一、設(shè)備概述

依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》(第五版)(西安交通大學(xué)王兆安編著)、《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時(shí)編著)等實(shí)驗(yàn)大綱的要求，吸收國(guó)內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，精心研制而成。



二、性能特點(diǎn)

  1、綜合性強(qiáng) 本裝置綜合了目前國(guó)內(nèi)各類學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機(jī)控制、控制理論等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

  2、適應(yīng)性強(qiáng) 能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可。

  3、整套性強(qiáng) 從專用電源、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專用導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。

  4、直觀性強(qiáng) 各實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)方便。

  5、科學(xué)性強(qiáng) 裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房，減少基建投資；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù)；小電機(jī)耗電省，節(jié)約能源，實(shí)驗(yàn)噪聲小，整齊美觀，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識(shí)外還可結(jié)合實(shí)際開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

  6、開放性強(qiáng) 控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設(shè)有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護(hù)等功能，各測(cè)量?jī)x表均有可靠的保護(hù)功能，使用安全可靠；整套裝置經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)造了條件。

  7、先進(jìn)性強(qiáng) 本裝置著重從新器件高度來(lái)考慮，在保留了晶閘管實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動(dòng)以及典型的新器件應(yīng)用的大量現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)新器件有足夠的認(rèn)識(shí)和了解，緊跟時(shí)代步伐。



三、實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介

實(shí)驗(yàn)臺(tái)殼體全部采用鋼板制作、激光下料、數(shù)控折彎，經(jīng)噴砂除油后噴塑處理，面板采用鋁板印字工藝，美觀耐用、永不變色。實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了使用群體的特殊性，在人身安全設(shè)備安全方面設(shè)置了多種保護(hù)措施、形成一套完整的保護(hù)系統(tǒng)，如漏電、電源短路及過(guò)載、儀表超量程等等都具有保護(hù)功能。能滿足開展電力電子、電工電子、電機(jī)調(diào)速、電氣控制等多學(xué)科教學(xué)實(shí)驗(yàn)的開放性要求。實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制屏采用鐵質(zhì)雙面亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，2mm厚鋁面板，采用鋁板印字工藝。實(shí)驗(yàn)桌采用全鋼結(jié)構(gòu)，桌面采用1.5mm厚鋼板機(jī)制而成，強(qiáng)度和壽命是高密度板的幾十倍，桌體設(shè)有兩個(gè)大抽屜，無(wú)聲導(dǎo)軌安裝，用于放置工具及資料，實(shí)驗(yàn)桌聯(lián)體設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)桌下方設(shè)有元件儲(chǔ)存柜、可以放置多余的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，底層設(shè)有四個(gè)帶剎車的輪子，便于移動(dòng)和固定，造型美觀大方。

 整機(jī)綜合保護(hù)裝置：能夠?qū)?shí)驗(yàn)臺(tái)的過(guò)壓、漏電、過(guò)流、短路做到100%的有效保護(hù)。能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部是否存在故障，如有涉及人身安全或損壞設(shè)備的故障發(fā)生，系統(tǒng)會(huì)馬上保護(hù)并發(fā)出相應(yīng)的保護(hù)報(bào)警信息。

綜合保護(hù)裝置主要具有以下幾項(xiàng)功能：



1、過(guò)壓保護(hù)：實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源經(jīng)電源線、實(shí)驗(yàn)臺(tái)總電源開關(guān)、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合保護(hù)裝置。當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)（例如零火線接錯(cuò)、三相電不平衡等因素）系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)出保護(hù)指令，切斷各種用電設(shè)備的電源，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部的用電設(shè)備（例如智能儀表、信號(hào)源、調(diào)壓器等等）和插在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的示波器、電腦等設(shè)備。并在控制面板上輸出相應(yīng)的聲光報(bào)警信號(hào)，過(guò)壓消除后自動(dòng)恢復(fù)正常工作。

2、雙重漏電保護(hù)：實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置電流型漏電保護(hù)裝置，采用零序電流互感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)剩余電流（即漏電電流），一旦超過(guò)設(shè)定值，裝置能在0.1S內(nèi)斷開電源，符合IEC61009-1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置電壓型漏電保護(hù)裝置，該裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)殼電壓，一旦電壓超過(guò)設(shè)定值，系統(tǒng)會(huì)立刻切斷輸出電源，并在控制面板上輸出相應(yīng)的聲光報(bào)警信號(hào)，漏電消除后自動(dòng)恢復(fù)正常工作。

