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SBDD-3電力電子技術(shù)實(shí)訓臺
一、概述
現代電力電子實(shí)驗臺,電力電子實(shí)訓臺,電力電子技術(shù)實(shí)訓裝置是依據西安交通大學(xué)王兆安編著(zhù)的《電力電子技術(shù)》（第五版）、《半導體變流技術(shù)》教材實(shí)驗大綱的要求，吸收國內、外同類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗室的現狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。
(設備結構參考圖片，具體以實(shí)物配置為準，可按用戶(hù)要求定做）
二、適用范圍
電力電子技術(shù)實(shí)訓裝置涵蓋了各類(lèi)院校所開(kāi)設的"電力電子技術(shù)"、"半導體變流技術(shù)"等專(zhuān)業(yè)課程所要求的實(shí)驗項目。
三、技術(shù)性能
1、輸入電源: 三相四線(xiàn)(或三相五線(xiàn) 380V±10％ 50HZ)
2、工作環(huán)境: 溫度-10℃－+40℃ 相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m
3、裝置容量：＜1000W
4、外形尺寸：1650×700×1580 mm
四、裝置的基本裝備
1、DX-01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質(zhì)面板）
（1）交流電源（帶有過(guò)流保護措施）提供交流電源：三相交流電源(220V/1.5A)
（2）高壓直流電源：輸出220V/0.5A，具有輸出短路保護。
（3）數字式儀表
①．交流數字電壓表：可通過(guò)其下方的波段開(kāi)關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線(xiàn)電壓，精度1.0級；
②．真有效值交流數字電壓表一只：測量范圍0～500V，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級，三位半數顯，為交流調速系統提供電壓指示。
③．真有效值交流數字電流表一只：測量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級，三位半數顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，為調速系統提供電流的指示；
④．直流數字電壓表一只：測量范圍0～300V，三位半數顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級；
⑤．直流數字電流表一只：測量范圍0～5A，三位半數顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。
（4）帶鏡面的指針表：直流電壓表（測量范圍0～±300V，為中零式，精度為1.0級）直流電流表（測量范圍0～±2A，為中零式，精度為1.0級）
（5）三相可調電阻（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(xiàn)性。
（7）給定：±15V可調電壓輸出，帶數顯，指示輸出電壓。
（8）單相調壓：提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器，為相應的實(shí)驗提供可調交流電源，并帶短路保護。
（9）三相整流濾波電路：可對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。
（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)驗。
（11）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(guò)三相漏電保護器，然后經(jīng)鑰匙開(kāi)關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。
電壓型漏電保護器：對隔離變壓器前的線(xiàn)路出現的漏電現象進(jìn)行保護，使控制屏內的接觸器跳閘，切斷電源。
電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現象，漏電流超過(guò)一定值，即切斷電源。
實(shí)驗連接線(xiàn)及插座：強、弱電連接及插座分開(kāi)，不能混插。強電連接線(xiàn)及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
（12）實(shí)驗管理器
具有設定實(shí)驗時(shí)間、定時(shí)報警、切斷電源等功能；還可以自動(dòng)記錄與區分由于接線(xiàn)或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
（13）控制屏其它設施 控制屏正面大凹槽內，設有兩根圓鋼管，可掛置實(shí)驗部件，凹槽底部設3芯插座，掛件的供電由這些插座提供�？刂破羶蓚仍O有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。
2、DX02實(shí)驗桌
實(shí)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(cháng)方體結構，造形美觀(guān)大方；設有兩個(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)寬敞舒適的工作臺面。實(shí)驗桌還設有四個(gè)萬(wàn)向輪和四個(gè)固定調節機構，便于移動(dòng)和固定，有利于實(shí)驗室的布局。
3、DX03 三相可控整流電路（一）
提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實(shí)驗。 三相觸發(fā)電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)選擇雙窄脈沖或寬脈沖，同時(shí)提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。
