電力電子與電氣傳動實訓裝置,電力電(diàn)子與電氣傳(chuán)動實(shí)訓設備
一(yī)、產品(pǐn)概述:
電力電子與電(diàn)氣傳動實訓裝置綜合了目(mù)前我國高等院校(xiào)電機學(xué)、電機與拖動、電力電子技術、電機控製、繼(jì)電接觸控製、工廠電氣控製等課程實驗大綱的要求。特別適用於高(gāo)等院校(xiào)現有的電機、電氣技(jì)術實驗設備的更新改造,同時也為中(zhōng)等專業學校、職業技術學(xué)院(yuàn)等新(xīn)建(jiàn)或擴建實(shí)驗室,迅速開(kāi)設實驗課(kè)提供了理想的實驗設備(bèi),為教(jiāo)師或研究生開(kāi)發新(xīn)實驗或進行科學研究工作提供良好的實驗條件。
二、裝置特點:
1、綜合性強:本裝置綜合了目前國內各類學(xué)校(xiào)電力(lì)電子、半導體變(biàn)流(liú)、交直流調速、交流變頻、電機控製(zhì)、控製理論等實驗項目。
2、適應性強 能滿足各類學校相應課程的(de)實驗教學,深度和廣度可根據需要作靈活(huó)調整,普(pǔ)及與提高可根據教學(xué)的進程作有機(jī)的結合,裝置采用積木式結構,更換便捷,如需要擴展功能或開發新實驗,隻需添加部件即可,永不淘汰。
3、整套性強(qiáng):從專用電源、電(diàn)機及其它實驗部件到實驗連接專用導線配套齊全,配套(tào)部件的性能、規格(gé)等均密切結合實驗的需要進行配套(tào)。
4、直觀性強(qiáng):各實驗掛件采用分隔結構形式,組(zǔ)件(jiàn)麵(miàn)板(bǎn)示意、圖線分明,各掛件任務明確(què),操作、維護方便。
5、科(kē)學性強:裝置占地麵積少,節約實驗用房(fáng),減少基建(jiàn)投資;配套(tào)的小(xiǎo)電機均經特殊設計,可模擬中小型電機的特性和參數;小電機(jī)耗電(diàn)省,節約能源,實驗噪聲小,整齊美觀,改善實驗環境;實驗內容豐富,設計(jì)合理(lǐ),除(chú)了加深理論知識外還可結合實際開設設計性實驗。
6、開放(fàng)性強:控製屏供電采用三相隔離變壓器隔離,並設有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護裝置,確保操作者的安全;各電源輸出均(jun1)有監示及短路保護等功能,各測量儀表均有可靠的保護功能(néng),使用安全可靠;控製屏還設有定時器兼報警記錄儀,為學生實驗技能的考核提供一個統一的標準。由於整套裝置經過精心設計,加上可(kě)靠的元器件質量及可靠的工藝作為(wéi)保障,產品性(xìng)能優良,所有這些均為開放性實驗室,創造了條(tiáo)件。
7、先進性強:本裝置著重(chóng)從新器件高(gāo)度來考慮,在保留(liú)了晶(jīng)閘管實(shí)驗的基礎上,加入了新器件的特(tè)性(xìng)、新器(qì)件的驅動以及典型的新(xīn)器件應用的大量現代電力電子技術實驗,讓學生(shēng)對新器件有足夠的認識(shí)和了解(jiě),緊跟時代步伐。
三、適用(yòng)範圍:
本裝置(zhì)涵蓋了各類院校等所開設的“電力電子技(jì)術(或稱半導體變流技術)”、“直流調速”、“電機(jī)控製”、“電力拖動自動控製係統”及“控製理論(lùn)”等專業課程所要求(qiú)的實驗實驗項目。
四、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:<1.5KVA
4、外形尺寸:187×70×160 cm
五、基本配備:
1、DK01電源控製屏(鐵質雙(shuāng)層亞光密紋噴塑(sù)結構,鋁質麵板)
(1)交流電源:
提供交流電源:直流調(diào)速檔為三相交流(liú)電 200V/3A
