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電力電子技（jì）術實驗裝（zhuāng）置,電力電子技術實驗平台
2025-07-09 13:57
一、電力電子技術實驗裝置-產品概述（shù）：
依據西安交通大學（xué）王兆（zhào）安編著的《電力電子技術》（第四版）、《半導體變流技術》教材實驗大綱的要求（qiú），吸收國內、外同類產品（pǐn）的優點，充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢，對原電力電子技術及電機控（kòng）製實驗裝置 ” 在外形（xíng）、功能上進行優（yōu）化組合，精心研製而成。
電力電子技術實驗裝置,電力電子技術實驗設（shè）備（bèi）,電力電子技術實驗台涵蓋了各高等院校等所開設的電力電子技術、半導體變流技術等專業（yè）課程所要求的實驗項目。
二、技術性能：
1、輸入電源 : 三相四線 ( 或三相五線（xiàn） 380V±10 ％ 50HZ)
2、工作（zuò）環境 : 溫度（dù） -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、基本裝備：
1、DQ-01 電源控製（zhì）屏（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質麵板）
（1）交（jiāo）流電源（帶有過流保（bǎo）護措施）
提供交流電源：三相交流電源（yuán） (220V/ 1.5A )
（2）高壓直流電（diàn）源
直流電（diàn）源：輸出 220V/ 0.5A ，具有輸出短路保（bǎo）護。
（3）數字式儀表
1）交流數字電壓（yā）表：可通過其下方的波段開關切換指示（shì）三相電網輸（shū）入線電壓，精度 1.0 級；
2）真有效值交流（liú）數字電壓（yā）表（biǎo）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，為交流調速係統提（tí）供電壓指示。
3）真有效（xiào）值交流數字電流表一隻：測（cè）量範圍 0 ～ 5A ，量（liàng）程自動判斷、自（zì）動切換，精度 0.5 級，三位半數顯，具有超量程告警、指示及（jí）切斷總電源功能，為調速係統提供電流的指示；
4）直（zhí）流（liú）數字電壓表一隻：測量範圍 0 ～ 300V ，三位半數顯（xiǎn），輸入阻（zǔ）抗（kàng）為 10M Ω ，精度 0.5 級；
5）直（zhí）流數字電流表一隻：測（cè）量範圍 0 ～ 5A ，三位半數顯，精度 0.5 級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。
（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 ，為中零（líng）式，精度為 1.0 級）
（5）三相可調電阻（ 90Ω×2/ 0 .41A 一個 、 900Ω×2/ 0 .41A 兩個）
（6）平波電抗器：提供 100mH 、 200mH 、 700mH 電（diàn）感，在 1A 下（xià）保持線性。
（7）給定： ±15V 可調電壓（yā）輸出，帶數（shù）顯，指示輸出電壓。
（8）單相調壓（yā）：提供了一隻 0 ～ 250V/0.5KVA 單（dān）相交流自（zì）耦調壓器，為相應的（de）實驗提供可調（diào）交流電源，並帶過流保護。
（9）三相整流濾波電路：可對單（dān）相及三相交流電源進行整流和濾波，具有輸出（chū）短路保護。
（10）變壓器：提供三相芯式變壓（yā）器（qì）一個（該變壓器有 2 套副（fù）邊（biān）繞組，原、副邊繞組的電壓為 127V/63.6V/31.8V ），用（yòng）於三（sān）相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗。
（11）人身安全保護體係（xì）：
1）三相隔離（lí）變壓器一（yī）組：三相電源首先通（tōng）過三相漏電保護器，然後經鑰匙（shí）開關、接觸器到隔（gé）離變壓器，使主電路（lù）輸出與（yǔ）電網隔離（浮（fú）地設計），對人（rén）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（lí）變壓器前的（de）線路出現的漏電現象（xiàng）進行保護，使（shǐ）控製屏內的接（jiē）觸器跳閘，切斷電源。
3）電壓型漏電保護（hù）器 2 ：對隔離變壓器後的線路及實驗過程中的接線等出現的漏電（diàn）現象進行保護，發出報警信號並切（qiē）斷電源，確（què）保人身安全。
4）電流型漏電保（bǎo）護裝置：控製屏若有漏電現象，漏電（diàn）流超過一定值，即切斷電（diàn）源。
5）實驗連接線及插座：強（qiáng）、弱電連接及插座分開，不能（néng）混插。強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防（fáng）觸電。
