-C-2 現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗裝置

一、基礎(chǔ)簡介
　　-C-2 現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗裝置是依據(jù)西安交通大學(xué)王兆安編著的《電力電子技術(shù)》（第五版）、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》教學(xué)資料及實訓(xùn)指導(dǎo)書實驗大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類設(shè)備的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。

(此圖片僅作為構(gòu)造參考，具體實物要按照配備而定）

二、適用界限
　　現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗裝置涵蓋了各類院校所開設(shè)的"電力電子技術(shù)"、"半導(dǎo)體變流技術(shù)"等專業(yè)課程所要求的實驗項目。
三、技術(shù)功能
　　1、寫入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)
　　2、作業(yè)環(huán)境: 溫度（℃）-10℃－+40℃　相對濕度＜85％（25℃）　海撥＜4000m
　　3、裝置容量（KV）：＜1000W
4、外觀尺寸：1700×700×1580 mm
四、裝置的基礎(chǔ)裝備
1、DX01電源控制屏（鋼制雙層亞光密紋噴塑構(gòu)造，金屬鋁操作面板）
　　（1）交流ACAC電源（帶有過流保護措施）提供交流ACAC電源：三相交流ACAC電源220V/1.5A,經(jīng)過380V//220V 隔離變壓器輸出)
　?。?）高壓直線DC電源：輸出220V/0.5A，設(shè)定有輸出短路保護。
　?。?）數(shù)字式儀表
　?、伲涣鰽CAC數(shù)字電壓（V）表：可經(jīng)過其下方的波段開關(guān)變換指示三相電網(wǎng)寫入線電壓（V），精確度1.0級；
　?、冢嬗行е到涣鰽CAC數(shù)字電壓（V）表一只：測量界限0～500V，測量范圍自動判別、自動變換，精確度0.5級，三位半數(shù)字顯露，為交流ACAC調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)提供電壓（V）指示。
　　③．真有效值交流ACAC數(shù)字電流（A）表一只：測量界限0～5A，測量范圍自動判別、自動變換，精確度0.5級，三位半數(shù)字顯露，為調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)提供電流（A）的指示；
　　④．直線DC數(shù)字電壓（V）表一只：測量界限0～500V，三位半數(shù)字顯露，寫入阻抗為10MΩ，精確度0.5級；
　?、荩本€DC數(shù)字電流（A）表一只：測量界限0～5A，三位半數(shù)字顯露，精確度0.5級，設(shè)定有短路保護等功能。
　?。?）帶鏡面的指針表：直線DC電壓（V）表（測量界限0～±300V，為中零式，精確度為1.0級）直線DC電流（A）表（測量界限0～±2A，為中零式，精確度為1.0級）
　　（5）三相可調(diào)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電感，在1A下保持線性。
　?。?）給定：±15V可調(diào)電壓（V）輸出，帶數(shù)字顯露，指示輸出電壓（V）。
　?。?）一相調(diào)壓：提供了一只0～250V/0.5KVA一相交流ACAC自耦調(diào)壓器，為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)交流ACAC電源，并帶短路保護。
（9）三相整流濾波電子回路：可對一相及三相交流ACAC電源實行整流和濾波，設(shè)定有輸出短路保護。
　?。?0）變壓器：提供三相芯式變壓器一個（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓（V）為127V/63.6V/31.8V），用來三相橋式、一相橋式有源逆變電子回路實驗。
　?。?1）人身安全保護體系 三相隔離變壓器一組：三相電源首先經(jīng)過三相漏電保護器，然后經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使主電子回路輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計），對人身安全起到一定的保護作用。
　　電流（A）型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流（A）超過一定值，即切斷電源。
實驗連接線及插頭座：強、弱電連接及插頭座分開，不能混插。強電連接線及插頭座應(yīng)用全封閉工序技藝，使用安全、可靠、防觸電。
　?。?2）控制屏其它設(shè)施 控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)定有兩根鋼管，可掛置實驗部位件，凹槽下部設(shè)3芯插頭座， 掛式模塊件的供電由這些插頭座提供?？刂破羶蓚?cè)設(shè)定有一相三極220V電源插頭座及三相四極380V電源插頭座。
