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MY-C2現代電力電子技（jì）術實驗裝置

現代電力電子（zǐ）技術（shù）實驗裝置-依據西安交通大（dà）學王兆安編著的《電力電（diàn）子技術》（第（dì）四（sì）版（bǎn））、《半導體變流技（jì）術》教材實驗大（dà）綱的要求（qiú），吸收國內（nèi）、外同類產品的優點，充分（fèn）考慮了實驗（yàn）室的現狀（zhuàng）和發展趨勢，對原電力電子技術及電機（jī）控（kòng）製（zhì）實驗裝置 ” 在外形、功能上進行優化（huà）組合，精心研製而成。該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（liú）技術等專業課程所要求的實驗（yàn）項目。
二、技術性能：
1、輸入電源 : 三相四線 ( 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（sān）、基本裝備：
1、DQ-01 電源控製屏（鐵質雙層亞光密紋（wén）噴塑結構，鋁質麵板）
（1）交流（liú）電源（帶有過流保護措施）
提供交流電源：三相交（jiāo）流電源 (220V/ 1.5A )
（2）高壓直流電（diàn）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：可通過（guò）其下方的波（bō）段（duàn）開關（guān）切換（huàn）指示三（sān）相電網輸入線電壓，精度 1.0 級（jí）；
2）真有效值交流數字電壓表一隻：測量範圍（wéi） 0 ～ 500V ，量程自動判（pàn）斷、自動切換，精度 0.5 級，三位半（bàn）數顯，為交流調速係統提供電壓指示。
3）真有效值交流（liú）數字電流表一（yī）隻：測量範圍 0 ～ 5A ，量程自動判斷、自動切換，精度 0.5 級，三（sān）位半數顯，具有超（chāo）量程（chéng）告警、指示及切斷總電源功能，為（wéi）調速（sù）係統提供電流的指示；
4）直流數字電壓表一隻：測量範圍 0 ～ 300V ，三位半數顯，輸入（rù）阻抗為 10M Ω ，精度 0.5 級；
5）直流數字電流表（biǎo）一（yī）隻：測量範圍（wéi） 0 ～ 5A ，三（sān）位半數顯，精度 0.5 級（jí），具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能（néng）。
（4）帶鏡（jìng）麵（miàn）的指針表：直流電壓表（測量範圍 0 ～ ±300V ，為中（zhōng）零式，精度為（wéi） 1.0 級（jí））直流（liú）電流表（測量範（fàn）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（yī）個、 900Ω×2/ 0 .41A 兩個）
（6）平波（bō）電抗器：提供 100mH 、 200mH 、 700mH 電（diàn）感，在 1A 下保持線性。
（7）給定： ±15V 可調電壓輸出，帶數顯（xiǎn），指示輸（shū）出電壓。
（8）單相調壓：提供（gòng）了一隻 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，並帶過流保護。
（9）三相整流濾波電路（lù）：可（kě）對單相及三相交（jiāo）流電源進行整流和濾波，具有輸出短路保護。
（10）變壓器（qì）：提（tí）供三相芯式變壓器一個（該變壓器（qì）有（yǒu） 2 套（tào）副邊繞（rào）組，原、副邊繞組（zǔ）的電壓為 127V/63.6V/31.8V ），用於三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗。
（11）人身（shēn）安全保護體係：
1）三相隔離變壓（yā）器一（yī）組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然後經鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與電網（wǎng）隔（gé）離（浮地設計（jì）），對人身安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漏電現象進行保護，使控製屏內的接觸器跳閘，切斷電源。
3）電（diàn）壓型漏電保（bǎo）護器 2 ：對隔離變壓器後的線路及實驗（yàn）過程中的接線等出現（xiàn）的漏電現象進行保護，發出報警信號並切斷電源，確保人身安全（quán）。
4）電流型漏電保護裝置：控（kòng）製（zhì）屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
