現代電力電子技術實驗（yàn）裝置,現代電力電子技術實驗室設備
2025-12-18 09:58
本裝置依據西（xī）安交（jiāo）通大學王兆安編著的《電力電子技術》（第四（sì）版）、《半導體變流（liú）技術》教材實（shí）驗大綱的要求，吸收國內（nèi）、外同類產品的優點，充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢，對原電力電子技術及電機控製實驗裝置 ” 在外形、功能上進行優化組合，精心研製而成。該實驗裝（zhuāng）置（zhì）涵蓋了各高等院（yuàn）校等所開設的電力電子技（jì）術、半導體（tǐ）變流技術等專業課（kè）程所要求的實驗項目。
二、MY-C2 技（jì）術性能（néng）：
1、輸入電源 : 三（sān）相四線 ( 或三相五線 380V±10 ％ 50HZ)
2、工作（zuò）環境 : 溫度 -10℃ － + 40℃ 相對（duì）濕度＜ 85 ％（ 25℃ ） 海撥（bō）＜ 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、MY-C2 基本裝備：
1、DQ-01 電源控製屏（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構（gòu），鋁質麵板）
（ 1 ）交流電源（帶有過流（liú）保護措施）
提供交流電（diàn）源：三（sān）相交流電源（yuán） (220V/ 1.5A )
（ 2 ）高壓直流（liú）電源
直流電源：輸（shū）出 220V/ 0.5A ，具有輸出短路（lù）保護。
（ 3 ）數字（zì）式儀表
1）交流數字電壓表：可通過其下方的（de）波段開關切換指示三相電網輸入（rù）線電壓（yā），精度 1.0 級（jí）；
2）真有效值（zhí）交流數（shù）字電壓表一隻：測量範圍 0 ～ 500V ，量程自動判斷、自動切換，精度 0.5 級，三（sān）位半數顯，為交流調速係統提供電壓指（zhǐ）示（shì）。
3）真有效值交流數字（zì）電流表一隻：測量範圍 0 ～ 5A ，量（liàng）程（chéng）自動判斷（duàn）、自動切換，精度 0.5 級，三（sān）位（wèi）半數顯（xiǎn），具有超量程告警、指示及切斷總（zǒng）電源功能，為調速係統提供電流的指示；
4）直流數字電壓（yā）表一隻：測量範圍（wéi） 0 ～ 300V ，三位半數顯，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 ，三位半數顯，精度 0.5 級，具有超量程報警、指示（shì）、切斷總電源（yuán）等功能（néng）。
（ 4 ）帶鏡麵的指針表：直流電壓表（測量範圍 0 ～ ±300V ，為中零式，精度為 1.0 級）直流電流表（測量範（fàn）圍 0 ～ ± 2A ，為中零式，精（jīng）度為 1.0 級）
（ 5 ）三相可調電（diàn）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（gǎn），在 1A 下保持線性。
（ 7 ）給定： ±15V 可調電壓輸出，帶（dài）數（shù）顯，指示輸出電壓。
（ 8 ）單（dān）相（xiàng）調（diào）壓：提供了一（yī）隻 0 ～ 250V/0.5KVA 單相交流自耦調壓器，為相應的實驗提（tí）供可調交流電源，並帶過流保護。
（ 9 ）三相整流濾波電路：可對單相及三相交流電源進行整流和濾波，具有輸出短路保護。
（ 10 ）變壓器：提供三相芯式變壓器（qì）一個（該變壓器有（yǒu） 2 套副（fù）邊繞組，原、副邊繞組的電壓（yā）為 127V/63.6V/31.8V ），用於三相橋式、單相橋式有源（yuán）逆變電路實驗。
（ 11 ）人身安全保護體係：
1）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，然後經鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與電（diàn）網隔離（浮地（dì）設計），對人身安全起到一（yī）定的保護作用。
2）電壓（yā）型（xíng）漏電保護器 1 ：對（duì）隔離變壓（yā）器（qì）前的線路出現的漏電現象進行保護，使控製屏內的（de）接（jiē）觸器跳閘，切斷電源。
3）電壓型漏電保護器 2 ：對隔離變壓器後的線（xiàn）路（lù）及實驗過程中的接線等（děng）出現的漏電現象進行保護，發（fā）出報警（jǐng）信號並切斷電（diàn）源，確（què）保人身安全。
4）電流型漏電保（bǎo）護（hù）裝（zhuāng）置：控製屏若有漏電現象，漏電（diàn）流超過一定值，即切斷電源。
5）實驗連（lián）接線及插座（zuò）：強、弱電連接及（jí）插座分開（kāi），不能混插。強電連接線及插座采（cǎi）用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