交流調(diào)速檔為三(sān)相(xiàng)交流電 240V/3A
(2)高壓直流電(diàn)源
勵磁電源:220V(0.5A),具有輸出短路保護。
(3)指針式儀表:
交流電壓表一隻:可通過其下方的波段開關切換指示三相電網輸入線電壓,精度(dù)1.0級;
(4)數字式儀表
A.智能型真有效值交流數字電壓表1隻,量程0-5A,四位數字顯示。
B.智能型真有效值交流數字電流(liú)表(biǎo)1隻,量程0-500V,四位數字顯示。
C、數字直流(liú)電(diàn)壓表1隻(0-500V),三位半數字顯示(shì),精(jīng)度0.5級。
D、數字(zì)直流電流表1隻(0-5A),三位半(bàn)數字顯示,精度(dù)0.5級。
(5)人身安全(quán)保護體係(xì)
三相隔離變壓器一組:三相(xiàng)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,使輸出與電網隔離(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(hù)裝置:控(kòng)製屏若有漏電現象(xiàng),漏電流超過一定值,即切斷電源。
實驗(yàn)連接線及插(chā)座:強、弱電連接線及插(chā)座分開,不能混插。強電連接線及插座(zuò)采用全封閉工藝,使用安全、可靠、防觸電。
(6)控製屏其(qí)它(tā)設施
控製屏正麵大凹(āo)槽內,設有兩根鋼管,可掛(guà)置實(shí)驗部件,凹槽底部設有3芯插座,掛箱(xiāng)的供電由這些插座(zuò)提供。控製屏兩邊設有單相三極220V電源插座及三相(xiàng)四極380V電源插座,還設有實驗台照明用的40W日光燈一盞(zhǎn)。
2、DK02實驗桌
實驗桌為鐵質雙層亞(yà)光密紋(wén)噴塑結構,桌麵為防火、防(fáng)水、耐磨高密度板(bǎn),結構堅固,形狀似長方(fāng)體封閉式結構,造形美(měi)觀(guān)大方;設有(yǒu)兩(liǎng)個大抽屜、櫃門,用於放置工具、存放掛件及資(zī)料等。桌麵(miàn)用於(yú)安(ān)裝電源控製屏並提供一個寬敞舒適的工作台麵。實(shí)驗桌還(hái)設有四個(gè)萬向輪和四個固定調節機構,便於移動和固定,有利於實驗室的布局(jú)。
3、DQ03-1固定電機導軌、測速係統及智能數顯(xiǎn)轉速表(biǎo)
4、DQ27三相可調電阻(每組900Ω×2/0.41A)
5、DK03晶閘管主電路
提供12隻5A/1000V的晶閘管,4隻二(èr)極(jí)管,每隻晶閘管均設有保護裝(zhuāng)置,晶閘管可通過外加(jiā)信號(hào)進行觸發(留有觸發(fā)脈衝輸入接(jiē)口),可更好的完成(chéng)設計性實(shí)驗;設有帶鏡麵精密指針式直流電壓(yā)表±300V,精度1.0級帶鏡麵直流電流表±2A,精度(dù)1.0級(jí)各(gè)一隻(zhī)和平波電抗器一組。
6、DK04三(sān)相晶閘(zhá)管觸發電(diàn)路
提供三相觸發電路、功放電路等,與“DK03”配套使用。
7、DK05 單相晶閘管觸發(fā)電路實驗
提供單(dān)結晶體(tǐ)管、鋸齒波同步移向、單相交流調壓,正弦波同步(bù)移向,西門子TC785集(jí)成觸發(fā)電路。
8、DK06電機調速控製實(shí)驗(yàn)(Ⅰ)
提供以下模塊:給定(帶數顯)、調節器I、轉速變換(FBS)、調節器II、反號器(AR)、電流變換(FBC)、電壓隔離器(TVD)。其中調節器I和調節器II的比例增(zēng)益由電位器調節。
9、DK06-1電(diàn)機調速控製電路(II)
提供以下模塊(kuài):零電平檢測(DPZ)、轉矩極(jí)性鑒別(bié)(DPT)、邏輯控製(DLC)。
10、DK07直(zhí)流斬波實驗
