MY-C2電力電子技術實驗裝置

電力電子技術實驗裝置-依據西安交通大學王兆安編著的《電力電子技術》（第四版）、《半導體變流技術》教材實驗大綱的要求，吸收國內、外同類產品的優點，充分考慮（lǜ）了實（shí）驗室的現（xiàn）狀（zhuàng）和發展趨勢，對原電力電（diàn）子技術及（jí）電（diàn）機（jī）控製實驗裝（zhuāng）置 ” 在外形、功（gōng）能（néng）上進行優化組合，精心（xīn）研製而成。
該（gāi）實驗裝置涵蓋了各高等院校等所開設的電力電子技術、半導體變流技術等（děng）專業課程所要求的實驗項目。
二、技術性能：
1、輸入電（diàn）源 : 三（sān）相四（sì）線 ( 或三相五線 380V±10 ％ 50HZ)
2、工作環境 : 溫度 -10℃ － + 40℃ 　相對濕度＜ 85 ％（ 25℃ ）　海撥＜ 4000m
3、裝置容量：＜ 1000W
4、外形尺寸： 155×79.5× 147 cm
5、移動腳輪：100*60mm
三、基本裝備：
1、DQ-01 電源（yuán）控製屏（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質麵板）
（ 1 ）交流電源（帶有過流保（bǎo）護措施）
提供交流電源：三相交流電（diàn）源（yuán） (220V/ 1.5A )
（ 2 ）高壓直流電源
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（biǎo）：可通過其下方的波（bō）段開關切換指示三相電網輸入（rù）線電（diàn）壓，精度（dù） 1.0 級（jí）；
2）真有（yǒu）效（xiào）值（zhí）交流數（shù）字電（diàn）壓表一隻：測量範圍 0 ～ 500V ，量（liàng）程自動判斷、自動切換，精度 0.5 級（jí），三位半數顯，為交（jiāo）流調速係統提供電壓指示。
3）真（zhēn）有效值交流數字電流表一隻：測量範圍 0 ～ 5A ，量程自動判斷、自動切換，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，為調速係統（tǒng）提供電流的指示；
4）直流數字電壓表一隻：測量範（fàn）圍 0 ～ 300V ，三位半（bàn）數顯，輸入阻抗為 10M Ω ，精度 0.5 級；
5）直流數字電流表一隻：測量範圍 0 ～ 5A ，三位半數（shù）顯，精度 0.5 級，具（jù）有超（chāo）量程報警、指（zhǐ）示、切（qiē）斷總電源等功（gōng）能。
（ 4 ）帶（dài）鏡麵的指針表：直流電壓表（biǎo）（測量範圍（wéi） 0 ～ ±300V ，為中零（líng）式，精度為 1.0 級）直流電流表（測量範圍 0 ～ ± 2A ，為中零式（shì），精度為 1.0 級）
（ 5 ）三相可調電阻（ 90Ω×2/ 0 .41A 一個 、 900Ω×2/ 0 .41A 兩個）
（ 6 ）平波電抗器：提供 100mH 、 200mH 、 700mH 電感，在 1A 下保持線性。
（ 7 ）給定： ±15V 可調（diào）電壓輸出，帶數顯，指（zhǐ）示輸出電（diàn）壓。
（ 8 ）單相調壓：提供了一隻 0 ～ 250V/0.5KVA 單相交流自耦調壓器，為相應的實驗提供可調交流電源，並帶過流保（bǎo）護。
（ 9 ）三（sān）相整流濾波電（diàn）路：可對單相及三相交流電源進行整流和濾波，具有（yǒu）輸出短路（lù）保護。
（ 10 ）變（biàn）壓器：提供（gòng）三相芯式變壓器一個（該變壓器有 2 套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為 127V/63.6V/31.8V ），用（yòng）於三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗。
（ 11 ）人身安（ān）全保（bǎo）護體係：
1）三相（xiàng）隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然後經鑰匙（shí）開關（guān）、接觸器到隔離變壓器（qì），使主電（diàn）路輸出與電網隔離（浮地設計（jì）），對人身安（ān）全起到一定的保護作用。
