现代电（diàn）力（lì）电子技术实验台

一、MY-C2 现代电力电子技术实验台依据西安交通大学王兆安编著的《电力电子技术》（第四版）、《半导体变流（liú）技术》教材实验大纲的要求，吸收国内、外同（tóng）类产品的优点（diǎn），充分考虑了实（shí）验室的现状和发（fā）展趋（qū）势，该实验装置涵盖了各高等（děng）院校等所开设的（de）电（diàn）力电子技术、半导体变流技术等专业课程所要求的（de）实验项目。

二、技（jì）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（dù） -10℃ － + 40℃ 　相对湿度＜ 85 ％（ 25℃ ）　海拨＜ 4000m
3、装（zhuāng）置容量（liàng）：＜ 1000W
4、外形尺寸： 155×79.5× 147 cm
5、移动脚轮：100*60mm
三、基本装备：
1、DQ-01 电源控制屏（铁（tiě）质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）
（ 1 ）交（jiāo）流电源（带有过流保（bǎo）护（hù）措施）
提供（gòng）交流电源：三（sān）相交流电（diàn）源 (220V/ 1.5A )
（ 2 ）高压直流电源
直流电源：输出 220V/ 0.5A ，具有输出短路保（bǎo）护。
（ 3 ）数字式仪表
1）交流（liú）数字电压表：可通（tōng）过其下方的波段开关切换指示三相电网输（shū）入线（xiàn）电压（yā），精度 1.0 级；
2）真有效值交流数字电压表一只（zhī）：测量范围 0 ～ 500V ，量程自动判断（duàn）、自动切换，精度 0.5 级（jí），三位半数显，为（wéi）交（jiāo）流调速系统提供电压指示。
3）真有效（xiào）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（jīng）度（dù） 0.5 级，三位半数显，具（jù）有超量程告警、指（zhǐ）示（shì）及切断总电源（yuán）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 10M Ω ，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（jǐng）、指（zhǐ）示（shì）、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（cè）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（xiàn）性。
（ 7 ）给（gěi）定： ±15V 可调（diào）电（diàn）压输出，带数显，指示输出电压。
（ 8 ）单相调压：提供了一（yī）只 0 ～ 250V/0.5KVA 单相交流自耦调压器，为（wéi）相应的实验提供可调（diào）交流电源（yuán），并带过流保护。
（ 9 ）三相整流滤波电路（lù）：可对单相及三相交流电源进行整流和滤波，具（jù）有输（shū）出短路保护。
（ 10 ）变（biàn）压器：提供三相芯式变压器一个（gè）（该变压器有（yǒu） 2 套副边（biān）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：
1）三相隔离变压器（qì）一（yī）组：三（sān）相电源（yuán）首先通过三（sān）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（wǎng）隔离（浮地设（shè）计），对人身安全起到一定的保护作用。
2）电压型漏电保护（hù）器 1 ：对隔（gé）离变压器（qì）前的线（xiàn）路出现的漏电（diàn）现象进行保护，使控制屏内的接触器跳闸，切断电源。
3）电压型漏电保护器 2 ：对隔离变压器后的线路及实验过程中的（de）接线等出（chū）现的漏电现象进行保护，发（fā）出报警信号并切断电源，确保人身安全（quán）。
4）电流型漏电保护装置（zhì）：控制屏若（ruò）有漏电现象，漏电（diàn）流超过一定值，即切断电源（yuán）。
5）实（shí）验（yàn）连接线及插座：强、弱电连接及插座（zuò）分开，不能混插。强电连接线及（jí）插座采用（yòng）全封闭工艺，使用（yòng）安全、可靠（kào）、防触电。
（ 13 ）控制屏其它设施
控（kòng）制屏正面大凹槽内，设（shè）有两根方型不锈钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设有 7 芯、 3 芯等（děng）插座， 挂件的供电由这些插座提供（gòng）。控制屏两侧设有单相（xiàng）三极 220V 电源插座及三相（xiàng）四极 380V 电源插座（zuò）。
