電力電子高級技師（shī）實驗設備

一、電力電子高級技師實驗設備-是依據西安交通大（dà）學王（wáng）兆安編著（zhe）的《電力電子技術》（第五（wǔ）版）、《半導體變流技術》教材實驗大綱的要求，吸收國內、外同類產品的優點，充分考慮了實驗室的現狀和發（fā）展（zhǎn）趨勢（shì），精心研製而成。

二、適用範圍
　　現代電力電（diàn）子技術實驗裝置涵蓋（gài）了各類院校所開設（shè）的"電力（lì）電子技術"、"半導體（tǐ）變流技術"等專業課程所要求的實驗項目。
三、技術性能
　　1、輸入（rù）電源: 三相四線(或三（sān）相五線 380V±10％ 50HZ)
　　2、工作環境（jìng）: 溫度-10℃－+40℃　相對濕度＜85％（25℃）　海撥＜4000m 
　　3、裝置（zhì）容（róng）量：＜1000W
4、外形尺寸：1650×700×1600 mm
四、裝置的基本裝備（bèi）
1、DX01電源控製屏（鐵質雙層亞光密（mì）紋噴塑（sù）結構，鋁質麵板（bǎn）） 
　　（1）交流電源（帶有過流保護措施）提供交流電源：三相交流電源220V/1.5A,經過380V//220V 隔離變壓器輸出) 
　　（2）高壓直流電源：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：可通過其下方的波段開關（guān）切換指示三相電網（wǎng）輸（shū）入線電壓； 
　　②．真有效值交（jiāo）流數字（zì）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，三位半數顯（xiǎn）。
　　③．真有效值交流數（shù）字（zì）電流表一隻：測量範圍0～5A，量程自動判斷、自動切換（huàn），精（jīng）度0.5級，三位半（bàn）數顯； 
　　④．直流數字電壓表一隻：測量範圍0～500V，三（sān）位半數（shù）顯（xiǎn），輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級； 
　　⑤．直流數字電流表一隻（zhī）：測量範圍0～5A，三位半數顯（xiǎn），精度0.5級，具有短路保護等功（gōng）能。 
　　（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（測量範圍0～±2A，為（wéi）中零式，精度為1.0級） 
　　（5）三相可調電阻（90Ω×2/0.41A一個（gè） 、900Ω×2/0.41A兩個） 
　　（6）平（píng）波電抗器（qì）：提供100mH、200mH、700mH電感（gǎn），在（zài）1A下保（bǎo）持線性。 
　　（7）給定：±15V可（kě）調（diào）電壓輸出，帶數顯，指（zhǐ）示輸出電壓。 
　　（8）單相調壓：提供了一（yī）隻0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓（yā）器，為相應的實（shí）驗提供可調交流電源，並帶短路保護。
（9）三相（xiàng）整流濾波電路：可對單相及三相（xiàng）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一個（該變壓器有2套副（fù）邊繞（rào）組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用於三相（xiàng）橋式、單相橋式有源逆變電路實驗。 
　　（11）人身安全保護體係 三相隔離變壓器一組：三相（xiàng）電源首先通（tōng）過三相漏電保（bǎo）護器（qì），然後經（jīng）鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使主電（diàn）路輸（shū）出與電網隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的（de）保護作用。
　　電流型漏電保護裝置：控（kòng）製屏若有漏電現象，漏電流超過一定（dìng）值，即切（qiē）斷電源。
    實驗連接線及插座：強、弱電連接及插座分開，不（bú）能混插。強電連接線及插座采用全封閉工藝（yì），使用安全、可靠、防觸電（diàn）。 
　　（12）控製屏其它設施 控（kòng）製屏正麵大凹（āo）槽內，可掛置實驗部件，凹槽底部（bù）設（shè）3芯插座， 掛件的供電由這（zhè）些插座提供（gòng）。控製屏右側設（shè）有單相三極220V電源插座。
2、DX02實驗桌