2、DX02實驗桌
　　實驗桌為鋼制雙層亞光密紋噴塑構(gòu)造，桌面為防火燒、防水浸、耐磨損高密度板,構(gòu)造堅固，形狀似長方體構(gòu)造，造形美觀大方；設(shè)定有兩個大抽屜，用來放置工量具、放置掛式模塊件及圖紙文檔實驗指導(dǎo)書等。桌面用來裝配電源控制屏并提供一個寬敞舒適的作業(yè)臺面。實驗桌還設(shè)定有四個萬能轉(zhuǎn)向輪和四個固定調(diào)動機構(gòu)，方便位移和固定，有利于實驗室的布置。
3、DX03 三相可控整流電子回路（一）
　　提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)定有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可經(jīng)過外加觸發(fā)信號實行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖寫入連接口），可更好的完成設(shè)計性實驗。 三相觸發(fā)電子回路由KC04、KC41、KC42、4066等包括電子回路構(gòu)成，可經(jīng)過鈕子開關(guān)選用雙窄脈沖或?qū)捗}沖，同時提供六路觸發(fā)脈沖功放電子回路等。
4、DK05晶閘管觸發(fā)電子回路
　　提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電子回路實驗、一相交流ACAC調(diào)壓觸發(fā)電子回路，鋸齒波同步移相觸發(fā)電子回路實驗，正弦波觸發(fā)電子回路及TCA785包括觸發(fā)電子回路。
5、DK07直線DC斬波實驗
按照西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第五版)中相關(guān)的直線DC斬波內(nèi)容而設(shè)計的；提供構(gòu)成直線DC斬波電子回路所需的元件和應(yīng)用專用的PWM控制包括電子回路SG3525?？赏瓿山虒W(xué)資料及實訓(xùn)指導(dǎo)書中降壓斬波電子回路（Buck Chopper）、升壓斬波電子回路（Boost Chopper）、升降壓斬波電子回路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斬波電子回路、Sepic斬波電子回路、Zeta斬波電子回路六種經(jīng)經(jīng)典型實驗。
6、DK09新器件特性實驗
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，與給定模型塊配套使用，可測量其特性彎彎曲線。
7、DK13功率（W）器件驅(qū)動與保護電子回路　　
主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅(qū)動電子回路及PWM波動線發(fā)生器。
　?。?）電源：為驅(qū)動電子回路提供電源，含有概括±5V、±15V和+20V直線DC電源。
　?。?）驅(qū)動電子回路：含有概括 MOSFET和IGBT的驅(qū)動電子回路。其中IGBT的驅(qū)動電子回路應(yīng)用專用芯片EXB841，其它的由運放、門電子回路及分立元件構(gòu)成。
　?。?）PWM波動線發(fā)生器：以SG3525為核心的PWM波動線發(fā)生器主要是為新器件驅(qū)動電子回路提供PWM驅(qū)動波動線，可以經(jīng)過頻率調(diào)動旋鈕實行頻率調(diào)動；經(jīng)過占空比電位器來調(diào)動PWM波的占空比。頻率界限分為2擋，經(jīng)過鈕子開關(guān)變換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅(qū)動電子回路提供PWM波動線，頻率調(diào)動界限4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅(qū)動電子回路提供PWM波動線，頻率調(diào)動界限400Hz～1KHz；占空比可從　0%調(diào)至100%。
8、DK14一相交直交變頻原理
　　按照普通高等教育"九五"國家級重點教學(xué)資料及實訓(xùn)指導(dǎo)書王兆安，黃俊主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）的內(nèi)容實行研發(fā)。用來展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生理解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號的形成方法，理解IGBT管專用包括驅(qū)動芯片的特別點及其使用，能完成如下實驗項目：
　　1）SPWM波動線成的過程；
　　2）交直交變頻電子回路在不一樣負載（電阻，電感）時的作業(yè)現(xiàn)象和波動線，并研究作業(yè)頻率對電子回路作業(yè)波動線的影響；
　　3）IGBT管專用包括驅(qū)動芯片的作業(yè)特性。
9、DK17雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直線DC脈寬調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
