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现代电力电子技术实验装置,电力电子及电气控制实训台
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现代电力电子技术实验装置

现代电力电子技术实验装置,电力电子及电气控制实训台依据西安交通大学王兆安编著的《电力电子技术》(第五版)、《半导体变流技术》教材 ...

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本文关键词:现代电力电子技术实验装置
ZRDDZ-2现代电力电子技术实验装置

一、概述

电力电子及电气控制实训台是依据西安交通大学王兆安编著的《电力电子技术》(第五版)、《半导体变流技术》教材实验大纲的要求,吸收国内、外同类产品的优点,充分考虑了实验室的现状和发展趋势,对原"电力电子技术及电机控制实验装置"在外形、功能上进行优化组合,精心研制而成。
现代电力电子技术实验装置,电力电子及电气控制实训台

二、适用范围

现代电力电子技术实验装置涵盖了各高等院校等所开设的"电力电子技术"、"半导体变流技术"等专业课程所要求的实验项目。

三、技术性能

  1、输入电源: 三相四线(或三相五线 380V±10% 50HZ)
  2、工作环境: 温度-10℃-+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拨<4000m 
  3、装置容量:<1000W
4、外形尺寸:1620×700×1600 mm

四、装置的基本装备

  1、DX-01电源控制屏(铁质双层亚光密纹喷塑结构,铝质面板) 
(1) 实验装置采用三相380V交流供电,通过开关切换分别输出三相200V和230V交流电源。
(2)高压直流电源直流电源:输出220V/0.5A,具有输出短路保护。 
  (3)数字式仪表
  ①.交流数字电压表:可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压,精度1.0级; 
  ②.真有效值交流数字电压表一只:测量范围0~500V,量程自动判断、自动切换,精度0.5级,三位半数显,为交流调速系统提供电压指示。
  ③.真有效值交流数字电流表一只:测量范围0~5A,量程自动判断、自动切换,精度0.5级,三位半数显,具有超量程告警、指示及切断总电源功能,为调速系统提供电流的指示; 
  ④.直流数字电压表一只:测量范围0~300V,三位半数显,输入阻抗为10MΩ,精度0.5级; 
  ⑤.直流数字电流表一只:测量范围0~5A,三位半数显,精度0.5级,具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。 
  (4)带镜面的指针表:直流电压表(测量范围0~±300V,为中零式,精度为1.0级)直流电流表(测量范围0~±2A,为中零式,精度为1.0级) 
  (5)三相可调电阻(90Ω×2/0.41A一个 、900Ω×2/0.41A两个) 
  (6)平波电抗器:提供100mH、200mH、700mH电感,在1A下保持线性。 
  (7)给定:±15V可调电压输出,带数显,指示输出电压。 
  (8)单相调压:提供了一只0~250V/0.5KVA单相交流自耦调压器,为相应的实验提供可调交流电源,并带短路保护。
(9)三相整流滤波电路:可对单相及三相交流电源进行整流和滤波,具有输出短路保护。 
  (10)变压器:提供三相芯式变压器一个(该变压器有2套副边绕组,原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V),用于三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验。 
  (11)人身安全保护体系 三相隔离变压器一组:三相电源首先通过三相漏电保护器,然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器,使主电路输出与电网隔离(浮地设计),对人身安全起到一定的保护作用。
  电压型漏电保护器1:对隔离变压器前的线路出现的漏电现象进行保护,使控制屏内的接触器跳闸,切断电源。
  实验连接线及插座:强、弱电连接及插座分开,不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺,使用安全、可靠、防触电。 
  (12)实验管理器
  具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能;还可以自动记录与区分由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警等。
  (13)控制屏其它设施 控制屏正面大凹槽内,设有两根圆型钢管,可挂置实验部件,凹槽底部设有3芯插座, 挂件的供电由这些插座提供。控制屏两侧设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。
  2、DX02实验桌
  实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固,形状似长方体结构,造形美观大方;设有两个大抽屉,用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构,便于移动和固定,有利于实验室的布局。
  3、DK03-1三相可控整流电路(一)
  提供6只5A/1000V的晶闸管,6只5A/1000V的二极管,每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置,晶闸管可通过外加触发信号进行触发(留有触发脉冲输入接口),可更好的完成设计性实验。触发信号接口设有扭子开关,可以模拟触发信号的丢失。 三相触发电路由KC04、KC41、KC42、4066等集成电路组成,可通过钮子开关选择双窄脉冲或宽脉冲,同时提供六路触发脉冲功放电路等。 
  4、DK05晶闸管触发电路(一) 
  提供单结晶体管触发电路实验、锯齿波同步移相触发电路实验。
  5、DK13功率器件驱动与保护电路(一)
  主要是为完成新器件特性实验提供电源、驱动电路及PWM波形发生器。
  (1)电源:为驱动电路提供电源,包括±5V、±15V和+20V直流电源。
  (2)驱动电路:包括GTO,GTR,MOSFET和IGBT的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用专用芯片EXB841,其它的由运放、门电路及分立元件组成。
  (3)PWM波形发生器:以SG3525为核心的PWM波形发生器主要是为新器件驱动电路提供PWM驱动波形,可以通过频率调节旋钮进行频率调节;通过占空比电位器来调节PWM波的占空比。频率范围分为2挡,通过钮子开关切换,高频档是为MOSFET和IGBT驱动电路提供PWM波形,频率调节范围4KHz~10KHz;低频档是为GTR和GTO驱动电路提供PWM波形,频率调节范围400Hz~1KHz;占空比可从0%调至100%。
  6、DK14单相交直交变频原理
  根据普通高等教育"九五"国家级重点教材王兆安,黄俊主编的《电力电子技术》(第四版)的内容进行开发。用于展示交直交变频原理,主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法,了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用,能完成如下实验项目: 
  1)SPWM波形成的过程;
  2)交直交变频电路在不同负载(电阻,电感)时的工作情况和波形,并研究工作频率对电路工作波形的影响;
  3)IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。 
  7、DK19半桥型开关稳压电源
  提供了半桥型开关稳压电源的主电路和控制电路,主电路的电力电子器件为电力MOSFET管;控制电路采用专用PWM控制集成电路SG3525,采用恒频脉宽调制控制方案。可完成"开关电路在开环与闭环下负载特性的测试"以及"电源电压波动对输出的影响"等实验内容。
  8、DK07直流斩波实验
  根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关内容而设计。提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。可完成教材中降压斩波电路(Buck Chopper)、升压斩波电路(Boost Chopper)、升降压斩波电路(Boost -Buck Chopper)、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。
  9、DK22单相交流调压/调功电路 
  根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关内容而设计,实现单相交流调压和交流调功的实验内容。采用的电力电子器件为双向晶闸管,在交流调压实验中采用由双向触发二极管构成触发控制电路;在交流调功实验中采用由555时基电路组成触发控制电路。
   10、DX17实验元器件
  提供晶闸管(均设有RC吸收和保险丝保护)、二极管及灯座、RC吸收电路。 
11、DK05晶闸管触发电路(三) 
提供西门子TCA785集成触发电路。
12、DQ10三相鼠笼式异步电动机
13、ACM-1西门子矢量控制变频器MM440的三相异步电机变频调速系统
提供西门子矢量控制变频器MM440一只及一个BOP操作板,功率0.37KW。
14、DK17  DC-DC变换模块,
主回路(采用IGBT构建),控制回路采用基于SG3525集成芯片设计的PWM发生器。
15、实验连接线:
根据不同实验项目的特点,配备两种不同的实验联接线,强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线(不存在任何触电的可能),里面采用无氧铜抽丝而
成头发丝般细的多股线,达到超软目的,外包丁晴聚氯乙烯绝缘层,具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点,插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片,接触安全可靠;弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线,两种导线都只能配合相应内孔的插座,这样大大提高了实验的安全及合理性。