4、DK05晶閘管觸發(fā)電路
提供單結晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗、單相交流調壓觸發(fā)電路，鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗，正弦波觸發(fā)電路及TCA785集成觸發(fā)電路。
5、DK07直流斬波實(shí)驗根據西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第五版)中相關(guān)的直流斬波內容而設計的；提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專(zhuān)用的PWM控制集成電路SG3525�？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚�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。
6、DK09電力電子器件特性
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動(dòng)特性實(shí)驗。
7、DK13功率器件驅動(dòng)與保護電路
主要是為完成新器件特性實(shí)驗提供電源、驅動(dòng)電路及PWM波形發(fā)生器。
（1）電源：為驅動(dòng)電路提供電源，包括±5V、±15V和+20V直流電源。
（2）驅動(dòng)電路：包括GTO 和 GTR， MOSFET和IGBT的驅動(dòng)電路。其中IGBT的驅動(dòng)電路采用專(zhuān)用芯片EXB841，其它的由運放、門(mén)電路及分立元件組成。
（3）PWM波形發(fā)生器：以SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要是為新器件驅動(dòng)電路提供PWM驅動(dòng)波形，可以通過(guò)頻率調節旋鈕進(jìn)行頻率調節；通過(guò)占空比電位器來(lái)調節PWM波的占空比。頻率范圍分為2擋，通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)切換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅動(dòng)電路提供PWM波形，頻率調節范圍4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅動(dòng)電路提供PWM波形，頻率調節范圍400Hz～1KHz；占空比可從 0%調至100%。
8、DK14單相交直交變頻原理
根據普通高等教育"九五"國家級重點(diǎn)教材王兆安，黃俊主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）的內容進(jìn)行開(kāi)發(fā)。用于展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專(zhuān)用集成驅動(dòng)芯片的特點(diǎn)及其使用，能完成如下實(shí)驗項目：
1）SPWM波形成的過(guò)程；
2）交直交變頻電路在不同負載（電阻，電感）時(shí)的工作情況和波形，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；
3）IGBT管專(zhuān)用集成驅動(dòng)芯片的工作特性。
9、DX17實(shí)驗元器件
提供晶閘管（均設有RC吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作為過(guò)壓保護元件，內部已連成三角形接法）二極管及燈座、RC吸收電路�！�
10、實(shí)驗連接線(xiàn)根據不同實(shí)驗項目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗聯(lián)接線(xiàn)，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線(xiàn)（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)絲般細的多股線(xiàn)，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(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構聯(lián)接線(xiàn)，兩種導線(xiàn)都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實(shí)驗的安全及合理性。
11、透明型電力電子應用創(chuàng )新實(shí)訓模塊：(全室配1套，便于學(xué)生對電力電子器件及應用電路的直觀(guān)認識）電力電子應用創(chuàng )新實(shí)訓模塊底盒使用190mm×145mm，124mm×145mm兩種開(kāi)模有機透明封閉塑料底盒，模塊面板采用藍色印制電路板PCB工藝，可以直觀(guān)看到器件的實(shí)物及相關(guān)的原理圖。對于高壓電路安裝在面板背面，或者通過(guò)雙圈接線(xiàn)柱引出接口，透過(guò)透明底盒能夠看到器件實(shí)物，方便感性認識。
包含三相同步信號電路單元模塊、TC787AP三相集成脈沖觸發(fā)電路模塊（設有單雙脈沖切換開(kāi)關(guān)，封鎖及輸出開(kāi)關(guān)，移相電位器等）、六路功率三極管BU406及灌封脈沖變壓器隔離的脈沖輸出電路，PWM脈沖發(fā)生器及四路功率橋功率輸出電路、二極管整流電路、四路IGBT功率橋電路及LEM電流傳感器檢測電路、三相晶閘管整流電路、基于DSP的三相異步電機IPM逆變調速模塊電路（矢量控制）、變頻調速按鍵與LED顯示電路模塊，交流電壓檢測儀表、交流電流檢測儀表、直流電壓和電流檢測儀表等。