2）電壓型漏電保護器 1 ：對隔離變壓器前的線路出現的（de）漏電現象進（jìn）行保護，使控製屏內的接（jiē）觸器跳閘，切斷電源。
3）電壓型漏（lòu）電保護（hù）器（qì） 2 ：對隔離變壓器（qì）後（hòu）的線路及實驗過程中的接線（xiàn）等出現的漏電現象進行保護，發出報警信號並切（qiē）斷（duàn）電源，確保人身安全。
4）電流型漏電保護裝置（zhì）：控製屏若有漏電現象（xiàng），漏電流超過一定值，即切斷電（diàn）源。
5）實驗連接線及插座：強、弱（ruò）電連（lián）接及插座分開，不能混插（chā）。強電連（lián）接線及插座采（cǎi）用全封閉工藝，使用安（ān）全、可靠（kào）、防觸電。
（ 12 ）實驗管理器：具有設定實驗時間、定時（shí）報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區分由於接線或操作錯誤（wù）所造成的漏（lòu）電告（gào）警（jǐng）、儀表超量程告警等。
（ 13 ）控製屏其（qí）它設施
控製屏正麵大凹槽內，設（shè）有兩根（gēn）方（fāng）型不鏽鋼管，可掛置（zhì）實驗部件，凹槽底部設有 7 芯、 3 芯等插座， 掛件的供電由這些插座提供。控製屏兩側設有單相三極 220V 電源插座及三（sān）相四極 380V 電源插座。
2、實驗桌結構（gòu）：
實驗桌（zhuō）規格為1600（長（zhǎng））*700（寬）*1400（高），實（shí）驗桌主體結構全部采用高性能表麵氧化的鋁型材及一次成型鋁壓鑄框架連接（jiē）構件（jiàn），連接構件采用壓鑄成型工藝（非焊接工藝），經機加工、拋丸、噴砂，表（biǎo）麵靜電噴（pēn）塗（tú）工藝，安裝（zhuāng）方（fāng）便、快捷，用戶可自行DIY組裝（zhuāng）。桌體立（lì）柱（zhù）采用工業鋁型材成型（xíng）工藝，表麵氧（yǎng）化處理，截麵尺寸：70mm×70mm，四麵帶槽，槽寬約8mm，端部（bù）配套塑料堵頭。桌麵（miàn）采用25mmE1級三聚氰胺飾麵板，桌麵板下設支撐框架，承受力不少於150kg。配備儲（chǔ）存櫃，存（cún）放元件（jiàn）及工具，儲存（cún）櫃底部4隻高強（qiáng）度萬向可製動PU腳輪，方便移動。實驗裝置整體簡約不簡單，高端大氣，符合現代化（huà）產品審（shěn）美和發展趨勢。
實（shí）驗桌後（hòu）麵二支截麵尺寸70mm×70mm桌腳向上延伸，與（yǔ）一次成（chéng）型鋁壓鑄框架連接構件構成（非焊接工藝）牢固的支架，與主機箱、儀（yí）器架、電源控製箱（xiāng）組成一個完整的（de）實訓屏。
3 、 DQ03 三相可控（kòng）整流電（diàn）路（一）
提供 6 隻 5A /1000V 的晶閘管，每隻晶閘管均設有 RC 吸收和保險絲保護裝（zhuāng）置（zhì），晶閘管可通過外加觸發信號進行觸發（留有觸發脈衝輸入接口（kǒu）），可更好的完成設計性實驗。
三相觸發電路由 KC04 、 KC41 、 KC42 、 4066 等集成（chéng）電路組成，可通過鈕子開關選擇雙窄脈衝或寬脈衝，同時提供六路觸發脈（mò）衝功放電（diàn）路等。
4 、 DQ04 晶閘管觸發電路（一）
提供單結晶體管觸發電（diàn）路實驗（yàn）、鋸齒波同步移相觸發電路實驗。
5 、 DQ05 晶閘管觸發電路（二）
提供正弦波同步移相觸發電路實驗、單相（xiàng）交流調壓觸發電（diàn）路實驗（yàn）及單相並聯逆變觸發電路實驗共三 種。
6 、 DQ06 功率器件驅動（dòng）與保護電路（lù）（一）
主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅（qū）動電路及（jí） PWM 波形發生器。
（ 1 ）電源：為驅動電路提（tí）供電源，包括 ±5V 、 ±15V 和 +20V 直（zhí）流電源。
（ 2 ）驅動電路：包括 MOSFET 和 IGBT 的驅動電路（lù）。其中（zhōng） IGBT 的驅（qū）動電路采用專用芯片 EXB841 ，其它的由運放、門電路及分（fèn）立元件組成。