（ 12 ）實驗管理（lǐ）器：具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等（děng）功能；還可以自動記錄與區分由於接（jiē）線或操作錯（cuò）誤所造（zào）成的漏電告警（jǐng）、儀表超量程告警等。
（ 13 ）控製屏其它設施
控製屏正麵大凹（āo）槽內，設有兩根方型不鏽鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有 7 芯、 3 芯等插座， 掛件的供電由這（zhè）些插座提供。控製屏兩側設（shè）有（yǒu）單相三極 220V 電源插座及三相四極 380V 電源插座。
2、DQ02 實驗桌：
實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌麵為防火（huǒ）、防水、耐磨高密度板 , 結構堅固，形狀（zhuàng）似長方體結構，造形美觀大方（fāng）；設（shè）有兩個大（dà）抽屜，用於放置工具、存放掛（guà）件及資料（liào）等。桌麵（miàn）用於安裝電源控製屏並提供一個寬敞（chǎng）舒適的工作台麵。實驗桌還設有（yǒu）四個萬（wàn）向輪和四個固定調節機構，便（biàn）於移動和固定，有利（lì）於實（shí）驗（yàn）室的布（bù）局。配有示波器擱板。
3、DQ03 三相可控整（zhěng）流電路（一）
提供 6 隻 5A /1000V 的晶閘管，每隻晶閘管均設（shè）有 RC 吸收和保險絲保護裝置，晶閘管（guǎn）可（kě）通過外加觸發信（xìn）號進行觸發（留有觸發脈衝輸入接口），可更好的完成設計性實驗。
三相觸發電路由 KC04 、 KC41 、 KC42 、 4066 等集（jí）成電路組成，可通過鈕子開關選擇雙窄脈衝或寬脈衝，同時提供（gòng）六路觸發脈衝功放電路等。
4、DQ04 晶閘管觸發電路（一）
提供單結（jié）晶體管觸發電路實驗、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（bō）同步移相（xiàng）觸發（fā）電路實（shí）驗、單相交（jiāo）流調壓觸發（fā）電（diàn）路實驗及單相並聯逆變觸發電路（lù）實驗共三 種。
6、DQ06 功率器件驅動與保護電路（一）
主要是為完成新器件（jiàn）特性實驗提供電源、驅動電路及 PWM 波形發生器。
（ 1 ）電源：為驅動電（diàn）路提供電源，包括 ±5V 、 ±15V 和 +20V 直流電源。
（ 2 ）驅動電路：包括（kuò） MOSFET 和 IGBT 的驅動電路。其中 IGBT 的驅（qū）動電路采用專用芯片 EXB841 ，其它的由（yóu）運放、門（mén）電路及分立元件（jiàn）組成。
（ 3 ） PWM 波形發生器：以 SG3525 為（wéi）核心的 PWM 波形發生器（qì）主要是為新器件（jiàn）驅動（dòng）電路提供 PWM 驅動波形，可以通過頻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。頻率範圍分為 2 擋，通過鈕子開關切換，高頻檔是為 MOSFET 和 IGBT 驅動電路提供 PWM 波（bō）形（xíng），頻率（lǜ）調節範圍 4KHz ～ 10KHz ；低頻檔是為 GTR 和 GTO 驅動電（diàn）路提（tí）供 PWM 波形，頻率調節範圍 400Hz ～ 1KHz ；占空比可（kě）從 0% 調至 100% 。
7、DQ07 功率器件驅動與保護電路（二）
提供 GTO 和 GTR 的驅動保護電路， PWM 信號和直流電源均從 PE14 上（shàng）取。
8、DQ08 單（dān）相交直交變頻原理
根據普通高等教育 “ 九五 ” 國家級重點教材王兆安，黃俊主編的（de）《電（diàn）力電子技術》（第四版）的內容進行開發。用於展示交（jiāo）直交變頻原（yuán）理，主要讓學生了解 SPWM 正（zhèng）弦波（bō）脈寬調製信號的形（xíng）成方法，了解 IGBT 管專用集成驅動芯片的特點及其使用，能完成如下實驗項目： 1 ） SPWM 波形成的過程； 2 ）交直交變頻（pín）電路在不同（tóng）負載（電（diàn）阻，電感或電機）時的工作情況和波形，並（bìng）研究工作頻率對電路工作波形的影（yǐng）響； 3 ） IGBT 管專用集成驅動芯片的工作特性。
9、DQ09 DC/DC 變換電路
提供了 DC/DC 變換電路實驗的主電路和控製電路。電力電子器件為 IGBT ，控製（zhì）電路采用 PWM 控製（zhì）集成（chéng）電路 SG3525 ，掛箱麵（miàn）板上還提供了所（suǒ）需（xū）的觀測孔。
10、DQ10 半橋型開關穩壓電源
提供了半橋型開關穩壓電源的主電路和控製電（diàn）路，主電路的電力電子（zǐ）器件為電力 MOSFET 管；控製電路采用專用 PWM 控製集成電路（lù） SG3525 ，采用恒頻脈寬調製控製方案。可完成 “ 開（kāi）關電路在開環與閉環下負載特性的測試 ” 以及（jí） “ 電源電壓波動對輸出的影響 ” 等實驗內容（róng）。
