YLDDZ-91A型 電力電子電機及技術(shù)實驗設備 

一、電力電子電機及技術(shù)實驗設備概述

“YLDDZ-91型電力電子及電氣傳動技術(shù)實驗設備”依據(jù)高等院校新統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》(第四版)(西安交通大學王兆安編著)、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學陳伯時編著)等實訓大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實訓室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性價比高。

二、電力電子電機及技術(shù)實驗設備特點

  1、綜合性強本實驗設備綜合了目前國內(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、控制理論等實訓項目。

  2、適應性強能滿足各類學校相應課程的實訓教學，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(jié)合，實驗設備采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實訓，只需添加部件即可，永不淘汰。

  3、整套性強從專用電源、電機及其它實訓部件到實訓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(jié)合實訓的需要進行配套。

  4、直觀性強各實訓掛件采用分隔結(jié)構(gòu)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、科學性強實驗設備占地面積少，節(jié)約實訓用房，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，實訓噪聲小，整齊美觀，改善實訓環(huán)境；實訓內(nèi)容豐富，設計合理，除了加深理論知識外還可結(jié)合實際開設設計性實訓。

  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實驗設備，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護等功能，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠；控制屏還設有定時器兼報警記錄儀，為學生實訓技能的考核提供一個統(tǒng)一的標準。由于整套實驗設備經(jīng)過精心設計，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實訓室，創(chuàng)造了條件。

  7、先進性強本實驗設備著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實訓的基礎上，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(shù)實訓，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。

三、電力電子電機及技術(shù)實驗設備適用范圍

    本實驗設備涵蓋了各類院校等所開設的“電力電子技術(shù)(或稱半導體變流技術(shù))”、“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)課程所要求的實訓實訓項目。

四、電力電子電機及技術(shù)實驗設備技術(shù)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℃） 海撥＜4000m

  3、實驗設備容量：＜1.5KVA

  4、外形尺寸：187×72×162 cm

五、電力電子電機及技術(shù)實驗設備的基本配備

1  DK01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）

（1）交流電源：三相交流電源  220V   1.5A電流（帶有過流保護措施）

三相交流電源  380     5A     （具有輸出短路保護）

（2）高壓直流電源

  勵磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護。

（3）指針式儀表：

交流電壓表一只：可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級;

(4)數(shù)字式儀表

1）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；

2）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：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、指示等功能，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示；

3）直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級；

4）直流數(shù)字毫安表一只：測量范圍為0～2000mA，三位半數(shù)顯，精度0.5級。

7）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(guān)、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。

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

實訓連接線及插座：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。

8）實訓管理器

具有設定實訓時間、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。

9）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，可掛置實訓部件，凹槽底部設有3芯插座，掛箱的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，還設有實訓臺照明用的40W日光燈一盞。

　2、DK02實訓桌

    實訓桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)，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。實訓桌還設有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于移動和固定，有利于實訓室的布局。

  3、DQ03-1不銹鋼電機導軌、1024光碼盤測速系統(tǒng)及智能數(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實驗設備，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訓；設有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±2A，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 單相晶閘管觸發(fā)電路實訓

提供單結(jié)晶體管、正弦波同步移向、鋸齒波同步移向、單相交流調(diào)壓、TCA785集成觸發(fā)電路。

  8、DK06電機調(diào)速控制實訓（Ⅰ）

提供以下模塊：給定（帶數(shù)顯）、調(diào)節(jié)器I、轉(zhuǎn)速變換（FBS）、調(diào)節(jié)器II、反號器（AR）、電流變換（FBC）、電壓隔離器（TVD）。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的比例增益由電位器調(diào)節(jié)。

9、DK08給定及實訓器件

    提供給定（±15V可調(diào)電壓輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內(nèi)部已連成三角形接法）、二極管、24V電源及電感。

 10、DK09新器件特性實訓

提供SCR、MOSFET、IGBT、、GTR新器件，與DK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅(qū)動特性實訓。

  11、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負載

    提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應的實訓提供可調(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，為相應的實訓提供一個可調(diào)的阻性負載。

  12、DK12變壓器實訓

    提供三相芯式變壓器一個（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機串級調(diào)速實訓和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實訓；還設有三相不控整流電路等模塊。