2、DQ02 实验桌：
实验桌为铁质双层亚光（guāng）密纹喷塑结构（gòu），桌面为防火、防水、耐磨高密度板 , 结构（gòu）坚固，形状似（sì）长方体结构，造形美观大方；设有两个大抽屉，用于放置工（gōng）具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电（diàn）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（biàn）于移动和固定，有利于实（shí）验室的（de）布局。配有示波器搁板。
3 、 DQ03 三相可（kě）控整流电路（一）
提供 6 只 5A /1000V 的晶（jīng）闸管，每只晶闸管均设有 RC 吸收（shōu）和保险丝保护装置，晶（jīng）闸管可通过外加触发信号进行触发（留有触（chù）发脉冲输入接口），可更好的（de）完成设计性实验。
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（tí）供六路触发脉冲功放电路等。
4 、 DQ04 晶闸管触发电路（一）
提供单结晶体（tǐ）管触发电路实验、锯齿波同步移（yí）相触发电路实验。
5 、 DQ05 晶闸管触发电路（二）
提供正弦波同步移相（xiàng）触发电路实验、单相交（jiāo）流调（diào）压触（chù）发电（diàn）路实验及单相并联逆变触发电路实验共三 种。
6 、 DQ06 功率器件驱动与保护电路（一）
主要（yào）是为完成新器（qì）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（yuán），包括 ±5V 、 ±15V 和（hé） +20V 直（zhí）流电源。
（ 2 ）驱动电路：包括（kuò） MOSFET 和 IGBT 的驱动电（diàn）路。其中 IGBT 的驱动（dòng）电（diàn）路采（cǎi）用专用芯片 EXB841 ，其它（tā）的由运放、门电路及分立元件组成。
（ 3 ） PWM 波形发生器（qì）：以 SG3525 为核心的 PWM 波形发生器（qì）主要是为新器（qì）件驱动电路提（tí）供 PWM 驱动波形（xíng），可以通过频率调节旋钮进行频率调节；通过占空比电位器（qì）来调节 PWM 波的（de）占空比。频率范围分为 2 挡，通过钮子开（kāi）关切换，高频档是为 MOSFET 和 IGBT 驱动电（diàn）路提供 PWM 波形，频率调节范围（wéi） 4KHz ～ 10KHz ；低频（pín）档是为 GTR 和 GTO 驱动电路提（tí）供 PWM 波（bō）形，频（pín）率调节范围 400Hz ～ 1KHz ；占空比（bǐ）可从 0% 调至 100% 。
7、DQ07 功率器件驱动与（yǔ）保护电路（二）
提供 GTO 和（hé） GTR 的驱动（dòng）保护电路， PWM 信号和直流电源均从 PE14 上取。
8、DQ08 单相交直交变频原理
根据普通高等教育 “ 九（jiǔ）五 ” 国家级重点教（jiāo）材王（wáng）兆安，黄俊主编的《电力电子技术》（第四版）的内容进（jìn）行开发。用于展示交直交变（biàn）频原理，主要让学（xué）生了解 SPWM 正弦波脉宽调（diào）制信号的（de）形成（chéng）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（jiāo）直交变频电路在不同负载（电阻，电感或电机）时的工作情况和波形，并研究工作频率对电路（lù）工作（zuò）波（bō）形的影响； 3 ） IGBT 管专用集成驱动芯片的工作特性。
9、DQ09 DC/DC 变换电路
提（tí）供了 DC/DC 变换电路实（shí）验的主（zhǔ）电路和控制电路。电力电子（zǐ）器件为 IGBT ，控制电路采用 PWM 控制集（jí）成（chéng）电路 SG3525 ，挂箱面板上还提供了所需的观测孔。
10、DQ10 半（bàn）桥型开关稳压电源
提供了半（bàn）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（wéi）电力（lì） MOSFET 管；控制电路采用专用 PWM 控制集成电路（lù） SG3525 ，采用恒频脉宽调制（zhì）控制方案。可完成 “ 开关（guān）电路在开环与闭环下负载特性的测试 ” 以及 “ 电源电压波动（dòng）对输出（chū）的影响 ” 等实验内容。
11、DQ11 直流斩波实验