（ 3 ） PWM 波形發生器：以 SG3525 為核心的 PWM 波形發生器主要是為新器件驅動電路提供 PWM 驅動波（bō）形（xíng），可以（yǐ）通過頻（pín）率調節旋鈕進行頻率調節；通過占空比電位器來調節 PWM 波的（de）占空比。頻率範圍（wéi）分為 2 擋，通過鈕子開關切換（huàn），高頻檔是為 MOSFET 和 IGBT 驅動電路提供 PWM 波形，頻率調節範圍 4KHz ～ 10KHz ；低頻檔是為 GTR 和 GTO 驅動電路提供 PWM 波形，頻率調（diào）節範圍 400Hz ～ 1KHz ；占空比可從 0% 調（diào）至（zhì） 100% 。
7、DQ07 功率器件驅動與（yǔ）保護電（diàn）路（二（èr））
提（tí）供 GTO 和 GTR 的驅動保護電路， PWM 信號（hào）和直流電（diàn）源均從 PE14 上取。
8、DQ08 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（huáng）俊主編的（de）《電力電子技（jì）術（shù）》（第四（sì）版）的內容（róng）進行開發（fā）。用於展示交直交變（biàn）頻原（yuán）理，主要讓學（xué）生了解 SPWM 正弦波脈寬調製信號的形成方法，了解 IGBT 管專用集成驅動（dòng）芯（xīn）片的特（tè）點及其使用，能完（wán）成如下實驗項目： 1 ） SPWM 波形成的過程（chéng）； 2 ）交直交變頻電路（lù）在不同負載（電阻，電感或電（diàn）機）時的工作情況和波形，並研究工作（zuò）頻率對電路工作波形的影響； 3 ） IGBT 管專用（yòng）集成驅動（dòng）芯片的工作特性（xìng）。
9、DQ09 DC/DC 變換電路
提供了 DC/DC 變換電路實驗的主電路（lù）和控製電路。電力電子器件為 IGBT ，控製電路采用（yòng） PWM 控製集成電路 SG3525 ，掛箱麵板上還提供了所需的觀測孔。
10、DQ10 半橋型開關穩壓電源
提供了半橋型開關穩（wěn）壓電源（yuán）的主電路（lù）和控（kòng）製電路，主電路的電力電子（zǐ）器件為電力 MOSFET 管；控製電路采（cǎi）用（yòng）專用 PWM 控製集（jí）成電路 SG3525 ，采（cǎi）用恒頻脈寬調製控製方案。可完成 “ 開關電路在開環與閉環下負載特性的測試 ” 以及 “ 電源電壓（yā）波動對（duì）輸出的（de）影響 ” 等實（shí）驗內（nèi）容。
11、DQ11 直流斬波實驗
根據西安（ān）交通大學王兆安教授（shòu）和黃俊教授主（zhǔ）編的《電（diàn）力電子技術》 ( 第四版 ) 中相關內容而設計。提供組（zǔ）成直（zhí）流斬（zhǎn）波（bō）電路所需的元器件和采用專用（yòng）的 PWM 控製集成電路 SG3525 。可完成教材中降壓斬波電路（ Buck Chopper ）、升壓斬波電路（lù）（ Boost Chopper ）、升降壓斬波電路（ Boost -Buck Chopper ）、 Cuk 斬波電路、 Sepic 斬波（bō）電路、 Zeta 斬波電路六種典型實驗。
12、DQ12 斬（zhǎn）控式交（jiāo）流調壓電路
根據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（zhōng）相（xiàng）關內容而設計，采用全控（kòng）型器件 IGBT 管實現 “ 斬控式交流調壓實驗 ” 。
13、DQ13 單相交流調壓 / 調功電路
根據西（xī）安交通大學王兆安教授和黃（huáng）俊教授主編的《電力電子技術》（第四（sì）版）中相（xiàng）關（guān）內容而設計，實現單相交（jiāo）流調壓和交（jiāo）流調功的實驗內（nèi）容。采用的電力電子（zǐ）器件為雙向（xiàng）晶閘管，在交流調壓實驗中采（cǎi）用由雙向觸發二極管構成觸發控製電路（lù）；在交流（liú）調功實（shí）驗中采用由 555 時基電路組成觸發控製電路。
14、DQ14 單端反激式隔離開關電源