5）實驗連（lián）接線及插座：強、弱電連接及插座分開，不能混插（chā）。強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
（12）實驗管理器：具有設定實（shí）驗時間、定時報（bào）警、切斷電（diàn）源等功能；還可以自動記錄與區分由於接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
（13）控製屏其（qí）它設施
控製屏正麵（miàn）大凹槽（cáo）內，設有（yǒu）兩根方（fāng）型（xíng）不鏽鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有（yǒu） 7 芯、 3 芯等（děng）插座，掛件的供電由這（zhè）些插（chā）座提（tí）供。控製屏兩側（cè）設有單相三極 220V 電源（yuán）插座及三相四極 380V 電源插座。
2、DQ02 實驗桌：
實（shí）驗桌為鐵質（zhì）雙層（céng）亞光密紋噴塑結構，桌麵為（wéi）防火、防（fáng）水、耐磨高密（mì）度板 , 結構（gòu）堅（jiān）固，形狀似長方體結構，造形美觀（guān）大方；設有兩個大抽屜，用於放置（zhì）工（gōng）具、存放掛件及資料等。桌麵（miàn）用於安裝電源控製屏並提供一個寬敞舒適的工作台麵。實驗桌還設（shè）有四個萬向輪和四個固定調節機構，便（biàn）於移動和（hé）固定，有利於實驗室的布局。配有示波器擱板。
3 、DQ03 三相可控整流（liú）電路（一）
提供 6 隻 5A /1000V 的晶閘管，每隻晶（jīng）閘管均設有 RC 吸收和保險絲保護裝（zhuāng）置，晶閘管可通（tōng）過（guò）外加觸發信號進行觸（chù）發（fā）（留有觸（chù）發脈衝輸入接口），可更好（hǎo）的完成設計性實驗。
三相（xiàng）觸發（fā）電路由 KC04 、 KC41 、 KC42 、 4066 等集成電路組（zǔ）成，可（kě）通過鈕子開關（guān）選（xuǎn）擇雙窄脈衝或寬脈衝，同時提供六路觸發脈衝功（gōng）放電路等（děng）。
4 、DQ04 晶閘管觸發電路（一）
提供單結晶體管觸發電路實驗、鋸齒（chǐ）波同（tóng）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（xiàng）觸發電（diàn）路實驗、單相交流調壓觸發電路實驗及單相並聯逆變觸發電路實驗共三種（zhǒng）。
6 、DQ06 功率器件驅動與保（bǎo）護電路（一）
主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅（qū）動電路及 PWM 波形發生器。
（1）電源：為驅（qū）動電路提供電源，包括 ±5V 、 ±15V 和 +20V 直流電（diàn）源。
（2）驅（qū）動電路：包括 MOSFET 和 IGBT 的驅動電路。其中 IGBT 的驅動電路采用專用芯片 EXB841 ，其它的由運放、門電路及（jí）分立（lì）元件組成。
（3） PWM 波形發（fā）生器：以 SG3525 為核心的 PWM 波形發生器主要是為新（xīn）器件驅（qū）動電路提供 PWM 驅動波形，可以（yǐ）通過頻率調節旋鈕進行頻率調（diào）節（jiē）；通過占空比電位器來調節 PWM 波的占空比。頻率範（fàn）圍分為 2 擋，通過（guò）鈕子開關切換，高頻（pín）檔（dàng）是（shì）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（qū）動（dòng）電路提供 PWM 波形，頻率調節範圍 400Hz ～ 1KHz ；占空比可從 0% 調至 100% 。
7、DQ07 功率（lǜ）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（zhí）流（liú）電源均從 PE14 上取。
8、DQ08 單相交直交（jiāo）變頻原（yuán）理
根據普通高（gāo）等教育 “ 九五 ” 國家級重點教材王兆安（ān），黃俊（jun4）主編的《電力電子技術》（第四版）的（de）內容進行開發。用於展示交直交變頻原理，主要讓學生了（le）解（jiě） SPWM 正弦波脈寬調製信號的形成方法（fǎ），了解 IGBT 管專用集成驅動芯（xīn）片（piàn）的特（tè）點及其使用，能完成如下實驗項目： 1） SPWM 波形成的過程； 2）交直交變頻電路在不同負載（電阻（zǔ），電感或電機）時的工作情況和（hé）波形，並研究工作頻率對電路工作波形的影響； 3 ） IGBT 管專用集成驅動芯片的（de）工作特性。
9、DQ09 DC/DC 變換電（diàn）路