根（gēn）据西安交通大学王兆安教授和黄（huáng）俊教授主编（biān）的《电力电子技术（shù）》 ( 第四版 ) 中相关内容而设计。提（tí）供组（zǔ）成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的 PWM 控（kòng）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（diàn）路、 Sepic 斩波电路、 Zeta 斩波电路六（liù）种典型实验。
12、DQ12 斩（zhǎn）控式交流调压电路
根据西安交通大学王兆（zhào）安教授（shòu）和黄俊教授主编的《电力电子技术》（第四版）中相（xiàng）关内容而设（shè）计，采用（yòng）全控型（xíng）器件 IGBT 管实现 “ 斩控（kòng）式交（jiāo）流调压实验（yàn） ” 。
13、DQ13 单相交流调压 / 调功电路
根据西安交通大学王兆安（ān）教授和黄俊教授主编的《电力（lì）电子技术》（第四版）中（zhōng）相关内容而设计，实现单相交流调（diào）压（yā）和交流（liú）调功（gōng）的实验内容。采用的电力电子器件为双向（xiàng）晶闸管，在交流调压实（shí）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（lù）组（zǔ）成触发控制电路。
14、DQ14 单端（duān）反激式隔离开关电（diàn）源
输入（rù）交（jiāo）流电压范围为 50V ～ 200V ，输出为三组直流电源，分别为 +5V 、 5A ； +12V 、 1A ； -12V 、 1A ，在输入交流（liú）电压和直流输出负载（zǎi）变化时输出电压的变化率小（xiǎo）于 0.3% 。
15、DQ15 PS-ZVS-PWM 软开关技术
主要（yào）包括 H 桥电路、控制电路和稳压反馈电路，用于展现移（yí）相（xiàng）零电压开（kāi）关的电路结构和工作原理。 H 桥电（diàn）路有四只 MOSFET 管组成，控制电路采（cǎi）用全桥软开关电源移相 PWM 控制芯片 UCC3895 和驱动芯片 HIP4081 组成，稳压反馈电路由 TL431 等元件组成。
16、DQ16 整流电路（lù）有源功率因数校正
主要有整流电路（lù）、升压变换器、控制电路三部分组成。控制电（diàn）路采用（yòng）功（gōng）率因数控（kòng）制芯（xīn）片 UCC3817N 和外（wài）围元器件组成（chéng）。最大输出功率（lǜ）是 100W （ 200V±5% ， 0.5A ），工作频率为 100KHz 。通过适当的连线可以完成下列（liè）实验项目：
(1) 无滤波电容的整流（liú）电（diàn）路带纯阻性负载的测试
(2) 有滤波电容的整流（liú）电路带纯阻性负（fù）载的测试（shì）
(3) 整流电路有源功率因数校正的（de）测试
(4) 控制电路的波形测试，功率栅极控制信号观察
(5) 整流（liú）电（diàn）路（lù）有源（yuán）功率因数校正电路的（de）性能测试
17、DQ17 实验元器件（jiàn）
提供晶闸管（均设有 RC 吸收和保险丝保护）、压敏（mǐn）电阻（作为过压（yā）保护元件，内部已连成三角形接法）、二极管及灯座、 RC 吸收电路。
18、DQ18 单端（duān）电流（liú）反（fǎn）馈他激（jī）式隔离开关电源
采用专用集成电路 UC3844 作 PWM 控制器（qì），可直接驱（qū）动（dòng） MOSFET 功率场效应管。通过与直流（liú）可（kě）调电源、负载的配合可展示电路原理，各点波形测试，输入电（diàn）压和负载改变时的波形变化和性能测试等项目（mù）。
19、DQ19 升 、降压与复合斩波电（diàn）路
通过 PWM 控制器与两个 IGBT 三极管，两个二极管的简单联（lián）结（jié），配以发电机、电动机的组合负荷，用双踪示波器能展示降压（yā）电路的（de）第（dì）一象限电（diàn）压（yā） - 电流图，升压电路的第二象限电压（yā） - 电流图，复合电路的第一、第二象限电压－电流图。同时能展示以上三种状态下的续流（liú）、临界断流、断流时的电压、电流波形 ( 改变输入电压、改变 PWM 脉宽、改变负荷（hé）电机力矩 ) 。并可简单地联结成升、降压与复合电路，由于结构上的特点，实验还可演示斩波电路电机负荷能耗制动、回馈制动等的实验效果。
20、DQ20 三相可控整流（liú）电（diàn）路（二）
提供 6 只 5A /1000V 的晶闸（zhá）管（guǎn），每只晶闸管均设有 RC 吸收和保（bǎo）险丝保护装（zhuāng）置（zhì），晶闸管可通过外加触（chù）发信号进行触发（留有触发（fā）脉冲输入接口），可更好的完成（chéng）设计性实验。