11、DQ11 直流斬波實驗
根據西安交通大學王兆安教授和黃俊（jun4）教授主編的《電力電子技（jì）術》 ( 第四版 ) 中（zhōng）相關內容而設計。提（tí）供組成直流斬波電路（lù）所需的元器件和采（cǎi）用（yòng）專用的 PWM 控製集成電路 SG3525 。可完成教材（cái）中降（jiàng）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（lù）、 Zeta 斬波電路六種典型（xíng）實驗。
12、DQ12 斬控（kòng）式交流調壓電路
根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主（zhǔ）編的《電力（lì）電子技術》（第四版）中相（xiàng）關內容（róng）而設計，采用全控型器件（jiàn） IGBT 管實（shí）現 “ 斬控式交流調壓實驗 ” 。
13、DQ13 單相交流調壓 / 調功電路
根據西安交通（tōng）大學王（wáng）兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》（第四版（bǎn））中相關內容而設計，實現單相交流調壓和交流調功的實驗內容。采用的電力電子器件為雙向晶（jīng）閘管，在交流調壓實（shí）驗中（zhōng）采用由雙向觸發二極（jí）管構成觸發（fā）控製電路；在交流調功實驗中采用由 555 時基電（diàn）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（chū）為三組直流電（diàn）源，分別為 +5V 、 5A ； +12V 、 1A ； -12V 、 1A ，在輸入交流電壓和直流輸出負（fù）載變化時（shí）輸出（chū）電（diàn）壓的變化率小於 0.3% 。
15、DQ15 PS-ZVS-PWM 軟開關技術
主要包括 H 橋電路、控製電路和穩壓（yā）反饋（kuì）電路，用於展現移相零電壓開關的電路結構和（hé）工作原理。 H 橋電（diàn）路有四隻 MOSFET 管組成，控製電路采用全橋軟開關電源移相 PWM 控製芯片 UCC3895 和驅動芯片 HIP4081 組成，穩壓（yā）反饋電路由 TL431 等元件組成。
16、DQ16 整流電路（lù）有源功率因數校（xiào）正
主要有整流電（diàn）路、升壓變換器、控製電路三部分組成。控製電路采用功率因數控製芯片 UCC3817N 和外圍元器件組成。最大輸出功率是 100W （ 200V±5% ， 0.5A ），工作頻率為 100KHz 。通過適當（dāng）的連線可以完成下列實驗項目：
(1) 無濾波電容的（de）整流電路帶純阻性負載的測試
(2) 有濾波電容的整（zhěng）流電路帶純阻（zǔ）性（xìng）負載的測試
(3) 整（zhěng）流電路有源功率因數校正的測（cè）試
(4) 控製電路的波形測試，功（gōng）率柵極控製信號觀察
(5) 整流（liú）電路有源功率因（yīn）數校正電路的性能測試
17、DQ17 實驗元器件
提供晶閘管（均設有 RC 吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作（zuò）為過壓保護元件，內部已連成（chéng）三角形接法）、二（èr）極管（guǎn）及燈座、 RC 吸收電路。
18、DQ18 單端電流反饋（kuì）他激式隔離開關電源
采用專用集成電路 UC3844 作 PWM 控（kòng）製器，可直接驅動 MOSFET 功率場效（xiào）應管。通過與直流可調電源、負載的配合可展示電路原理，各點波（bō）形測試，輸（shū）入電（diàn）壓和負載改變時的波形變化和性能測（cè）試等項目。
19、DQ19 升（shēng） 、降壓與複合斬波電路
通過（guò） PWM 控製器與兩個 IGBT 三極管，兩（liǎng）個二極管的簡單聯結，配以發電機、電動機的組合負荷，用雙蹤示（shì）波器能展示降壓電路的第一象限電壓 - 電流圖，升壓電路的第二象限電壓 - 電流圖，複合電路的第一、第二象限電壓－電流（liú）圖。同時能（néng）展（zhǎn）示以上三種狀態下的續流、臨界斷流、斷流時的電壓、電流波（bō）形 ( 改變輸入電壓、改變 PWM 脈寬、改變負（fù）荷電機力矩 ) 。並可簡單地聯結成升、降壓與複合（hé）電路，由於結構上的（de）特點（diǎn），實驗還可演示斬波電路電機負荷能（néng）耗製動、回饋製動等（děng）的實驗效果。
20、DQ20 三相可控整流電路（二）
提供 6 隻 5A /1000V 的晶（jīng）閘管，每隻晶閘（zhá）管均設有 RC 吸（xī）收和保險（xiǎn）絲保護裝置，晶閘管可通過外（wài）加觸發信號進行（háng）觸發（留（liú）有觸發脈衝輸入接口），可更好的完成設計性（xìng）實（shí）驗。