（12）實驗管理器：具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可（kě）以自動記錄與區分由於接線或操作錯誤所造成的漏電（diàn）告警、儀表超量（liàng）程告警等。
（13）控製屏其它設施
控製屏正麵大凹槽（cáo）內，設有兩根方型不鏽鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有 7 芯、 3 芯等插座， 掛件的供電由這些插座提供。控製屏兩側設有單相三（sān）極（jí） 220V 電（diàn）源插座及三（sān）相四極 380V 電源（yuán）插座。
2、DQ02 實驗桌：
實驗（yàn）桌為鐵質雙層（céng）亞光（guāng）密紋噴（pēn）塑結構，桌麵為防火、防水、耐磨高密度板 , 結構堅固，形狀似長方體結構，造形（xíng）美觀大方；設有兩個大抽屜，用於放置工具、存放掛件及資料等（děng）。桌麵用於安（ān）裝電源控（kòng）製屏（píng）並提供一（yī）個寬敞舒適的工作台麵。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調節（jiē）機構，便於移動和固定，有（yǒu）利於實驗室的布局（jú）。配有示波器擱板。
3、DQ03 三相可控整流電路（一）
提供（gòng） 6 隻 5A /1000V 的晶閘管，每隻晶閘管（guǎn）均設有 RC 吸收和（hé）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），可更好的完成設計性實驗。
三相觸發電路由 KC04 、 KC41 、 KC42 、 4066 等集成電路組成，可通過鈕子開關選擇雙窄脈衝或寬脈衝，同時提供六路觸發脈衝功放電路等（děng）。
4、DQ04 晶閘管觸發電路（一）
提供單結晶體管（guǎn）觸發電路實（shí）驗、鋸（jù）齒波同步移相觸發電路（lù）實驗。
5、DQ05 晶閘管觸發（fā）電路（二）
提供正弦波同步移相觸發電路實驗、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。
6、DQ06 功率器件驅動與保護電路（一（yī））
主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅動電路及 PWM 波形（xíng）發生器。
1）電（diàn）源：為（wéi）驅動電路提供電源，包括 ±5V 、 ±15V 和（hé） +20V 直流電源。
2）驅動電路：包括 MOSFET 和 IGBT 的驅動電路。其中 IGBT 的驅動電路采用專用（yòng）芯片 EXB841 ，其它的由運（yùn）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（qì）主要是為新器件驅動電路提供 PWM 驅動波形，可以通（tōng）過頻率調節旋鈕進行頻率調節；通過占空（kōng）比電位器來調節 PWM 波的占空比。頻率範圍分為（wéi） 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（xíng），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 ；占空比可從 0% 調至 100% 。
7、DQ07 功率器件驅動與保護電路（二）
提供 GTO 和 GTR 的驅（qū）動保護電路， PWM 信號和直流電源均從 PE14 上取。
8、DQ08 單相交直交變頻原理
根據普通高（gāo）等教育 “ 九五 ” 國家級重點（diǎn）教材王（wáng）兆安，黃俊主編的《電力電（diàn）子技術》（第四版）的內容進行開發。用於展示交直（zhí）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點及其使用，能完成如下實驗項（xiàng）目： 1 ） SPWM 波形成的過程； 2 ）交直交（jiāo）變（biàn）頻電路在不（bú）同負載（電阻，電感或電機）時的工作情況和波形，並（bìng）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、DQ09 DC/DC 變換電路
提供（gòng）了 DC/DC 變換電路實驗的主電路和控製電路。電力電子器件為 IGBT ，控製電路采用 PWM 控製集成電路 SG3525 ，掛（guà）箱麵板上還提供了所需的觀測孔。
10、DQ10 半（bàn）橋型開關穩壓電源
提供了半橋型開關穩壓電源的主電路（lù）和控製電路，主電路的電力電子器件為電力 MOSFET 管；控製電路采用專用 PWM 控（kòng）製集（jí）成電路 SG3525 ，采用恒頻脈寬調製控製方案（àn）。可完成 “ 開關電路在開環與閉環下負載特性的測試 ” 以及 “ 電源電壓波動（dòng）對輸出的影響 ” 等實驗內容。
11、DQ11 直流斬波實驗