　　外形尺寸為1600（長）*700（寬）*1600（高），實驗（yàn）桌主體結構全部采用高性能表（biǎo）麵氧化的鋁（lǚ）型材及一次成型鋁壓鑄框架連接構件，連接構件采用壓（yā）鑄成型工藝（非（fēi）焊接工藝），經機加工（gōng）、拋丸、噴砂（shā），表麵靜電（diàn）噴塗工（gōng）藝，安裝（zhuāng）方便、快捷，用戶可自行DIY組裝。桌體（tǐ）立柱采用工（gōng）業鋁型材（cái）成型工藝，表麵氧化處理，截麵尺寸：70×70mm，四麵帶槽，槽寬（kuān）約（yuē）8mm，端部配套塑料堵（dǔ）頭（tóu）。
3、DX03 三相可控整流電路（一）
　　提供6隻5A/1000V的晶（jīng）閘管，每（měi）隻晶閘管均設有RC吸收和（hé）保險絲保護（hù）裝（zhuāng）置，晶閘管可通過外加觸發（fā）信號進行觸發（留有觸發（fā）脈衝輸入接口），可（kě）更好（hǎo）的完成設計性實驗。 三相觸發電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路（lù）組成，可通過鈕子開關選擇雙窄（zhǎi）脈衝或寬脈衝，同時提供六（liù）路觸發脈衝功放電路等。 
4、DK05晶閘（zhá）管觸發電路（lù） 
　　提供單結（jié）晶體管觸發電路實驗、單相交流調壓觸發（fā）電路，鋸（jù）齒（chǐ）波同步移（yí）相觸發電路實驗，正弦波觸發電路及TCA785集成觸發電路。
5、DK07直流斬波實驗
 根據西安交通大學王兆安教（jiāo）授和黃俊教授主編的《電力電子技（jì）術》(第（dì）五版)中相關的直流斬波內容而設計的（de）；提供組成直流斬波電路所需的元器（qì）件和采用專用的PWM控製集（jí）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（diàn）路（lù）（Boost -Buck Chopper）、Cuk斬波電路、Sepic斬波（bō）電（diàn）路、Zeta斬（zhǎn）波電（diàn）路六種典型實驗。
6、DK09新器件特性實驗
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，與給定模塊配套使用，可測（cè）定（dìng）其（qí）特性曲線。
7、DK13功率器件驅動與保（bǎo）護電路　　
主要是為完（wán）成新器件特性實驗提供電源、驅動電路及（jí）PWM波形發生器。
　　（1）電源：為驅（qū）動電路提供電（diàn）源（yuán），包括±5V、±15V和+20V直流電（diàn）源。
　　（2）驅動電路：包括 MOSFET和IGBT的驅動電路。其（qí）中IGBT的驅動電路采用專用芯片EXB841，其它的由運放、門電路及分立元件組成。
　　（3）PWM波形發生器：以SG3525為核心的PWM波形發生器主要是為新器件（jiàn）驅（qū）動電路提供PWM驅動波形，可以通過（guò）頻率調節旋鈕進行頻率調節；通（tōng）過占空比電位器來調節PWM波的占空比。頻（pín）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波形，頻率調節範圍4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅動電路提供PWM波形，頻率調節範圍400Hz～1KHz；占空比可（kě）從　0%調至100%。
8、DK14單相SPWM交直交變（biàn）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《電力電子技術》（第四版）的內容進行開發。用於展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調製信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅動芯片的特（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（biàn）頻電路在不同負載（zǎi）（電阻，電感）時的工作情況和波形，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工作特性。 
9、DK17 全橋DC/DC變換電路
  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（piàn）產生PWM脈衝波，PWM波脈衝發（fā）生器產生的四（sì）路控製脈（mò）衝，分別驅動四個橋臂的IGBT管；
10、DK19半橋型開關穩壓電（diàn）源