  13、DK13功率器件驅(qū)動電路實訓箱

    主要是為完成新器件特性實訓提供驅(qū)動和保護電路，使學生了解電力電子新器件的驅(qū)動特性。主要包括電源、驅(qū)動電路、PWM波形發(fā)生器。

  （1）電源：為驅(qū)動電路提供電源，包括±5V、+20V、±15V直流電源。

  （2）驅(qū)動電路：包括MOSFET、IGBT的驅(qū)動電路。其中IGBT的驅(qū)動電路采用了專用芯片EXB841。

  （3）PWM波形發(fā)生器：由SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要為新器件驅(qū)動電路提供PWM驅(qū)動波形；可以通過頻率調(diào)節(jié)旋鈕進行頻率調(diào)節(jié)；通過占空比電位器來調(diào)節(jié)PWM波的占空比 頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz～10KHz。

14、DK14單相交直交變頻原理

根據(jù)普通高等教育“九五”國家級重點教材，王兆安、黃俊主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)的相關(guān)內(nèi)容進行開發(fā)，用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅(qū)動芯片的特點及其使用。

15、DK18電機調(diào)速控制實訓（Ⅱ）

    提供以下模塊提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。

16、DK20直流斬波實訓

    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(shù)》(第四版)中相關(guān)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訓。

17、DQ07-1直流發(fā)電機

18、DQ09直流并勵電動機

19、DQ11三相線繞式異步電動機

20、DQ11三相鼠籠異步電動機

21、DQ12線繞式異步電機轉(zhuǎn)子專用箱

22、三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)（提供三菱D720變頻器）

23、實訓連接線：根據(jù)不同實訓項目的特點，配備兩種不同的實訓聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實訓的安全及合理性。

六、電力電子電機及技術(shù)實驗設備能開設的實訓項目

（一）電力電子技術(shù)實訓

單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

鋸齒波同步移相觸發(fā)電路

單相半波可控整流電路

單相橋式半控整流電路

單相橋式全控整流電路及有源逆變電路

三相半波可控整流電路實訓

三相半波有源逆變電路

三相橋式半控整流電路

三相橋式全控整流及有源逆變電路

單相交流調(diào)壓電路

單相交流調(diào)功電路

三相交流調(diào)壓電路

直流斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型線路)

單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電路實驗

電力二極管特性與保護實訓

單向晶閘管（SCR）特性實訓

可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性實訓

功率場效應管（MOSFET）特性實訓

電力晶體管（GTR）特性實訓

絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實訓

可關(guān)斷晶閘管（GTO）驅(qū)動與保護實訓

功率場效應管（MOSFET）驅(qū)動與保護實訓

電力晶體管（GTR）驅(qū)動與保護實訓

絕緣雙極型晶體管（IGBT）驅(qū)動與保護實訓

（二）直流電機調(diào)速系統(tǒng)實訓

1）晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試

2) 晶閘管直流電機開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

3）帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

4) 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

5) 電壓、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

6) 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

（三）交流電機調(diào)速系統(tǒng)實訓

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

2) 雙閉環(huán)三相異步電機串級調(diào)速系統(tǒng)

3）三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)實訓:

①變頻器的認識

②變頻器的參數(shù)設定與操作

③變頻器的面板控制

④變頻器的電位器控制

⑤變頻器的多段速控制

⑥三相異步電動機的變頻調(diào)速

七、電力電子電機及技術(shù)實驗設備的配置清單：

序號	編號	名               稱	數(shù)量	備注
1	DK01	電源控制屏	1件
2	DK02	實訓桌凳	1張
3	DQ03-1	不銹鋼電機導軌、1024光電編碼器及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表	1件
4	DQ27	三相可調(diào)電阻（每組900Ω*2/0.41A）	1件
5	DK03	三相晶閘管主電路	1件
6	DK04	三相晶閘管觸發(fā)電路	1件
7	DK05	單相晶閘管觸發(fā)電路	1件
8	DK06	電機調(diào)速控制實訓（Ⅰ）	1件
9	DK08	給定及實訓器件	1件
10	DK09	新器件特性實訓	1件
11	DK11	單相調(diào)壓與可調(diào)負載	1件
12	DK12	變壓器實訓	1件
13	DK13	功率器件驅(qū)動電路實訓箱	1件
14	Dk14	單相交直交變頻原理	1件
15	DK18	電機調(diào)速控制系統(tǒng)（Ⅱ）	1件
16	DK20	直流斬波實訓（六種典型線路）	1件
17	DQ07-1	直流發(fā)電機	1臺
18	DQ09	直流并勵電動機	1臺
19	DQ10	三相鼠籠異步電機	1臺
20	DQ11	三相線繞式異步電動機	1臺
21	DQ12	線繞式異步電機轉(zhuǎn)子專用箱	1件
22	DK28	三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)	1件
23	YL06	高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插實訓連接線及配件	1套