本套件可完成單相半波不控整流電路實(shí)訓，單相全橋不控整流電路實(shí)訓，三相晶閘管觸發(fā)電路實(shí)訓，三相半波整流電路實(shí)訓，三相半控橋式整流電路實(shí)訓，三相橋式整流電路實(shí)訓，三相交流調壓電路實(shí)訓，DC/DC 全橋IGBT整流電路實(shí)訓，直流電機H橋IGBT可逆調速電路實(shí)訓，交流電機矢量變頻調速電路實(shí)訓等。
12、實(shí)訓室安全用電智能控制系統（整個(gè)實(shí)驗室只需配置1套，安裝在總電源處）
智能電源管理系統具有過(guò)溫、短路、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時(shí)，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導致跳閘時(shí)，不能人為上電，只能通過(guò)遠程清除故障后，才能上電成功；能通過(guò)無(wú)線(xiàn)4G和有線(xiàn)以太網(wǎng)與手機APP和PC端云平臺通訊，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )的情況下，教室整套智能電源管理系統可離線(xiàn)獨立運行。
1、智能終端：智能電源管理系統以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實(shí)時(shí)監控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語(yǔ)音播報功能。能實(shí)時(shí)監測三相電壓、電流、功率，功率因數、頻率、電能等參數，液晶觸摸屏監測數值。能監控實(shí)驗室電源的故障類(lèi)型和故障次數；設備時(shí)間管理包含年月日時(shí)間的顯示；用戶(hù)通過(guò)刷卡方式請求開(kāi)啟設備，PC端進(jìn)行授權之后，設備可啟動(dòng)使用，PC端可分時(shí)預約設備的啟動(dòng)和停止！
五、本裝置能開(kāi)設的實(shí)驗項目（以上配置）
（一）晶閘管觸發(fā)電路實(shí)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(shí)驗
3）鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗
4）單相集成鋸齒波觸發(fā)電路實(shí)驗（由 Tca785 組成）
5）三相集成鋸齒波觸發(fā)電路實(shí)驗
（二）晶閘管線(xiàn)路實(shí)驗項目
1）單相半波可控整流電路實(shí)驗
2）單相橋式半控整流電路實(shí)驗
3）單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗
4）三相半波可控整流電路實(shí)驗
5）三相橋式半控整流電路實(shí)驗
6）三相半波有源逆變電路實(shí)驗
7）三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗
8）單相交流調壓電路實(shí)驗
9）單相交流調功電路實(shí)驗
10）三相交流調壓電路實(shí)驗
（三）新器件特性及驅動(dòng)保護實(shí)驗項目
1）單向晶閘管（ SCR ）特性實(shí)驗
2）可關(guān)斷晶閘管（ GTO ）特性實(shí)驗
3）功率場(chǎng)效應管（ MOSFET ）特性實(shí)驗
4）功率晶體管（ GTR ）特性實(shí)驗
5）絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）特性實(shí)驗
6）可關(guān)斷晶閘管（ GTO ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
7）功率場(chǎng)效應管（ MOSFET ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
8）功率晶體管（ GTR ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
9）絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
（四）典型新器件線(xiàn)路實(shí)驗
1）單相正弦波脈寬調制（ SPWM ）逆變電路實(shí)驗
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）
六、實(shí)驗測量?jì)x表組件及掛箱明細表：
|
序號 |
編號 |
名 稱(chēng) |
數量 |
|
1 |
DX01 |
電源控制屏 |
1套 |
|
2 |
DX02 |
實(shí)驗桌 |
1張 |
|
3 |
DX03-1 |
三相可控整流電路（一） |
1件 |
|
4 |
DK05 |
晶閘管觸發(fā)電路 |
1件 |
|
5 |
DK07 |
直流斬波實(shí)驗（六種典型線(xiàn)路） |
1件 |
|
6 |
DK09 |
電力電子器件特性實(shí)驗 |
1件 |
|
7 |
DK13 |
功率器件驅動(dòng)與保護電路 |
1件 |
|
8 |
DK14 |
單相交直交變頻原理 |
1件 |
|
9 |
DX17 |
實(shí)驗元器件 |
1件 |
|
10 |
連接線(xiàn) |
高可靠護套結構手槍插實(shí)驗連接線(xiàn) |
1套 |
|
11 |
透明型電力電子 |
透明型電力電子應用創(chuàng )新實(shí)訓模塊(便于學(xué)生對電力電子器件及應用電路的直觀(guān)認識）
|
全室 配1套 |
|
12 |
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實(shí)訓室安全用電智能電源管理控制系統（整個(gè)實(shí)驗室配置1套） |
全室 配1套 |
|
13 |
輔助教學(xué)軟件 |
（1）電機與變壓器仿真教學(xué)軟件（正版3D軟件，便于升級） （2）電力拖動(dòng)仿真教學(xué)軟件（正版3D軟件，有軟件著(zhù)作權，便于升級） （3）電工作業(yè)培訓（ 用電安全與觸電急救）仿真教學(xué)軟件（正版3D軟件，有軟件著(zhù)作權，便于升級） |
網(wǎng)絡(luò )版 50個(gè)接點(diǎn) |
