
（6）人身安全保護(hù)體系
三相隔離變壓器一組：三相電源首先經(jīng)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，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計(jì)），對人身安全起到一定的保護(hù)作用。
電流（A）型漏電保護(hù)裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流（A）超過一定值，即切斷電源。
實(shí)驗(yàn)連接線及插頭座：強(qiáng)、弱電連接線及插頭座分開，不能混插。強(qiáng)電連接線及插頭座應(yīng)用全封閉工序技藝，使用安全、可靠、防觸電。
(7)定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀
（8）控制屏其它設(shè)施
控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)定有兩根不銹鋼管，可掛置實(shí)驗(yàn)部位件，凹槽下部設(shè)定有3芯插頭座，箱式掛式模塊件的供電由這些插頭座提供。控制屏兩邊設(shè)定有一相三極220V電源插頭座及三相四極380V電源插頭座。
　2、DK02實(shí)驗(yàn)桌
實(shí)驗(yàn)桌為鋼制雙層亞光密紋噴塑構(gòu)造，桌面為防火燒、防水浸、耐磨損高密度板,構(gòu)造堅(jiān)固，形狀似長方體封閉式構(gòu)造，造形美觀大方；設(shè)定有兩個(gè)大抽屜、儲(chǔ)物儲(chǔ)物柜門，用來放置工量具、放置掛式模塊件及圖紙文檔實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等。桌面用來裝配電源控制屏并提供一個(gè)寬敞舒適的作業(yè)臺(tái)面。實(shí)驗(yàn)桌還設(shè)定有四個(gè)萬能轉(zhuǎn)向輪和四個(gè)固定調(diào)動(dòng)機(jī)構(gòu)，方便位移和固定，有利于實(shí)驗(yàn)室的布置。
3、DQ03-1不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及智能數(shù)字顯露轉(zhuǎn)動(dòng)速度表
4、DQ27三相可調(diào)電阻（每組900Ω×2/0.41A）
5、DK03晶閘管主電子回路
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)定有保護(hù)裝置，晶閘管可經(jīng)過外加信號實(shí)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖寫入連接口），可更好的完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；設(shè)定有帶鏡面精密指針式直線DC電壓（V）表±300V一只，正反偏，精確度1.0。級帶鏡面直線DC電流（A）表±2A，正反偏，精確度1.0級一只。和平波電抗器一組（0，100mH，200mH，700mH）。
6、DK04三相晶閘管觸發(fā)電子回路
提供三相觸發(fā)電子回路、功放電子回路等，與"DK03"配套使用。
7、DK05 一相晶閘管觸發(fā)電子回路實(shí)驗(yàn)
提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電子回路、正弦波同步移相觸發(fā)電子回路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電子回路、一相交流ACAC調(diào)壓觸發(fā)電子回路及西門子TCA785包括觸發(fā)五種電子回路。
8、DK06電機(jī)調(diào)節(jié)速度控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）
提供以下模型塊：給定（帶數(shù)字顯露）、調(diào)動(dòng)器I、轉(zhuǎn)動(dòng)速度變換（FBS）、調(diào)動(dòng)器II、反號器（AR）、電流（A）變換（FBC）。其中調(diào)動(dòng)器I和調(diào)動(dòng)器II的比例增益由電位器調(diào)動(dòng)。
9、DK06-1電機(jī)調(diào)節(jié)速度控制實(shí)驗(yàn)（Ⅱ）
提供以下模型塊提供以下模型塊：零電平檢驗(yàn)測試（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
10、DK07直線DC斬波實(shí)驗(yàn)
按照西安交通大學(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)的直線DC斬波內(nèi)容而設(shè)計(jì)的；提供構(gòu)成直線DC斬波電子回路所需的元件和應(yīng)用專用的PWM控制包括電子回路SG3525?？赏瓿山虒W(xué)資料及實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書中降壓斬波電子回路（Buck Chopper）、升壓斬波電子回路（Boost Chopper）、升降壓斬波電子回路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斬波電子回路、Sepic斬波電子回路、Zeta斬波電子回路六種經(jīng)經(jīng)典型實(shí)驗(yàn)。
11、DK08給定及實(shí)驗(yàn)器件
提供給定（±15V可調(diào)電壓（V）輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護(hù)元件，內(nèi)部已連成三角形接法）、二極管等。
12、DK09新器件特性實(shí)驗(yàn)
提供SCR、GTO、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)驗(yàn)。
13、DK10可調(diào)電阻、電容箱
提供耐壓AC63V的可調(diào)電容三組，調(diào)動(dòng)界限為0.1～11.37µF，0～999kΩ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組；供電流（A）調(diào)動(dòng)器，速度調(diào)動(dòng)器反饋線路使用，可靈活改變調(diào)動(dòng)器的放大倍數(shù)及積分時(shí)間。
14、DK11一相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載