五、本装置能开设的实验项目(以上配置)

(一)晶闸管触发电路实验项目
1.单结晶体管触发电路
2.KC05单相交流调压触发电路
3.锯齿波同步移相触发电路实验
4.三相集成锯齿波触发电路实验(由KC04/KC09等组成)
5. 西门子TCA785集成触发电路
(二)晶闸管线路实验项目
1.单相半波可控整流电路实验
 2.单相桥式半控整流电路实验
 3.单相桥式全控整流及有源逆变电路实验
 4.三相半波可控整流电路实验
 5.三相桥式半控整流电路实验
 6.三相半波有源逆变电路实验
 7.三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
8.单相交流调压电路实验
 9.单相交流调功电路实验
 10.三相交流调压电路实验
(三)新器件特性及驱动保护实验项目
1.单向晶闸管(SCR)特性实验
 2.双向晶闸管(BCR)特性实验
 3.功率场效应管(MOSFET)特性实验
 4.功率晶体管(GTR)特性实验
5.门极可关断晶闸管(GT0)特性实验
6.绝缘双极性晶体管(IGBT)特性实验
7.功率场效应管(MOSFET)驱动与保护电路实验
 8.功率晶体管(GTR)驱动与保护电路实验
9.门极可关断晶闸管(GT0)驱动与保护电路实验
 10.绝缘双极性晶体管(IGBT)驱动与保护电路实验
(四)典型新器件线路实验
1.单相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变电路实验
 2.半桥型开关稳压电源的性能研究
 3.直流斩波电路的性能研究
(降压斩波电路BUCK、升压斩波电路BOOST、升降压斩波的电路BUCK-BOOST、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路) 
4. DC/DC 变换电路
(五)三相异步电机变频调速系统
1. MM440变频器的面板认识
2. MM440变频器面板基本操作控制
3. MM440变频器控制端口开关操作运行
4. MM440变频器的模拟信号操作控制
5. MM440变频器数字量控制三段固定频率运行
6. MM440变频器数字量控制七段固定频率运行

六、实验测量仪表组件、电机及挂箱明细表:

序号 编号 名     称 数量 备注
1 DX01 电源控制屏 1套  
2 DX02 实验桌 1张  
3 DK03-1 三相可控整流电路(一) 1件  
4 DK05 晶闸管触发电路(一) 1件  
5 DK05-2 晶闸管触发电路(三) 1件  
6 DK13 功率器件驱动与保护电路 1件  
7 DK14 单相交直交变频原理 1件  
8 DK19 半桥型开关稳压电源 1件  
9 DK07 直流斩波实验(六种典型线路) 1件  
10 DK22 单相交流调压/调功电路 1件  
11 DX17 实验元器件 1件  
12 DK17 DC-DC 变换模块 1件  
13 ACM-1 西门子矢量控制变频器MM440组件 1件  
14 DQ10 三相鼠笼式异步电动机 1套  
15 07 高可靠护套结构手枪插实验连接线及配件 1套  
 

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文章来源:www.zhongrenkj.com     编辑:中人教仪厂     时间:2019-06-20 16:04

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