輸入交流電壓範圍為 50V ～ 200V ，輸出為（wéi）三組直流電源，分別為 +5V 、 5A ； +12V 、 1A ； -12V 、 1A ，在輸入交（jiāo）流電壓和直流輸出負載變化時輸出電壓的變化率小（xiǎo）於 0.3% 。
15、DQ15 PS-ZVS-PWM 軟開關技術
主要包括 H 橋電路、控製電（diàn）路和（hé）穩壓反饋電路，用於（yú）展現移（yí）相零電（diàn）壓開關的電路結構和工作原理。 H 橋電路有四隻 MOSFET 管組成，控（kòng）製電路采用全（quán）橋軟開（kāi）關電源移相 PWM 控製芯片 UCC3895 和驅動芯片 HIP4081 組成，穩（wěn）壓反饋電路由 TL431 等元件組成。
16、DQ16 整（zhěng）流電路有源功率因數校正
主要有整流電路、升（shēng）壓變換器（qì）、控製電路三部分組成。控製電路采用功率因數控製芯片 UCC3817N 和外圍元器件（jiàn）組成（chéng）。最大輸（shū）出功率是 100W （ 200V±5% ， 0.5A ），工作頻率為 100KHz 。通過適當的連線可以完成（chéng）下（xià）列實驗項目：
(1) 無（wú）濾波電容的整流電（diàn）路帶純阻性（xìng）負載的測試
(2) 有濾波電容的整流電路（lù）帶純（chún）阻性負載的測試
(3) 整流電路有源功率因數校正的（de）測試
(4) 控製電（diàn）路的波形測試，功率柵極控製信號觀察
(5) 整（zhěng）流電路有源功率因數校正電路（lù）的性能測試
17、DQ17 實驗元器件
提供晶閘管（均（jun1）設有 RC 吸（xī）收和（hé）保險絲（sī）保（bǎo）護）、壓敏電阻（作為過壓保護（hù）元件，內部已連成三角形接法（fǎ））、二極（jí）管及燈座、 RC 吸收電路。
18、DQ18 單端電流反饋他激式隔離開關電源（yuán）
采用專（zhuān）用集成電路 UC3844 作 PWM 控製器，可直接驅動 MOSFET 功率場效應管。通（tōng）過與直流可（kě）調電源、負載的（de）配合可展示電路原理，各點波形測試，輸入電壓和負載改變時的波形變化和性能測試等項目（mù）。
19、DQ19 升 、降壓與複合斬波電路
通過 PWM 控製器與兩個（gè） IGBT 三極管，兩個二極管的簡單聯結，配以發電機、電（diàn）動機的組合負荷（hé），用雙蹤示波器能展（zhǎn）示降壓（yā）電路的第一象限電壓 - 電（diàn）流圖，升壓電路的第二象限電壓 - 電流圖，複合電路的（de）第一、第二象限電壓－電流圖。同（tóng）時能（néng）展示以上三種狀態下的續流（liú）、臨界斷流、斷流時的電（diàn）壓（yā）、電流波形 ( 改變輸入電（diàn）壓、改變 PWM 脈寬、改變負（fù）荷電機力矩 ) 。並可簡單地聯結成（chéng）升、降壓與複合電路，由於結構上的特點，實驗還可演示斬波電路電機負荷能耗製（zhì）動、回饋製動等的實驗效果。
20、DQ20 三相可控整流電路（二）
提供 6 隻 5A /1000V 的晶閘管，每隻（zhī）晶閘管均設有 RC 吸收（shōu）和保險絲保護裝置，晶閘（zhá）管可通過外加觸發信號進行觸發（留有觸發（fā）脈衝輸入接口），可更好的完成設計（jì）性實驗。
三相觸發電路由專用晶（jīng）閘（zhá）管（guǎn）新型集成觸發電路 Tc787 組成，體（tǐ）現了現代晶閘管（guǎn）觸發技術的最新應用；同時提供六路觸發脈衝功放電路等。
21、DQ21 晶閘管觸發電路（三）
由西門子專用晶閘（zhá）管（guǎn）集成觸發電路 Tca785 組成，可完成（chéng）單相集成觸發（fā）電路實驗（yàn），體現了（le）現代晶閘（zhá）管觸發技術的最新應用。
22、DQ22 單相智能功率、功率因數表
由微電腦、高精度（dù） A/D 轉換芯片和全數顯電路構成。通過鍵控、數顯窗口實現人（rén）機對話功能控製模式（shì）。在硬、軟件上均分八檔區域，自動判斷、自動換檔，功率測量精（jīng）度 1.0 級，電壓、電流量程（chéng）分別為 450V 、 5A ，還可儲（chǔ）存數（shù）據，供隨時（shí）查（chá）閱。