提供了一只0～250V/0.5KVA一相交流ACAC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)整流濾波電子回路以及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。
15、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（V）為127V/63.6V/31.8V），用來異步電機(jī)串級調(diào)節(jié)速度實(shí)驗(yàn)和三相橋式、一相橋式有源逆變電子回路實(shí)驗(yàn)；還設(shè)定有三相不控整流電子回路等模型塊。
16、DK13功率（W）器件驅(qū)動(dòng)電子回路實(shí)驗(yàn)箱
主要是為完成新器件特性實(shí)驗(yàn)提供驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電子回路，使學(xué)生理解電力電子新器件的驅(qū)動(dòng)特性。主要含有概括電源、驅(qū)動(dòng)電子回路、 PWM 波動(dòng)線發(fā)生器。
（1）電源：為驅(qū)動(dòng)電子回路提供電源，含有概括 ±5V 、 +20V 、 ±15V 直線DC電源。
（2）驅(qū)動(dòng)電子回路：含有概括 MOSFET 、 IGBT 、 GTR 和 GTO 的驅(qū)動(dòng)電子回路。其中 IGBT 的驅(qū)動(dòng)電子回路應(yīng)用了專用芯片 EXB841 。
（3） PWM 波動(dòng)線發(fā)生器：由 SG3525 為核心的 PWM 波動(dòng)線發(fā)生器主要為新器件驅(qū)動(dòng)電子回路提供 PWM 驅(qū)動(dòng)波動(dòng)線；可以經(jīng)過頻率調(diào)動(dòng)旋鈕實(shí)行頻率調(diào)動(dòng)；經(jīng)過占空比電位器來調(diào)動(dòng) PWM 波的占空比；頻率界限分為 2 擋，經(jīng)過鈕子開關(guān)變換，高頻檔是為 MOSFET 和 IGBT 驅(qū)動(dòng)電子回路提供 PWM 波動(dòng)線，頻率調(diào)動(dòng)界限 4KHz ～ 10KHz ；低頻檔是為 GTR 和 GTO 驅(qū)動(dòng)電子回路提供 PWM 波動(dòng)線，頻率調(diào)動(dòng)界限 400Hz ～ 1KHz ；占空比均能從 0% 調(diào)至 100% 。
17、DK14一相交直交變頻原理
按照普通高等教育"九五"國家級重點(diǎn)教學(xué)資料及實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，王兆安、黃俊主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)的相關(guān)內(nèi)容實(shí)行研發(fā)，用來展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生理解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號的形成方法，理解IGBT管專用包括驅(qū)動(dòng)芯片的特別點(diǎn)及其使用。能完成如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：1、SPWM波動(dòng)線成的過程；2、交直交變頻電子回路在不一樣負(fù)載（電阻，電感和電機(jī)）時(shí)的作業(yè)現(xiàn)象和波動(dòng)線，并研究作業(yè)頻率對電子回路作業(yè)波動(dòng)線的影響；3、IGBT管專用包括驅(qū)動(dòng)芯片的作業(yè)特性。
18、DK17雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直線DC調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
可完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：(1)全橋DC/DC變換電子回路實(shí)驗(yàn)；(2)雙閉環(huán)可逆直線DC脈寬調(diào)節(jié)速度實(shí)驗(yàn)。
19、DK19半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源
提供了半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的主電子回路和控制電子回路，主電子回路的電力電子器件為電力MOSFET管；控制電子回路應(yīng)用專用PWM控制包括電子回路SG3525，應(yīng)用恒頻脈寬調(diào)制控制方案?？赏瓿?開關(guān)電子回路在開環(huán)與閉環(huán)下負(fù)載特性的測量試驗(yàn)"以及"電源電壓（V）波動(dòng)對輸出的影響"等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
19、DK22 一相調(diào)壓/調(diào)功電子回路
按照西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的相關(guān)內(nèi)容而設(shè)計(jì)的，完成一相交流ACAC調(diào)壓和交流ACAC調(diào)功的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。應(yīng)用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流ACAC調(diào)壓實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用由雙向觸發(fā)二極管包括觸發(fā)控制電子回路；在交流ACAC調(diào)功實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用由555時(shí)基電子回路和KC08構(gòu)成觸發(fā)控制電子回路。
20、DQ07直線DC發(fā)電機(jī) （200V、1.1A、220W、1600r/min）
21、DQ09直線DC并勵(lì)電機(jī) （185W，220V，1500r/min）
22、DQ11三相線繞式異步電機(jī)：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min
23、GDQ12線繞式異步電機(jī)起動(dòng)與調(diào)節(jié)速度電阻箱
提供0、2歐、5歐、15歐、35歐五檔同軸聯(lián)調(diào)的三相繞線異步電機(jī)轉(zhuǎn)子起動(dòng)、調(diào)節(jié)速度電阻一組。