經(jīng)過對四個橋臂上IGBT管的觸發(fā)控制，來完成對可逆直線DC他勵電機實行調(diào)節(jié)速度的目的，主要采用三大部分構(gòu)成，即主線路部分、控制電子回路部分和調(diào)動部分。主線路由直線DC電源、四種IGBT管構(gòu)成；控制線路部分由專用芯片產(chǎn)生PWM脈沖波，PWM波脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的四路控制脈沖，分別驅(qū)動四個橋臂的IGBT管；調(diào)動部分由兩個PI調(diào)動器構(gòu)成，并經(jīng)過速度環(huán)、電流（A）環(huán)包括的反饋線路使電機的轉(zhuǎn)動速度平穩(wěn)運行在給定的轉(zhuǎn)動速度下。本實驗掛式模塊件可完成的實驗項目有：（1）全橋DC/DC 變換電子回路實驗（2）雙閉環(huán)可逆直線DC脈寬調(diào)節(jié)速度實驗。
10、DK19半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源
　　提供了半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的主電子回路和控制電子回路，主電子回路的電力電子器件為電力MOSFET管；控制電子回路應(yīng)用專用PWM控制包括電子回路SG3525，應(yīng)用恒頻脈寬調(diào)制控制方案?？赏瓿?開關(guān)電子回路在開環(huán)與閉環(huán)下負載特性的測量試驗"以及"電源電壓（V）波動對輸出的影響"等實驗內(nèi)容。
11、DX17實驗元件
　　提供晶閘管（均設(shè)定有RC吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內(nèi)部已連成三角形接法）二極管及燈座、RC吸收電子回路。
12、DK21斬控式交流ACAC調(diào)壓電子回路
按照西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》（第五版）相關(guān)內(nèi)容而設(shè)計，應(yīng)用全控型器件 IGBT 管完成 " 斬控式交流ACAC調(diào)壓實驗 " 。
13、DX03-1 三相可控整流電子回路（二）
提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)定有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可經(jīng)過外加觸發(fā)信號實行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖寫入連接口），可更好的完成設(shè)計性實驗。 三相觸發(fā)電子回路由專用晶閘管新型包括觸發(fā)電子回路Tc787構(gòu)成，體現(xiàn)了現(xiàn)代晶閘管觸發(fā)技術(shù)的最新應(yīng)用；同時提供六路觸發(fā)脈沖功放電子回路等。
14、DQ07-1直線DC發(fā)電機（DC220V，240W）
15、DQ09直線DC并勵電機 （DC220V，185W）
16、DQ03-1 固定電機導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及數(shù)字顯露轉(zhuǎn)動速度表
17、實驗連接線：
按照不一樣實驗項目的特別點，配備裝備兩種不一樣的實驗聯(lián)接線，強電部分應(yīng)用高可靠護套構(gòu)造手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面應(yīng)用無氧銅抽絲而
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，設(shè)定有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭應(yīng)用實芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分應(yīng)用彈性鈹輕銅裸露構(gòu)造聯(lián)接線，兩種實驗連接線全部只能協(xié)作相應(yīng)內(nèi)孔的插頭座，這樣大大提升了實驗的安全及合理性。
18、★配套電力電子多媒體課件適應(yīng)全部的教學(xué)資料及實訓(xùn)指導(dǎo)書，內(nèi)容豐富并可隨意調(diào)取。合理地運用多媒體課件教學(xué)系統(tǒng)，可以很大程度上減輕老師講課的作業(yè)量。(含有以下內(nèi)容):
第1章 電力電子技術(shù)基礎(chǔ)簡介
第2章 電力電子器件基礎(chǔ)簡介
第3章 晶閘管的構(gòu)造及導(dǎo)通關(guān)斷原理
第4章 晶閘管的特性與主要功能數(shù)值
第5章 晶閘管的測量試驗
第6章 晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷實驗
第7章 觸發(fā)電子回路的要求及簡易觸發(fā)電子回路
第8章 單結(jié)晶體管的構(gòu)造、伏安特性與主要功能數(shù)值
第9章 單結(jié)晶體管觸發(fā)電子回路
第10章 一相半波可控整流電子回路電阻性負載的構(gòu)造與作業(yè)原理
第11章 一相半波可控整流電子回路電感性負載的作業(yè)原理
第12章 一相橋式全控整流電子回路電阻性負載作業(yè)原理及主要功能數(shù)值計算