23、DQ23-1 不鏽（xiù）鋼電機導軌、光碼盤測速（sù）係統（日本歐姆龍 1024 光電編碼器）及數（shù）顯轉速表
24、DQ24-1 直流複勵發電機
25、DQ25 直流並勵（lì）電動（dòng）機
26、DQ26單相電阻啟動異步電動機
27、實驗連接線：根據不同實驗項目（mù）的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護套結構插連接線（不存在任何觸電的可能），裏麵采用無氧銅抽絲而成（chéng）頭發絲般細的（de）多股線，達到超軟目的（de），外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具（jù）有（yǒu）柔（róu）軟、耐壓高、強（qiáng）度大、防（fáng）硬化、韌性好（hǎo）等（děng）優點，插（chā）頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹（pí）輕銅裸露結構聯接（jiē）線，兩種導線都隻能配（pèi）合相應內孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
四、能開設的實驗項目（全配）
（一）晶閘管觸發電路實驗項目
1、單結晶體管（guǎn）觸發電路
2、正弦波同步移相（xiàng）觸發電路實驗
3、鋸齒波同步移相觸（chù）發電（diàn）路實驗
4、單相集成鋸齒（chǐ）波觸發電路實驗（由 Tca785 組成）
5、三（sān）相集成鋸齒波觸發電路實驗（由 KC04 等組成）
6、三相集成鋸齒波觸發電路實驗（由 TC787 組成）
（二）晶閘管線路實驗項目
1、單相半波可控整流電路實驗
2、單相橋式半控整流電路實驗
3、單相橋式全控整流及有（yǒu）源逆變電路實驗
4、三相半波可控整流電路實驗（yàn）
5、三相橋式半（bàn）控整流電（diàn）路實（shí）驗（yàn）
6、三相半波有源逆變電路實（shí）驗
7、三相橋式全控整流及（jí）有源逆變電路實驗
8、單相並聯逆變電路實驗
9、單相交流調壓電路實驗
10、單（dān）相交流調功電路實驗
11、三相（xiàng）交流（liú）調壓電路實驗（yàn）
（三）新器件特性及驅動（dòng）保護（hù）實驗項目
1、單向晶閘管（ SCR ）特性（xìng）實驗
2、可關斷晶閘管（ GTO ）特性實驗（yàn）
3、功率場效應（yīng）管（ MOSFET ）特性實驗
4、功率晶體管（ GTR ）特性實驗
5、絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）特性（xìng）實驗
6、可關斷晶閘管（ GTO ）驅動與保護電路實驗
7、功率場效應（yīng）管（ MOSFET ）驅動與保（bǎo）護電路實驗
8、功率晶體管（ GTR ）驅動與保護電（diàn）路實驗
9、絕緣（yuán）雙極性晶（jīng）體管（ IGBT ）驅動與保護（hù）電路實驗
（四）典型新器件線路實驗
1、單相正弦波脈寬（kuān）調製（ SPWM ）逆變電路實（shí）驗
2、全橋 DC/DC 變換電路實驗
3、半橋型開關穩（wěn）壓電（diàn）源的性能研究
4、單端反（fǎn）激式（shì）隔離開關電源實驗
5、單端電流反饋他（tā）激（jī）式隔離（lí）開關電源實驗
6、直流斬波（bō）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、 Cu ｋ斬波電路、 Sepic 斬（zhǎn）波電路、 Zeta 斬波電路）
7、升（shēng）、降壓與複合斬波電路實驗
8、單相斬控式交流調壓電路實驗
9、整流電路有源功率因數校（xiào）正實驗
10、軟（ruǎn）開關技術實驗

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其他產品鏈接：
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電子技能實（shí）訓裝置（zhì）
電子產（chǎn）品設計與應用實訓平台
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