3、過(guò)流、短路保護(hù)：實(shí)驗(yàn)臺(tái)上都配有三相電源，其特點(diǎn)是電壓高、電壓可調(diào)、電流輸出能力強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可避免的會(huì)發(fā)生過(guò)載、短路，若果沒有一個(gè)有效的保護(hù)裝置，就會(huì)造成設(shè)備損壞甚者引起火災(zāi)。保險(xiǎn)絲具有低成本、高可靠性、一次性的特點(diǎn)，但是用在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上更換是個(gè)很大的麻煩，尤其是實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)量多、人員多，有時(shí)玻璃管保險(xiǎn)絲還會(huì)碎在保險(xiǎn)管座內(nèi)，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)很大的麻煩。電流互感器更夠隔離強(qiáng)電，采集電流信號(hào)，但是在做半波整流輸出時(shí)，電源輸出的是直流電流，互感器只能耦合交流信號(hào)，此時(shí)保護(hù)失效。斷路保護(hù)器在低壓時(shí)保護(hù)失效。為此我公司研制了“電子保險(xiǎn)”（專利產(chǎn)品、仿制必究），結(jié)合綜合保護(hù)裝置，能夠在任何電壓值、任何形式的電流（交流、直流、半波等），只要達(dá)到設(shè)定值系統(tǒng)會(huì)立刻切斷電源，保護(hù)100%有效，并在控制面板上輸出相應(yīng)的聲光報(bào)警信號(hào)，故障消除后，按復(fù)位按鍵恢復(fù)正常工作。

4、浪涌保護(hù)：系統(tǒng)在多處設(shè)有TVS管，能夠有效吸收電網(wǎng)或自身生產(chǎn)的浪涌電壓或電流，能夠有效保護(hù)自身電路正常有效工作。

5、自我診斷功能：系統(tǒng)在接通電源的第一刻，就會(huì)檢測(cè)是否有漏電、過(guò)壓及內(nèi)部故障，若果有問(wèn)題會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，并切斷相應(yīng)的供電，以保證設(shè)備和人員安全。

6、系統(tǒng)預(yù)留接口：系統(tǒng)預(yù)留無(wú)線、遠(yuǎn)程控制接口，可以我公司實(shí)驗(yàn)室無(wú)線控制系統(tǒng)直接連接，可以和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)連接，各種報(bào)警信號(hào)均可以輸出給第二系統(tǒng)。

7、 三相隔離變壓器一組：使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計(jì)），對(duì)人身安全起到一定的保護(hù)作用。



四、技術(shù)性能

  1、輸入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)

   2、工作環(huán)境: 溫度-10℃－+40℃　相對(duì)濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m

   3、裝置容量：＜1.5KVA

   4、外形尺寸：187×70×158 cm3



五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（一）基本實(shí)驗(yàn) 

1、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路；

2、正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)；

3、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)；

4、單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)

5、單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)；

6、單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)；

7、三相半波可控整流電路的研究；

8、三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)；

9、三相半波有源逆變電路的實(shí)驗(yàn)；

10、三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)；

11、單相交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)電路；

12、單相交流調(diào)功電路；

13、三相交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)電路；

14、晶閘管直流斬波電路實(shí)驗(yàn)；

15、單向晶閘管（SCR）特性研究；

16、可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性研究；

17、場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）特性研究；

18、電力晶體管（GTR）特性研究；

19、絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性研究；

20、功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)驅(qū)動(dòng)電路研究；

21、電力晶體管(GTR)驅(qū)動(dòng)電路研究；

22、絕緣雙極型晶體管(IGBT)驅(qū)動(dòng)電路研究；

23、可關(guān)斷晶閘管（GTO）驅(qū)動(dòng)電路研究；

（二）電力電子器件典型線路實(shí)驗(yàn)

        1、半橋型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源電路研究；

       2、直流斬波電路(六種電路)性能的研究；

       3、采用自關(guān)斷器件的單相交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)；

       4、單相正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)逆變電路實(shí)驗(yàn)；

       5、全橋DC／DC變換電路實(shí)驗(yàn)；

       6、半橋DC/DC變換電路實(shí)驗(yàn)

（三）直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

       1、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定的研究；

       2、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)各主要單元的研究；

       3、單閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研究；

       4、雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)；

       5、邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)；

（四）變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)

       1、三相異步電機(jī)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)；

       2、單相交-直-交變頻原理實(shí)驗(yàn) 

（五）交流調(diào)速實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速；

2、雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速；

3、單相交-直-交變頻調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)

4、三相空間電壓矢量SVPWM電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

①變頻器的參數(shù)設(shè)定與操作

②變頻器的面板控制

③變頻器的電位器控制

④變頻器的電壓控制

⑤變頻器的多段速控制