根據西安交通大學王（wáng）兆（zhào）安教授和（hé）黃俊教授主（zhǔ）編的《電力（lì）電子（zǐ）技術》 ( 第四版 ) 中（zhōng）相（xiàng）關內容（róng）而設計（jì）。提供組成直流斬波電路所需的元器件（jiàn）和（hé）采用專用的 PWM 控製集成電路 SG3525 。可完成教材中降壓斬（zhǎn）波電路（ Buck Chopper ）、升壓斬波（bō）電路（ Boost Chopper ）、升（shēng）降壓斬波電路（lù）（ Boost -Buck Chopper ）、 Cuk 斬（zhǎn）波電（diàn）路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波（bō）電路六（liù）種典型實驗。
12、DQ12 斬（zhǎn）控式交（jiāo）流調壓（yā）電路
根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教（jiāo）授主編的《電力電子技（jì）術》（第四版）中相關內容而設計，采用全控型器件 IGBT 管實（shí）現 “ 斬控式交流（liú）調壓實驗 ” 。
13、DQ13 單相交流調（diào）壓 / 調功電路
根（gēn）據西安交通大學王兆（zhào）安（ān）教授和黃（huáng）俊教授主編的《電力（lì）電子技（jì）術》（第四版）中相關（guān）內容而設計，實現單相交流調壓和交流調功（gōng）的實驗內容。采用（yòng）的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流（liú）調壓實驗中采用由雙（shuāng）向觸發二（èr）極管（guǎn）構成（chéng）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（chù）發控製電路。
14、DQ14 單端反激式隔離開關（guān）電源
輸（shū）入交流電壓（yā）範圍為 50V ～ 200V ，輸出為三組直流電源，分別為 +5V 、 5A ； +12V 、 1A ； -12V 、 1A ，在輸入交流電壓（yā）和直流輸出負載變化時輸出電壓的變化率小於（yú） 0.3% 。
15、DQ15 PS-ZVS-PWM 軟開關技術（shù）
主要包括 H 橋電路、控製電路和穩壓（yā）反饋電路，用於展現（xiàn）移相零電壓開關的電路結構和工作原理。 H 橋電路有四隻（zhī） MOSFET 管組成，控（kòng）製電路采用全橋軟開關電源移相 PWM 控製芯片 UCC3895 和驅動芯片 HIP4081 組成（chéng），穩壓反饋電（diàn）路由 TL431 等元件組成。
16、DQ16 整流電路有源功率因數（shù）校正
主要有整流（liú）電路、升壓變（biàn）換器、控（kòng）製電（diàn）路三部分組成。控製電（diàn）路采用功率因數控製芯片 UCC3817N 和外圍元器件組成（chéng）。最大（dà）輸出功率是（shì） 100W （ 200V±5% ， 0.5A ），工作頻率（lǜ）為（wéi） 100KHz 。通過適當的連線可以完成下列實驗項目：
1）無濾（lǜ）波電容（róng）的整流電路帶純阻性（xìng）負載的測（cè）試
2）有濾波電容的整流（liú）電路帶純阻性負載的測試
3）整流電路有源功率因數校正的（de）測試
4）控製電（diàn）路的波形測試，功率（lǜ）柵（shān）極控製信號觀察
5）整流電路有源（yuán）功率因數校正（zhèng）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（hé）保險絲保護）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已連成三（sān）角形接法（fǎ））、二極管（guǎn）及燈（dēng）座、 RC 吸收電路。
18、DQ18 單端（duān）電流反饋他激式隔離開關（guān）電源
采用專用集成電路 UC3844 作 PWM 控製（zhì）器，可直接驅（qū）動 MOSFET 功（gōng）率場（chǎng）效應管。通過與直流可調電源、負載的配（pèi）合（hé）可展示電路原理，各點波形測試，輸入電壓和（hé）負載改變時的波形（xíng）變化和性（xìng）能測試等項目（mù）。
19、DQ19 升（shēng） 、降壓與複合斬波電路
通過 PWM 控（kòng）製器與兩個 IGBT 三極管，兩個（gè）二極管（guǎn）的簡單（dān）聯結，配以發電機、電動機的組合負荷，用雙蹤示波器能展示降壓電（diàn）路（lù）的第一象（xiàng）限電壓 - 電流圖（tú），升壓電路的第二（èr）象限電壓 - 電流圖，複合電路（lù）的第一、第二象限電壓－電流圖。同時能展示以上三種狀態下的續流、臨界斷流、斷流時的電（diàn）壓、電流波形 ( 改變輸入電壓、改變 PWM 脈寬、改變負荷電機力矩 ) 。並可簡單地聯結成升、降壓與（yǔ）複（fù）合電路，由於結構上（shàng）的（de）特點，實驗還可演示斬波電路電機負荷能耗製動、回饋製（zhì）動等的實驗效果。