根據西安交通大學王兆安(ān)教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四(sì)版)中相(xiàng)關的直流斬波內容而設計的;提供(gòng)組(zǔ)成(chéng)直流斬波電路所(suǒ)需的元器件和采(cǎi)用專用的PWM控製(zhì)集成電路SG3525。可完成教(jiāo)材中降壓斬波電路(Buck Chopper)、升壓斬波電路(Boost Chopper)、升降壓斬(zhǎn)波電(diàn)路(Boost -Buck Chopper)、Cuk斬波(bō)電路(lù)、Sepic斬波電路(lù)、Zeta斬波(bō)電路六種典型實驗。
11、DK08給定及實驗器件
提供給定(dìng)(±15V可(kě)調電壓(yā)輸(shū)出)、壓敏電阻(作為過(guò)壓保護(hù)元件,內(nèi)部已連成三角形接法)、二極管等。
12、DK10可調電阻器,電容器
提供(gòng)耐壓AC100V的可(kě)調電容三組,調節範圍為0.1~11.37uF,0~999KΩ十進製可調電阻(zǔ)兩組。
13、DK11單相調壓與可調負載
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(gòng)可調電源;一個整(zhěng)流濾波電路以及0~90Ω/1.3A(串聯)或0~45Ω/2.6A(並聯(lián))瓷盤可調電阻,為相應的實驗提供一個可調(diào)的阻性負載。
14、DK12變壓器(qì)實驗
提供三相芯(xīn)式(shì)變壓器一(yī)個(該變壓器有2套副邊繞組,原、副邊繞組(zǔ)的電(diàn)壓為127V/63.6V/31.8V),用於異步電機串級調(diào)速實驗和三(sān)相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗;還設有三相不控整流電路(lù)等模塊。
15、DK13功(gōng)率器件驅動電路實驗箱
主要是為完成新器件特性實驗提供驅動(dòng)和保護電路,使學生了解電力電(diàn)子新器件的驅動特性。主要包括電(diàn)源、驅動電路、PWM波形發生(shēng)器。
(1)電源:為驅動電路提供電源,包括±5V、+20V、±15V直流(liú)電源。
(2)驅動(dòng)電路:包括MOSFET、IGBT的驅動電路。其中IGBT的驅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波形發生器主要為新器件驅動電路提供PWM驅(qū)動(dòng)波形;可以通過頻率調節旋鈕進行(háng)頻率調節;通過占空比電位(wèi)器來調節PWM波的占空比 頻率調節範圍4KHz~10KHz。
16、DK14單相(xiàng)交直(zhí)交變(biàn)頻原理
根據普通高等教育“九五(wǔ)”國家級重點教材王兆安,黃俊(jun4)主編的《電(diàn)力電子技術》(第四版)的內容進行開發。用於(yú)展示交直交(jiāo)變頻原(yuán)理,主要讓學生(shēng)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)芯片的特(tè)點(diǎn)及其使用,能完成如下實(shí)驗(yàn)項目: 1)SPWM波形成的過程;2)交直(zhí)交變頻電路在不同負載時的工作情況和波形,並研究工作頻率對電(diàn)路工作波形的影響;3)IGBT管專用集成(chéng)驅(qū)動芯片的工作特(tè)性。
17、DK17雙閉環H橋(qiáo)DC/DC變換直流脈寬調速係統
