電力電子技術及電機控制實驗裝置【GLDDZ-T】

一、概 述

“GLDDZ-T型電力電子技術及電機控制實驗裝置”依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教材《電力電子技術》(第四版)、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第三版）等實驗大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中具有結構合理、功能完善、可靠性好、性價比高等優(yōu)點。

二、特 點

1.綜合性強 本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學校電力電子、半導體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機控制、控制理論等實驗項目。

2.適應性強 能滿足各類學校相應課程的實驗教學，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)教學的進程作有機的結合，裝置采用積木式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

3.整套性強 從專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結合實驗的需要進行配套。

4.直觀性強 各實驗掛件采用分隔結構形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確，操作、維護方便。

5.科學性強 裝置占地面積少，節(jié)約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經(jīng)特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數(shù)；小電機耗電省，節(jié)約能源，實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環(huán)境；實驗內(nèi)容豐富，設計合理，除了加深理論知識外還可結合實際開設設計性實驗。

6.開放性強 控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)視及短路保護等功能，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠；控制屏還設有實驗管理器，為學生實驗技能的考核提供一個統(tǒng)一的標準。由于整套裝置經(jīng)過精心設計，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，這些均為開放性實驗室，創(chuàng)造了條件。

7.先進性強 裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實驗的基礎上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動以及典型的新器件應用的大量現(xiàn)代電力電子技術實驗，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。

三、適用范圍

本裝置涵蓋了各高等院校等所開設的《電力電子技術》(或稱半導體變流技術)、《直流調(diào)速》、《交流調(diào)速》、《電機控制》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》及《控制理論》等專業(yè)課程所要求的實驗項目。

四、技術性能

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

勵磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護。

(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，量程自動判斷、自動切換，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，量程自動判斷、自動切換，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器，然后經(jīng)鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。

電壓型漏電保護器1：對隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進行保護，使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘，切斷電源。

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

電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。

實驗連接線及插座：強、弱電連接線及插座分開，不能混插。強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。

（5）實驗管理器

具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區(qū)分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。

（6）控制屏其它設施

控制屏正面大凹槽內(nèi)，設有兩根不銹鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有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有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設有實驗裝置照明用的40W日光燈一盞。

2.DD02實驗桌

實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體封閉式結構，造形美觀大方；設有兩個大抽屜、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寬敞舒適的工作臺面。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。

3.DQ03－1不銹鋼電機導軌、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，每只晶閘管均設有保護裝置，正、反橋晶閘管可通過外加信號進行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實驗；設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)電路實驗

提供單結晶體管觸發(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電機調(diào)速控制實驗（Ⅰ）

提供以下模塊：電流反饋與過流保護(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)，實驗時可以靈活改變系統(tǒng)的參數(shù)，觀測不同的參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性及相應時間等影響；更可以讓學生從調(diào)速系統(tǒng)的各種參數(shù)(如電機的機電時間常數(shù)等)出發(fā)對調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間的參數(shù)分別設計，同時進行實際結果的驗證，從而完成設計性實驗。

9.DK07直流斬波實驗

根據(jù)西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四版)中相關的直流斬波內(nèi)容而設計的；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驗。

10.DK09新器件特性實驗

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)動特性實驗。

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十進制可調(diào)電阻兩組。

12.DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負載

提供一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應的實驗提供可調(diào)電源；一個整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調(diào)電阻，為相應的實驗提供一個可調(diào)的阻性負載。

13.DK12變壓器實驗

提供三相芯式變壓器一個（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機串級調(diào)速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設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

15.DQ09直流并勵電動機

16.DQ11三相線繞式異步電動機

17.DK30線繞式異步電機轉(zhuǎn)子專用箱

18.實驗連接線：根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗連接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質(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構連接線，兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全性及合理性。

六、實驗項目

（一）電力電子技術實驗項目

1.單結晶體管觸發(fā)電路

2.正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗

3.鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗

4.單相半波可控整流電路實驗

5.單相橋式半控整流電路實驗

6.單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

7.三相半波可控整流電路實驗

8.三相橋式半控整流電路實驗

9.三相半波有源逆變電路實驗

10.三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

11.單相交流調(diào)壓電路實驗

12.三相交流調(diào)壓電路實驗

13.直流斬波電路原理實驗

14.單向晶閘管（SCR）特性實驗

15.可關斷晶閘管（GTO）特性實驗

16.功率場效應管（MOSFET）特性實驗

17.電力晶體管（GTR）特性實驗

18.絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實驗

19.可關斷晶閘管（GTO）驅(qū)動與保護電路實驗

20.功率場效應管（MOSFET）驅(qū)動與保護電路實驗

21.電力晶體管（GTR）驅(qū)動與保護電路實驗

22.絕緣雙極型晶體管（IGBT）驅(qū)動與保護電路實驗

（二）典型電力電子器件線路實驗

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）直流電機調(diào)速實驗

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

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)實驗

4.雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗

5.雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實驗

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