提供了 DC/DC 變（biàn）換電路實驗（yàn）的主電路和控（kòng）製電路（lù）。電力電子器件為 IGBT ，控製（zhì）電路采用 PWM 控製集成電路 SG3525 ，掛箱（xiāng）麵板上還提供了所需（xū）的（de）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（yuán）的主（zhǔ）電路（lù）和控製電路，主電路的電力電子器件為電力 MOSFET 管（guǎn）；控製電路（lù）采用專用 PWM 控製集成電路 SG3525 ，采（cǎi）用恒頻脈寬調製控製方案。可完成（chéng） “ 開關電路（lù）在開環與閉環下負載特性的測試 ” 以及 “ 電源電壓波（bō）動對輸（shū）出（chū）的影響（xiǎng） ” 等實驗內容。
11、DQ11 直流斬波實驗
根據西安交通大學王（wáng）兆安教授和黃俊教（jiāo）授主編的《電力電子技術》 ( 第（dì）四版 ) 中相關內容而設計。提供（gòng）組成直流斬波電路所需的元器件和采用專（zhuān）用的 PWM 控製集成電路 SG3525 。可完（wán）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（bō）電路六種（zhǒng）典型實驗（yàn）。
12、DQ12 斬控（kòng）式交流調（diào）壓電路
根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授（shòu）主編的《電力電子技術》（第四版）中相關內容而設計，采用全控型器件（jiàn） IGBT 管實現 “ 斬控式交（jiāo）流調壓實驗 ” 。
13、DQ13 單相交流調壓 / 調功電路
根據西安交通大學王兆安教授和（hé）黃俊教授（shòu）主編的《電力電子技術（shù）》（第四版）中相（xiàng）關內容而設計，實現單相（xiàng）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閘管，在交流調壓實驗中采用由雙向觸發二極管構成觸發控製電路；在交流調功實驗中采用由 555 時基電（diàn）路組成觸發控（kòng）製電路（lù）。
14、DQ14 單端反激式隔離開關電源
輸（shū）入交流電壓範圍為 50V ～ 200V ，輸出（chū）為三組（zǔ）直流電源，分別為 +5V 、 5A ； +12V 、 1A ； -12V 、 1A ，在輸（shū）入交流電壓和（hé）直流（liú）輸出負載（zǎi）變化時（shí）輸（shū）出電壓的變化率小於 0.3% 。
15、DQ15 PS-ZVS-PWM 軟開關（guān）技術
主（zhǔ）要包括 H 橋（qiáo）電路、控製電路和穩壓反饋電路，用於展現移相零電壓開關的電路結（jié）構和工作原理。 H 橋電路（lù）有四隻 MOSFET 管組成，控製電路采（cǎi）用（yòng）全橋軟開關電源移相 PWM 控製芯片 UCC3895 和驅動芯片 HIP4081 組成，穩壓反饋電路由 TL431 等元件組成。
16、DQ16 整流電路有源功率因數校正
主要有整流（liú）電路、升壓變換器、控製電路三部（bù）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（wéi） 100KHz 。通過適（shì）當的連線可以完成下列實驗項目：
(1) 無濾波電容的整流電路帶純阻性負（fù）載的測試
(2) 有濾波電容的整流（liú）電路帶純阻性負載的測試
(3) 整流電路有源（yuán）功率因數校正的測試
(4) 控製電路（lù）的波形測試，功率柵極（jí）控製信號觀察
(5) 整流電路（lù）有源功率因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（hù））、壓敏電阻（作為過壓保護元（yuán）件，內部已連（lián）成三角形接法）、二極管及（jí）燈座、 RC 吸收電路（lù）。
18、DQ18 單端電流反饋他激式隔離開關（guān）電源
采（cǎi）用專用（yòng）集成（chéng）電路 UC3844 作 PWM 控製器，可直接（jiē）驅動 MOSFET 功率場效應管。通過與直（zhí）流可調電源、負載的配合可展示（shì）電路原理，各點波形測試，輸入電壓和負載改（gǎi）變時的（de）波形變化和性能測試等項目。
19、DQ19 升、降壓與複合斬（zhǎn）波電路