20、DQ20 三相（xiàng）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（hé）保險（xiǎn）絲保（bǎo）護裝置，晶閘管可通（tōng）過（guò）外加觸（chù）發信號進行觸發（留有（yǒu）觸發脈衝輸入接口），可更好的完成設（shè）計性實驗（yàn）。
三相觸發電路由專用晶閘管新型集成觸發（fā）電路（lù） Tc787 組（zǔ）成，體現了現代（dài）晶閘（zhá）管觸（chù）發技（jì）術的（de）最新（xīn）應用；同時提供六路觸發脈衝功放電（diàn）路等。
21、DQ21 晶閘（zhá）管觸發電路（三）
由西門子專用（yòng）晶閘管集成觸發電路 Tca785 組成，可完成單相集成觸發電路實驗，體現了現代晶閘管觸發技術的（de）最新應用。
22、DQ22 單相智能功率、功率因數表
由微電腦、高精度 A/D 轉（zhuǎn）換芯片和全數顯電路構成（chéng）。通過鍵控、數顯（xiǎn）窗口實現人機對話功能（néng）控製模式。在硬、軟件上均分八檔區域，自動判斷、自動換檔，功率測量精度 1.0 級，電壓、電流量程分別為 450V 、 5A ，還可儲存數據，供隨時查閱。
23、DQ23-1 不鏽鋼電機導軌、光碼盤測速係統（日本（běn）歐姆龍 1024 光電編碼器）及數顯轉速表
24、DQ24-1 直流複勵發（fā）電機
25、DQ25 直流並勵電動機
26、DQ26單相電阻啟動異步電動機
27、實驗連接線：根（gēn）據不同實驗（yàn）項目的特點（diǎn），配備（bèi）兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護套結構插連接線（不存在任何觸電（diàn）的可能（néng）），裏麵采用無氧銅抽絲而成（chéng）頭發絲（sī）般細的多股線（xiàn），達到超軟（ruǎn）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（huà）、韌性好等優點，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（lián）接線，兩種導線都隻能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實（shí）驗的安全及合（hé）理性。
四、能開設的實驗（yàn）項目：（全配）
一）晶閘管觸發電路實（shí）驗項目
1、單結晶體管觸發電路（lù）
2、正弦波同步移相觸發電路實驗
3、鋸齒波同步移相觸發電路（lù）實驗
4、單（dān）相集成鋸齒波觸發電路實驗（yàn）（由 Tca785 組成）
5、三相集（jí）成（chéng）鋸齒（chǐ）波觸發電路實（shí）驗（由 KC04 等組（zǔ）成）
6、三相集成鋸齒波觸發電路實驗（由 TC787 組成）
二）晶閘管線路實驗項目
1、單相半（bàn）波可控整流電路實驗
2、單相橋式半控整流電路實驗
3、單相橋式（shì）全控整流及有源逆變電路實驗
4、三相半波可控（kòng）整流電路實驗
5、三相橋式半控整流電路實驗
6、三相（xiàng）半波（bō）有源逆變電路實驗
7、三相橋式全控整流及（jí）有源逆變電路（lù）實驗
8、單（dān）相並聯逆變（biàn）電路實（shí）驗
9、單相交流調壓電路實驗
10、單相交流調功電路實驗
11、三相交流調壓電路實驗（yàn）
三）新器件特性及驅動保護（hù）實驗項目
1、單向（xiàng）晶閘管（ SCR ）特性實驗
2、可關斷晶閘管（ GTO ）特性實驗
3、功率（lǜ）場效應管（ MOSFET ）特性實驗
4、功率（lǜ）晶體管（ GTR ）特性實驗（yàn）
5、絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）特性實驗
6、可關斷晶閘管（ GTO ）驅動與保護電路實驗
7、功率場效（xiào）應管（ MOSFET ）驅（qū）動（dòng）與保護電路實驗
8、功率晶體管（ GTR ）驅動（dòng）與保護電路實驗
9、絕緣雙極性晶（jīng）體管（ IGBT ）驅動與保護電路實驗
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、全橋 DC/DC 變換電路實驗
3、半橋型開關（guān）穩壓電源的性能研究
4、單端反激式隔離開關電源實驗
5、單端電流反饋他（tā）激式隔離開關電源實驗
6、直流斬波電路的（de）性能研究（降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、 Cu ｋ斬波電路、 Sepic 斬波電（diàn）路、 Zeta 斬（zhǎn）波電路）
7、升（shēng）、降壓與複合斬波電路實驗
8、單相斬控式交流調壓電路實驗
9、整流（liú）電路有源功（gōng）率因數校正實驗
10、軟開關技術實（shí）驗