24、GDK28異步電機(jī)變頻調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
提供三菱FR-D720變頻器1只（0.4KW），外圍端子引出到操作面板，設(shè)定有BOP實(shí)操板，及模仿調(diào)節(jié)速度電位器1只。
25、DQ10三相異步電機(jī)（380V/Y/220V/△） 1420r/min
26、-06實(shí)驗(yàn)連接線：
按照不一樣實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特別點(diǎn)，配備裝備兩種不一樣的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線，強(qiáng)電部分應(yīng)用高可靠護(hù)套構(gòu)造手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面應(yīng)用無氧銅抽絲而成頭發(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，設(shè)定有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭應(yīng)用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分應(yīng)用彈性鈹輕銅裸露構(gòu)造聯(lián)接線，兩種實(shí)驗(yàn)連接線全部只能協(xié)作相應(yīng)內(nèi)孔的插頭座，這樣大大提升了實(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
電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)（晶閘管部分）
1） 單結(jié)晶體管BT35觸發(fā)電子回路
2） 鋸齒波同步移相觸發(fā)電子回路
3） 正弦波移相觸發(fā)電子回路
4） TCA785 包括觸發(fā)電子回路
5） 一相半波可控整流電子回路
6） 一相橋式半控整流電子回路
7） 一相橋式全控整流電子回路及有源逆變電子回路
8） 三相半波可控整流電子回路實(shí)驗(yàn)
9） 三相半波有源逆變電子回路
10） 三相橋式半控整流電子回路
11） 三相橋式全控整流及有源逆變電子回路
12） 一相交流ACAC調(diào)壓電子回路
13） 三相交流ACAC調(diào)壓電子回路
（二）電力電子器件特性實(shí)驗(yàn)
1） 晶閘管（SCR）特性實(shí)驗(yàn)
2） 門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性實(shí)驗(yàn)
3） 電力晶體管（GTR）的特性研究
4） 功率（W）場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的主要功能數(shù)值測量
5） 功率（W）場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的驅(qū)動(dòng)電子回路研究（SG3525）
6） 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT) 的主要功能數(shù)值測量
7） 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)驅(qū)動(dòng)電子回路的研究（EXB841）
8） 雙向晶閘管特性研究
（三）電力電子器件經(jīng)經(jīng)典型線路實(shí)驗(yàn)
1）一相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電子回路實(shí)驗(yàn)
　 2）半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的功能研究
　 3）直線DC斬波電子回路的功能研究
（降壓斬波電子回路、升壓斬波電子回路、升降壓斬波的電子回路、Cuｋ斬波電子回路、Sepic斬波電子回路、Zeta斬波電子回路）　
（三）電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)部分
直線DC調(diào)節(jié)速度部分
1）晶閘管直線DC調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)主要單元的調(diào)節(jié)測試
3）轉(zhuǎn)動(dòng)速度單閉環(huán)直線DC調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
4）電流（A）單閉環(huán)直線DC調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
5) 電壓（V）、電流（A）雙閉環(huán)直線DC調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
6）轉(zhuǎn)動(dòng)速度、電流（A）雙閉環(huán)直線DC調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
7）邏輯無環(huán)流可逆調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
交流ACAC電機(jī)調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
1）雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(SCR)；
2）雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串極調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(SCR)；
三相異步電機(jī)變頻調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
1）變頻器功能功能數(shù)值設(shè)定與實(shí)操
2）變頻器報(bào)警與保護(hù)功能
3）外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
4）變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
5）多段速度選用變頻調(diào)節(jié)速度
6）變頻器無級調(diào)節(jié)速度
7）基于外部模仿量（電壓（V）/電流（A））控制方法的變頻調(diào)節(jié)速度
8）瞬時(shí)停電啟動(dòng)控制
七、裝置的配備表單：