通過（guò） PWM 控製器與兩個 IGBT 三（sān）極管（guǎn），兩個二極管的簡單聯（lián）結，配以發電機、電動機的組合負荷，用雙（shuāng）蹤示波器能展示降壓電路的第一象限電（diàn）壓 - 電流圖，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（xiàn）電壓－電流圖。同時能展示以上三種狀態下的續流、臨界斷（duàn）流、斷流時的電壓、電流波形（xíng） ( 改變輸入電壓、改變 PWM 脈寬、改變負荷電機力矩（jǔ） ) 。並可簡單地聯結成升、降壓與複合（hé）電路，由於（yú）結構上的特點，實驗還可演示（shì）斬波電路電機負（fù）荷能耗（hào）製動、回饋製動等的（de）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，每隻晶閘管均設有 RC 吸收和保險絲保護裝置，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），可（kě）更好的完（wán）成設計性實（shí）驗。
三相觸（chù）發電路由專用晶閘管新型集成觸發電路 Tc787 組成，體現了現代晶閘（zhá）管觸（chù）發技術的最新應用；同時提供六路觸發（fā）脈衝功放電路等。
21、DQ21 晶（jīng）閘（zhá）管觸發電路（三）
由西門（mén）子專用晶閘管集成觸發電（diàn）路 Tca785 組成，可完成單相集成觸發電路實驗，體現（xiàn）了現代晶（jīng）閘管觸發技術的最新應用。
22、DQ22 單相（xiàng）智能功率、功率因數表
由微電腦、高精度（dù） A/D 轉換芯片和（hé）全數顯（xiǎn）電路構成。通過鍵控、數（shù）顯窗口實現人（rén）機對話功能控製模式。在硬、軟件上均分八（bā）檔區域（yù），自動判斷、自動換檔，功（gōng）率測量精度 1.0 級，電壓（yā）、電流量程分別為 450V 、 5A ，還可（kě）儲存數據（jù），供隨時查閱。
23、DQ23-1 不鏽鋼（gāng）電機導軌、光碼盤測速係統（日本歐（ōu）姆龍 1024 光電編（biān）碼器）及數顯轉速表
24、DQ24-1 直流複（fù）勵發電機
25、DQ25 直流並勵電動機
26、DQ26單相電阻（zǔ）啟動異步（bù）電動機
27、實驗（yàn）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，強電部分采用高可（kě）靠護套結構插（chā）連（lián）接線（不存在任何觸電（diàn）的可能），裏麵采用無氧（yǎng）銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，達到超軟目的（de），外（wài）包丁晴聚氯乙烯絕緣層（céng），具有柔軟、耐壓高、強（qiáng）度大、防硬化、韌性好等（děng）優點，插（chā）頭（tóu）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構聯接線，兩種導線都隻能配合相應內孔的插座（zuò），這（zhè）樣（yàng）大（dà）大提高了實驗（yàn）的安全及合理性。
四、基（jī）本配置實驗項目：
（一）晶閘管觸發電路實驗項目（mù）
1、單結晶體管（guǎn）觸發電路
2、鋸齒波同步（bù）移（yí）相觸發電路實驗（yàn）
3、三相集成鋸齒波觸（chù）發電路實驗（由 KC04 等組成（chéng））
（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（xiàng）橋（qiáo）式半控整（zhěng）流電路實驗
3、單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗（yàn）
4、三（sān）相半（bàn）波可控整流電（diàn）路實驗（yàn）
5、三相橋式半控整流（liú）電路實驗
6、三相半波有源逆（nì）變電路實驗
7、三相橋式全控整流及（jí）有源逆變（biàn）電路實驗
8、單相並聯逆變電路實驗
9、單相交流調壓電（diàn）路（lù）實驗
（三（sān））新器件特性及驅動（dòng）保護實驗項目
1、單向晶閘管（ SCR ）特性實驗
2、功率場效應管（guǎn）（ MOSFET ）特性實驗
3、絕緣雙極（jí）性晶體管（ IGBT ）特性實（shí）驗
4、功率場效應管（ MOSFET ）驅（qū）動（dòng）與（yǔ）保護電路實驗
5、絕緣雙極（jí）性晶體管（ IGBT ）驅（qū）動與保護電路實驗
（四）典型新器件線路實驗
1、單相正弦波脈寬調製（ SPWM ）逆變電路實驗
2、半橋型開關穩壓（yā）電源的性（xìng）能研究
3、直流斬波電路的性能研究（降壓斬波電路（lù）、升壓（yā）斬波電路、升降壓斬波電路、 Cu ｋ斬波電（diàn）路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波電路）

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