電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置【GLDDZ-T】

一、概 述

“GLDDZ-T型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置”依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》(第四版)、《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（第三版）等實(shí)驗(yàn)大綱的要求，吸收國內(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，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中具有結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

二、特 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，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)視及短路保護(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；控制屏還設(shè)有實(shí)驗(yàn)管理器，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)過精心設(shè)計(jì)，加上可靠的元器件及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，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) 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)識和了解，緊跟時(shí)代步伐。

三、適用范圍

本裝置涵蓋了各高等院校等所開設(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)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℃　相對濕度＜85％（25℃） 海拔＜4000m

3.裝置容量:＜1.5KVA

4.外形尺寸:187×73×162 cm3

五、裝置配置

1.DD01電源控制屏

(1)交流電源（均帶有過流保護(hù)措施）

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)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；

②真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級，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：測量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，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：測量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級，為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；

⑤直流數(shù)字電流表一只：測量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有超量程報(bào)警、指示、切斷總電源等功能，為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。

(4)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。

電壓型漏電保護(hù)器1：對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。

電壓型漏電保護(hù)器2：對隔離變壓器后的線路及實(shí)驗(yàn)過程中的接線等出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，發(fā)出報(bào)警信號并切斷電源，確保人身安全。

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)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。

（5）實(shí)驗(yàn)管理器

具有設(shè)定實(shí)驗(yàn)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。

（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12芯、10芯、4芯、3芯等插座， 掛箱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)裝置照明用的40W日光燈一盞。

2.DD02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)驗(yàn)室的布局。

3.DQ03－1不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測速系統(tǒng)（日本歐姆龍1024光電編碼器）及數(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，正、反橋晶閘管可通過外加信號進(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±500V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±5A，精度1.0級各一只和平  波電抗器一組。

6.DK04三相晶閘管觸發(fā)電路

提供三相觸發(fā)電路、功放電路等，與“DK03”配套使用。

7.DK05晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)

提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路及西門子TCA785觸發(fā)電路共五種觸發(fā)電路。

8.DK06電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）

提供以下模塊：電流反饋與過流保護(hù)(FBC+FA)、給定器(G)、轉(zhuǎn)速變換器(FBS)、反號器(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DK08上獲得)，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以靈活改變系統(tǒng)的參數(shù)，觀測不同的參數(shù)對系統(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.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。可完成教材中降壓斬波電路（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)驗(yàn)。

10.DK09新器件特性實(shí)驗(yàn)

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，與DK06配套使用，可測定其特性曲線；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)。

11.DK10可調(diào)電阻、電容箱

提供耐壓AC63V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。

12.DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載

提供一只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。

13.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、副邊繞組電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機(jī)串級調(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和逆變變壓器各一組。

14.DQ07-1直流發(fā)電機(jī)

15.DQ09直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)

16.DQ11三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)

17.DK30線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱

18.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)連接線，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)連接線，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)的安全性及合理性。

六、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（一）電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1.單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

2.正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)

3.鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)

4.單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)

5.單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)

6.單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)

7.三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)

8.三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)

9.三相半波有源逆變電路實(shí)驗(yàn)

10.三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)

11.單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)

12.三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)

13.直流斬波電路原理實(shí)驗(yàn)

14.單向晶閘管（SCR）特性實(shí)驗(yàn)

15.可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性實(shí)驗(yàn)

16.功率場效應(yīng)管（MOSFET）特性實(shí)驗(yàn)

17.電力晶體管（GTR）特性實(shí)驗(yàn)

18.絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實(shí)驗(yàn)

19.可關(guān)斷晶閘管（GTO）驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)

20.功率場效應(yīng)管（MOSFET）驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)

21.電力晶體管（GTR）驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)

22.絕緣雙極型晶體管（IGBT）驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)

（二）典型電力電子器件線路實(shí)驗(yàn)

直流斬波電路性能研究（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）

（三）直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

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

2.晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試

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

同步PC版：

GLDDZ-T型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置http://www.gaolian.tech/prodisplay.php?id=373