第13章 一相橋式全控整流電子回路電感性負載作業(yè)原理及主要功能數(shù)值計算
第14章 一相橋式全控整流電子回路反電動勢負載作業(yè)原理及主要功能數(shù)值計算
第15章 有源逆變的作業(yè)原理
第16章 逆變失敗與逆變角的限制
第17章 一相橋式半控整流電子回路電阻性負載作業(yè)原理及主要功能數(shù)值計算
第18章 一相橋式半控整流電子回路電感性負載作業(yè)原理及主要功能數(shù)值計算
第19章 SS6B電力機車牽引電機主電子回路
第20章 雙向晶閘管的構(gòu)造與作業(yè)原理
第21章 雙向晶閘管的主要功能數(shù)值
第22章 雙向晶閘管的測量試驗
第23章 雙向晶閘管觸發(fā)電子回路
第24章 一相交流ACAC調(diào)壓電子回路
第25章 GTO（可關(guān)斷晶閘管）的構(gòu)造與作業(yè)原理
第26章 GTR（大功率（W）晶閘管）的構(gòu)造、特性與作業(yè)原理
第27章 IGBT（絕緣柵極晶體管）的構(gòu)造、特性與作業(yè)原理
第28章 DC-DC電子回路（直線DC斬波電子回路）的基礎(chǔ)作業(yè)原理及降壓斬波電子回路
第29章 升壓斬波電子回路與升降壓斬波電子回路
第30章 直線DC斬波（開關(guān)電源）電子回路實驗
第31章 感應(yīng)加熱的原理與發(fā)展歷史及中頻感應(yīng)加熱電源的用途
第32章 中頻感應(yīng)加熱電源的構(gòu)成
第33章 三相半波可控整流電子回路電阻性負載作業(yè)原理及功能數(shù)值計算
第34章 三相半波可控整流電子回路大電感負載作業(yè)原理及功能數(shù)值計算
第35章 三相橋式全控整流電子回路電阻性負載作業(yè)原理及功能數(shù)值計算
第36章 三相橋式全控整流電子回路大電感負載作業(yè)原理及功能數(shù)值計算
第37章 鋸齒波同步觸發(fā)電子回路的構(gòu)成與作業(yè)原理
第38章 鋸齒波同步觸發(fā)電子回路調(diào)節(jié)測試
第39章 無源逆變電子回路的基礎(chǔ)作業(yè)原理及換流方法
第40章 電壓（V）型和電流（A）型逆變器電子回路
第41章 一相并聯(lián)逆變電子回路調(diào)節(jié)測試
第42章 變頻器的用途與基礎(chǔ)構(gòu)造
第43章 變頻器主電子回路構(gòu)造
第44章 一相橋式PWM逆變電子回路作業(yè)原理
第45章 三相橋式PWM變頻電子回路的作業(yè)原理
第46章 PWM變頻電子回路的調(diào)制控制方法
第47章 一相正弦波脈寬調(diào)制SPWM逆變電子回路調(diào)節(jié)測試

五、本裝置能開設(shè)的實驗項目（以上配備）
（一）晶閘管觸發(fā)電子回路實驗項目
1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電子回路
2）正弦波同步移相觸發(fā)電子回路實驗
3）鋸齒波同步移相觸發(fā)電子回路實驗
4）一相包括鋸齒波觸發(fā)電子回路實驗（由 Tca785 構(gòu)成）
5）三相包括鋸齒波觸發(fā)電子回路實驗（由 KC04/KC09 等構(gòu)成）
（二）晶閘管線路實驗項目
1）一相半波可控整流電子回路實驗
2）一相橋式半控整流電子回路實驗
3）一相橋式全控整流及有源逆變電子回路實驗
4）三相半波可控整流電子回路實驗
5）三相橋式半控整流電子回路實驗
6）三相半波有源逆變電子回路實驗
7）三相橋式全控整流及有源逆變電子回路實驗
8）一相交流ACAC調(diào)壓電子回路實驗
9）三相交流ACAC調(diào)壓電子回路實驗
（三）電力電子器件特性及驅(qū)動保護實驗項目
1）單向晶閘管（ SCR ）特性實驗
2）可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性實驗
3）功率（W）場效應(yīng)管（MOSFET）特性實驗
4）功率（W）晶體管（GTR ）特性實驗
5）絕緣雙極性晶體管（IGBT）特性實驗
6）可關(guān)斷晶閘管（GTO）驅(qū)動與保護電子回路實驗
7）功率（W）場效應(yīng)管（MOSFET）驅(qū)動與保護電子回路實驗
8）功率（W）晶體管（GTR）驅(qū)動與保護電子回路實驗
9）絕緣雙極性晶體管（IGBT）驅(qū)動與保護電子回路實驗
（四）經(jīng)經(jīng)典型新器件線路實驗
1）一相正弦波脈寬調(diào)制（ SPWM ）逆變電子回路實驗
2）半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的功能研究
3）直線DC斬波電子回路的功能研究（降壓斬波電子回路、升壓斬波電子回路、升降壓斬波的電子回路、 Cuｋ斬波電子回路、 Sepic 斬波電子回路、 Zeta 斬波電子回路）
4）斬控式交流ACAC調(diào)壓電子回路
5）DC/DC變換電子回路
（五）直線DC電機的雙閉環(huán)調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)
1）直線DC電機的開環(huán)調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)（三相全控橋SCR）
2）直線DC電機的雙閉環(huán)可逆脈寬調(diào)節(jié)速度系統(tǒng)（PWM/IGBT）
六、實驗測量儀表結(jié)合套件及箱式掛式模塊件明細表：