三相触发电路由专用晶闸管新型集成触发电路 Tc787 组成，体现（xiàn）了现代晶闸管触发技术的最新应用；同时提供（gòng）六路（lù）触（chù）发脉冲功放电路等。
21、DQ21 晶（jīng）闸管触发电路（lù）（三）
由西门子专用晶闸管集成触发电路 Tca785 组成，可完成单相集成触发（fā）电路（lù）实验，体现了现代晶闸管（guǎn）触发技术的最新应用。
22、DQ22 单相智能（néng）功率、功率因数表
由（yóu）微电脑、高精度 A/D 转（zhuǎn）换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话功能控（kòng）制（zhì）模式。在（zài）硬、软件上（shàng）均分八档区域（yù），自动判断、自（zì）动换档（dàng），功率测量精度 1.0 级，电压、电流量程分别为 450V 、 5A ，还可（kě）储存数据，供随时查阅。
23、DQ23-1 不锈钢（gāng）电机导轨、光码（mǎ）盘测速系统（日本欧姆龙 1024 光电编码器）及数显转速表
24、DQ24-1 直流复励发（fā）电机
25、DQ25 直流并励电（diàn）动机
26、DQ26单相电阻启动异（yì）步电动机（jī）
27、实（shí）验连接线：根据不同实验项目的（de）特点，配备（bèi）两种不（bú）同的实验联接线，强电部分采用高可靠护套结构插连（lián）接线（不存在任何触电的可能），里（lǐ）面采用无氧铜抽丝而成头（tóu）发丝般细（xì）的多股线（xiàn），达到超软目的，外包丁（dīng）晴聚氯乙（yǐ）烯绝缘层，具（jù）有（yǒu）柔软、耐压高、强度大（dà）、防硬化、韧性好等优点，插（chā）头（tóu）采用实芯铜质件外（wài）套铍轻铜弹片，接触安全可靠（kào）；弱电部分采（cǎi）用弹（dàn）性铍轻铜裸露结构联接（jiē）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（jí）合理性。
四、实训（xùn）装置能开设的实验项目（全配）
（一）晶闸管触发电路实验项目
1、单（dān）结晶体管触发电路
2、正弦波同步移相触发电路实验
3、锯齿波同步移相触（chù）发电路实验
4、单相集成（chéng）锯（jù）齿波触发电路实（shí）验（由 Tca785 组成（chéng））
5、三相集成锯齿波触发电路实验（由 KC04 等组（zǔ）成）
6、三相集（jí）成锯齿波触发电路实验（由 TC787 组成）
（二）晶闸管线路实验项目
1、单（dān）相半波（bō）可控（kòng）整流电路实验
2、单相桥式半控整流电（diàn）路实（shí）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（sān）相桥式半控整流电（diàn）路实验
6、三相半波有源（yuán）逆变电路实验
7、三相桥式全控整（zhěng）流及有源逆变电路实验
8、单相并联逆变电路实验
9、单相交流调压（yā）电路实验
10、单相交流调（diào）功电（diàn）路实验
11、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、可关断（duàn）晶闸管（ GTO ）特性实验
3、功率场效应管（ MOSFET ）特性实（shí）验
4、功率晶体管（ GTR ）特性实（shí）验
5、绝缘（yuán）双极性晶体管（ IGBT ）特性实验
6、可关断晶闸管（ GTO ）驱动与保护电路实验
7、功率场效应管（ MOSFET ）驱动与（yǔ）保（bǎo）护电路实验
8、功率晶体管（ GTR ）驱动与保护（hù）电路实（shí）验（yàn）
9、绝（jué）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（lù）实验
1、单相正弦波脉（mò）宽调（diào）制（ SPWM ）逆（nì）变电路（lù）实验
2、全桥 DC/DC 变换电（diàn）路（lù）实验（yàn）
3、半桥型开关（guān）稳压电源的性能研究
4、单端反激式隔离开关电源（yuán）实（shí）验
5、单端电流反馈他激式隔离开关电源实验
6、直流斩波电路的性能研究（降压斩波电路（lù）、升压（yā）斩波电路、升降压斩波的电路、 Cu ｋ斩波电路、 Sepic 斩波电路、 Zeta 斩波电路（lù））
7、升、降压与复合斩波电路实验（yàn）
8、单相斩控式交流调压电路（lù）实验（yàn）
9、整流（liú）电路有源功率（lǜ）因数校正实验
10、软开关技（jì）术实验

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