通過對四(sì)個橋臂上IGBT管的觸發控(kòng)製,來實現對可逆直流(liú)他勵電機進行調速的目的,主要由三(sān)大部分組成,即主回路部分、控製電路部分和調節部分。主回路由直流電源、四種IGBT管組成;控製回路部分由專用芯片產生PWM脈衝波,PWM波脈衝發生器產生的四路控製脈(mò)衝,分別驅動四個橋臂的IGBT管;調節(jiē)部分由兩個PI調節器組成,並通過速度環、電(diàn)流環構成(chéng)的反饋回路使電機的轉速穩定運行在給定(dìng)的轉速下。本實驗掛件可完成(chéng)的實驗項目有:(1)全橋DC/DC 變換(huàn)電路實驗(2)雙閉環可逆直流脈寬調速實驗(yàn)。
18、GDK28變頻器
提供DSP+IPM的矢量控製變頻器1台,功率0.4KW,(帶BOP操作控製麵板(bǎn))、1K電位器一(yī)個。
19、DQ07-1直(zhí)流發(fā)電機(jī)(DC220V,240W)
20、DQ09直(zhí)流並勵電(diàn)動(dòng)機 (DC220V,185W)
21、DQ11三相線繞式異步(bù)電動機 (220V,Y接法)
22、GDQ12線繞式異步電機轉子專用箱
提供0、2、5、15、35五(wǔ)檔同軸聯(lián)調的三(sān)相繞線異步電動機轉子起(qǐ)動、調速電阻一組。
23、MY06 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(jiē)線,強電部分采用高可靠護套結構(gòu)手槍插連接線(不存在任何觸電的(de)可能),裏(lǐ)麵采用無氧銅抽絲而(ér)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(yǒu)柔軟、耐壓高、強度大、防(fáng)硬化、韌性好等優點(diǎn),插頭(tóu)采用(yòng)實芯銅質件(jiàn)外套(tào)鈹(pí)輕銅彈片(piàn),接(jiē)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(dōu)隻(zhī)能配合相應內孔的插座,這樣大大提高了(le)實驗(yàn)的安全及合理性。
24、透明型電力電子應用創新實訓模塊:(全室配(pèi)1套,便於(yú)學生對電力電子器件及電路的直觀認識)
電力(lì)電子(zǐ)應用創新實訓模塊底(dǐ)盒使用190mm×145mm,124mm×145mm兩種開模有機透明封閉塑料底盒,模塊麵(miàn)板采用藍色印(yìn)製電路板PCB工藝,可以直觀看到器件的實物及相關的原(yuán)理圖。對於高壓電路安裝在麵板背麵,或(huò)者通過雙圈接(jiē)線(xiàn)柱引出接口,透過透(tòu)明底盒能夠(gòu)看到器件實物,方便感性認識。
包含三相同步信號電路單元模塊(kuài)、TC787AP三相集成脈衝觸發電路模塊(設有單雙脈衝切換開關,封鎖及輸出開關,移相電位器等)、六路功率三極管(guǎn)BU406及灌封脈衝變壓器隔離的脈衝輸出電路,PWM脈衝(chōng)發生器及四路功率橋功(gōng)率輸出電路、二極管整流電路、四(sì)路IGBT功率橋電路(lù)及LEM電流傳感器檢測電路、三相晶閘管整流電路、基(jī)於DSP的三相異步電(diàn)機(jī)IPM逆變調速(sù)模塊電路(矢量控製)、變頻調速按鍵與LED顯示(shì)電路模塊,交流電壓檢測儀表、交流電流檢測儀表(biǎo)、直流電壓和電流檢測儀表等。
本套件可完成單(dān)相半波不控整流電(diàn)路實訓,單相全橋不控(kòng)整流電路實訓,三(sān)相晶閘管觸發電路實訓(xùn),三相半波整流電路實(shí)訓,三相半控橋式整流電路實訓,三相橋式整流電路實訓,三(sān)相交流調壓電路實訓,DC/DC 全橋IGBT整流電路實訓,直流電機H橋IGBT可逆調速電路實訓,交流電機矢量變(biàn)頻(pín)調速電路實訓等。
25、基於DSP的(de)雙閉環(huán)空間矢量交流變頻調速係統(全室配1套,可供教師DSP學習或學生畢(bì)業設計使(shǐ)用)