三相觸發電路由專（zhuān）用晶閘管新型集成觸發電路（lù） Tc787 組成，體現了現代晶閘管觸（chù）發（fā）技術的最（zuì）新應用；同（tóng）時提供六路觸發脈衝功放電（diàn）路等。
21、DQ21 晶閘管觸發電路（三）
由西門子專用晶閘（zhá）管集成觸發電路 Tca785 組成，可完（wán）成單相集成觸發電路實驗，體現了現代晶閘管（guǎn）觸發技術的最（zuì）新應用。
22、DQ22 單相智能功率、功率（lǜ）因（yīn）數表
由微電腦、高精度 A/D 轉（zhuǎn）換芯片和全數顯（xiǎn）電路構成。通過鍵控、數顯（xiǎn）窗口實現人機對話功能控（kòng）製模式。在硬、軟件上均分八檔區域（yù），自動判斷、自動換（huàn）檔，功率測量（liàng）精度 1.0 級，電壓、電流量程分別為 450V 、 5A ，還可（kě）儲存數據，供隨（suí）時查閱。
23、DQ23-1 不鏽鋼電機導軌、光（guāng）碼盤測速係統（日本歐姆龍 1024 光（guāng）電（diàn）編碼器）及數顯轉速表
24、DQ24-1 直流複勵發電機
25、DQ25 直流並勵電動機
26、DQ26單相電阻啟動異步電動（dòng）機
27、實驗連接線：根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用（yòng）高可（kě）靠護套結構插連接線（不存在任何觸電的可能），裏麵采（cǎi）用無（wú）氧銅抽絲而成頭發絲般（bān）細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯（xī）絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大（dà）、防硬化、韌性好等優點，插頭采（cǎi）用實（shí）芯銅（tóng）質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分（fèn）采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩（liǎng）種導線都隻能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理（lǐ）性（xìng）。
四、能開設的實（shí）驗項目（全配）
（一）晶閘管觸發電路實（shí）驗項目
1、單結晶體管觸發電路
2、正弦波（bō）同步移相觸發電路實驗
3、鋸齒波同步移相觸發電路實驗
4、單相集成鋸齒波觸（chù）發電路實驗（由 Tca785 組成（chéng））
5、三相集成鋸齒波觸發（fā）電路（lù）實驗（由 KC04 等組成）
6、三相集成鋸齒波（bō）觸發電路實驗（由 TC787 組成）
（二）晶閘管線路實驗項（xiàng）目
1、單相半波可控整流電（diàn）路實驗
2、單相橋式半控整流電（diàn）路實（shí）驗（yàn）
3、單相橋式全控整流及有源逆變電（diàn）路實驗
4、三相半波可（kě）控整（zhěng）流電（diàn）路實驗
5、三相橋式半控整流電路（lù）實驗
6、三相半波有源逆變電路實驗
7、三（sān）相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
8、單相並聯逆變（biàn）電路實驗
9、單相交（jiāo）流調壓電路實驗
10、單相交流調功（gōng）電路實驗
11、三相交流調壓電路實（shí）驗
（三）新器件特性及驅動保護實驗項目
1、單向晶閘管（ SCR ）特性實驗
2、可關斷晶閘（zhá）管（guǎn）（ GTO ）特（tè）性實驗
3、功率場效應（yīng）管（ MOSFET ）特性實驗
4、功（gōng）率晶（jīng）體管（ GTR ）特（tè）性實驗
5、絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）特性實驗
6、可關斷晶閘管（ GTO ）驅動與（yǔ）保護電路實驗
7、功率場效應管（ MOSFET ）驅動與保護電路實驗
8、功率晶體管（ GTR ）驅動與保護電路實驗
9、絕緣雙極（jí）性晶體管（ IGBT ）驅動與保（bǎo）護電路（lù）實驗
（四）典型新（xīn）器（qì）件線路實驗
1、單相正弦波脈寬調（diào）製（zhì）（ SPWM ）逆變電路實驗
2、全橋 DC/DC 變（biàn）換電路實驗
3、半橋（qiáo）型開關穩壓電源的性能（néng）研究
4、單端（duān）反（fǎn）激式隔離開關電源（yuán）實驗
5、單端電流反饋他激式隔離開關電源實驗
6、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、 Cu ｋ斬波電路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波電（diàn）路）
7、升、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正實驗
10、軟開關技術實驗