　　提供了（le）半橋型開關穩壓電（diàn）源的主電路和控製電（diàn）路，主電路的電力電子器件為電力MOSFET管；控製電路采（cǎi）用（yòng）專用PWM控（kòng）製集成電路SG3525，采用恒頻（pín）脈寬（kuān）調製控製方案。可完成"開關電路（lù）在開環與閉環下負載特性的測（cè）試"以及"電源電（diàn）壓波動對輸出的影響"等實驗內容。
  11、DX17實驗元器件
　　提供晶閘管（guǎn）（均設有RC吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已（yǐ）連成三角形接法）二極（jí）管及燈座、RC吸收電路。
12、DK22單相（xiàng）交流調壓（yā）/調功電路（lù）
單相交（jiāo）流調壓/調功電路根據西安交通大（dà）學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四版)中相關內容而設計，實現單相交（jiāo）流調（diào）壓和（hé）交流（liú）調功的實驗內容（róng）。采用的電力（lì）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（kòng）製電（diàn）路；在交流（liú）調功實驗中采用由555時基電路組成觸發控製電路。
13、DX14 單端（duān）反（fǎn）激式隔離開關電源
輸入交流電（diàn）壓～220V，輸出為一組直流電源，分別為+5V2A。
14、實驗連接線：
根（gēn）據不同實驗項目（mù）的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可（kě）靠護套結構手槍插連接線（xiàn）（不存在任何觸電的可能（néng）），裏（lǐ）麵采用無氧銅抽絲而
成頭發絲般細（xì）的多股線，達到超（chāo）軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔（róu）軟（ruǎn）、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優（yōu）點，插頭采用（yòng）實（shí）芯銅質（zhì）件外套（tào）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）構聯接線，兩種導線都隻能（néng）配（pèi）合相應內孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
五、本裝置能開（kāi）設（shè）的實驗項目（以上配置）
（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（lù）實驗 
3）鋸齒波同步移相觸發電路實驗 
4）單相集成鋸齒波觸發電路實驗（由 Tca785 組成） 
5）三相集成鋸齒波觸發電路（lù）實驗（由 KC04/KC09 等組成）
（二）晶閘管線路實（shí）驗（yàn）項（xiàng）目 
1）單相（xiàng）半波可（kě）控整流電路實驗 
2）單（dān）相橋式半控整（zhěng）流（liú）電路實驗 
3）單相橋式全（quán）控整流及有源逆變電（diàn）路實（shí）驗 
4）三相半波（bō）可控整流電路（lù）實驗 
5）三相橋式（shì）半控整流電路實驗（yàn） 
6）三相半波有源逆變電（diàn）路實驗 
7）三（sān）相橋式全控整流及有源逆（nì）變電路實（shí）驗 
8）單相交流調壓電路實驗 
9）單相交流（liú）調功電路實驗 
10）三相交流（liú）調壓電路（lù）實驗
（三）電力電子器件（jiàn）特（tè）性及驅動保護實驗項目
1）單向晶閘管（ SCR ）特性實（shí）驗
2）可關斷晶閘管（GTO）特性實驗
3）功率場效應管（MOSFET）特性實驗 
4）功率晶體管（GTR ）特（tè）性實驗 
5）絕緣雙極性晶（jīng）體管（IGBT）特性實驗 
6）可關斷晶閘管（GTO）驅動與保護（hù）電路實驗
7）功率場效應管（MOSFET）驅動與保護電（diàn）路實驗
8）功率（lǜ）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（yǔ）保護電路實驗
（四）典型新（xīn）器件線路實驗 
1）單相正弦波脈寬（kuān）調製（ SPWM ）電源逆變電路實驗 
2）半橋型開關穩（wěn）壓電源的性能研究 
3）直流斬波電路的性能研究（降壓斬（zhǎn）波電路、升壓斬波電路、升（shēng）降壓斬波的電路、 Cuｋ斬波電路、 Sepic 斬（zhǎn）波電路、 Zeta 斬波電路） 
5）全橋DC/DC電源變換電路

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