空間矢量脈寬調製-SVPWM,主要思想是把三相交流電機等效為(wéi)直流電機,然後跟(gēn)蹤圓形磁場。SVPWM主要由(yóu):波形發生(shēng)器,Chark變換,扇區判斷,Park變換,橋臂(bì)作用時間,比較器,插入死區等模塊組成。
本實驗係統是基於德州儀器TI公司的28335型C2000係列DSP而設(shè)計的高性能矢量控製變頻調速係統(tǒng)。係統由(yóu)實驗箱(含DSP控製板、IPM智能功率驅動模塊(kuài)和24V開關電源)、XDS100V2-USB2.0仿真器,三相鼠籠式異步電動機,增量式光電編碼器,聯軸器,固定電(diàn)機導軌等組(zǔ)成。
本(běn)係統可實現在線編程,通過XDS100V2 USB2.0仿真(zhēn)器在線仿真,提供源程序,可在(zài)線燒寫DSP程序。
26、學生凳子2隻/套。
每套設備提供2隻鐵質四腳方凳,凳子麵板采用高強度高密度板,結實耐用,美觀大方。
六、能開設的實驗項目:
(一)電力電子技術(晶閘(zhá)管部分)
1.單結晶體管觸發電路
2.正弦波同步移相觸(chù)發電路(lù)實驗
3.鋸(jù)齒波(bō)同步移相觸發電路實驗
4.西門子TCA785集成觸發電路實驗
5.單相半(bàn)波可控(kòng)整流電路實驗
6.單相橋式半控整流電路實驗
7.單相橋式全控整流電(diàn)路(lù)實驗(yàn)
8.單相橋式有源逆變電路實(shí)驗
9.三相半波可控整流電路(lù)的研究
10.晶閘管三相半波有源逆變(biàn)電路的研究(jiū)
11.三相橋式半控(kòng)整流電路實(shí)驗
12.三相橋式(shì)全控整流及有源逆變電路實驗
13.單相交流調壓電路實驗
14.三相交流調壓電路實驗
(二) 電力電子技術(全控型器件特性部(bù)分)
1.功率場效(xiào)應晶體(tǐ)管(MOSFET)的主要參數測(cè)量
2.功率場效應晶體管(MOSFET)的驅動電路研究
3.絕緣柵雙極型晶(jīng)體(tǐ)管(IGBT)特性及其驅動電路的研究
4.單向晶閘管(SCR)特(tè)性實驗
5.雙向晶閘管(SCR)特性實驗
6.電力晶體管管(GTR)特性實驗
(三) 電力電子技術(全控型器件典型線路部分)
1.直流斬(zhǎn)波電路(Buck、Cuk、Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta等六種電(diàn)路)的性能研究
2.SPWM單相交直交變頻電路的性能(néng)研究
3.全橋DC/DC變換
(四) 直流調速實驗
1.晶閘管直流調(diào)速主要單元的調試
2.不可逆(nì)單閉環直流調速(sù)係統靜特(tè)性的研究(jiū)(電壓單閉環(huán),電流(liú)單閉環,速度單閉環(huán))
3.帶電流截止負反饋(kuì)的轉速單閉環不可逆(nì)直流調速係統
4.電壓,電流雙閉環晶閘管不可(kě)逆直流調速係統
5.轉速,電流雙閉環晶閘管不可逆直流調速(sù)係(xì)統
6.雙閉環(huán)控製的直流脈寬調速係統(H橋、IGBT)
(五) 交流調速(sù)實驗(yàn)
1.雙閉環三相異步(bù)電機調壓(yā)調速(sù)係統實驗
2.雙(shuāng)閉環三相(xiàng)異步電機串級調速係統實驗
3.三相異步電機變頻調速實驗
(六)電力電子透明元件(jiàn)盒創新實訓
本套件可(kě)完成單相半波不控整(zhěng)流電路(lù)實訓,單相全橋不控(kòng)整流電路實訓,三相晶閘管觸發電路實訓,三相(xiàng)半波整流電路實(shí)訓,三相半控(kòng)橋式整流電路實訓(xùn),三相橋式整(zhěng)流電路實訓,三相交流調壓電路實(shí)訓,DC/DC 全橋IGBT整流電路實訓,直流電機H橋IGBT可(kě)逆調速電路(lù)實訓,交流電機矢量變頻調速電路(lù)實訓等。