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高級(jí)電力電子技師實(shí)訓(xùn)裝置

一、概述
MY-C4高級(jí)電力電子技師實(shí)訓(xùn)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)》教材實(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。

                                                            (參考圖)
二、適用范圍
  現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置涵蓋了各類院校所開(kāi)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
三、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:<1000W
4、外形尺寸:1650×700×1600 mm
四、裝置的基本裝備
1、DX01電源控制屏(鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu),鋁質(zhì)面板) 
 。1)交流電源(帶有過(guò)流保護(hù)措施)提供交流電源:三相交流電源220V/1.5A,經(jīng)過(guò)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(hù)。 
 。3)數(shù)字式儀表
  ①.交流數(shù)字電壓表:可通過(guò)其下方的波段開(kāi)關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓; 
  ②.真有效值交流數(shù)字電壓表一只:測(cè)量范圍0~500V,量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換,精度0.5級(jí),三位半數(shù)顯。
 、郏嬗行е到涣鲾(shù)字電流表一只:測(cè)量范圍0~5A,量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換,精度0.5級(jí),三位半數(shù)顯; 
  ④.直流數(shù)字電壓表一只:測(cè)量范圍0~500V,三位半數(shù)顯,輸入阻抗為10MΩ,精度0.5級(jí); 
  ⑤.直流數(shù)字電流表一只:測(cè)量范圍0~5A,三位半數(shù)顯,精度0.5級(jí),具有短路保護(hù)等功能。 
 。4)帶鏡面的指針表:直流電壓表(測(cè)量范圍0~±300V,為中零式,精度為1.0級(jí))直流電流表(測(cè)量范圍0~±2A,為中零式,精度為1.0級(jí)) 
 。5)三相可調(diào)電阻(90Ω×2/0.41A一個(gè) 、900Ω×2/0.41A兩個(gè)) 
 。6)平波電抗器:提供100mH、200mH、700mH電感,在1A下保持線性。 
 。7)給定:±15V可調(diào)電壓輸出,帶數(shù)顯,指示輸出電壓。 
 。8)單相調(diào)壓:提供了一只0~250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器,為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供可調(diào)交流電源,并帶短路保護(hù)。
(9)三相整流濾波電路:可對(duì)單相及三相交流電源進(jìn)行整流和濾波,具有輸出短路保護(hù)。 
  (10)變壓器:提供三相芯式變壓器一個(gè)(該變壓器有2套副邊繞組,原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V),用于三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)。 
 。11)人身安全保護(hù)體系 三相隔離變壓器一組:三相電源首先通過(guò)三相漏電保護(hù)器,然后經(jīng)鑰匙開(kāi)關(guān)、接觸器到隔離變壓器,使主電路輸出與電網(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。
  電流型漏電保護(hù)裝置:控制屏若有漏電現(xiàn)象,漏電流超過(guò)一定值,即切斷電源。
    實(shí)驗(yàn)連接線及插座:強(qiáng)、弱電連接及插座分開(kāi),不能混插。強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉工藝,使用安全、可靠、防觸電。 
 。12)控制屏其它設(shè)施 控制屏正面大凹槽內(nèi),可掛置實(shí)驗(yàn)部件,凹槽底部設(shè)3芯插座, 掛件的供電由這些插座提供?刂破劣覀(cè)設(shè)有單相三極220V電源插座。
2、DX02實(shí)驗(yàn)桌
  外形尺寸為1600(長(zhǎng))*700(寬)*1600(高),實(shí)驗(yàn)桌主體結(jié)構(gòu)全部采用高性能表面氧化的鋁型材及一次成型鋁壓鑄框架連接構(gòu)件,連接構(gòu)件采用壓鑄成型工藝(非焊接工藝),經(jīng)機(jī)加工、拋丸、噴砂,表面靜電噴涂工藝,安裝方便、快捷,用戶可自行DIY組裝。桌體立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝,表面氧化處理,截面尺寸:70×70mm,四面帶槽,槽寬約8mm,端部配套塑料堵頭。
3、DX03 三相可控整流電路(一)
  提供6只5A/1000V的晶閘管,每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險(xiǎn)絲保護(hù)裝置,晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)(留有觸發(fā)脈沖輸入接口),可更好的完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。 三相觸發(fā)電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成,可通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)選擇雙窄脈沖或?qū)捗}沖,同時(shí)提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。 
4、DK05晶閘管觸發(fā)電路 
  提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路,鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn),正弦波觸發(fā)電路及TCA785集成觸發(fā)電路。
5、DK07直流斬波實(shí)驗(yàn)
 根據(jù)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)的直流斬波內(nèi)容而設(shè)計(jì)的;提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專用的PWM控制集成電路SG3525。可完成教材中降壓斬波電路(Buck Chopper)、升壓斬波電路(Boost Chopper)、升降壓斬波電路(Boost -Buck Chopper)、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實(shí)驗(yàn)。
6、DK09新器件特性實(shí)驗(yàn)
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件,與給定模塊配套使用,可測(cè)定其特性曲線。
7、DK13功率器件驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路  
主要是為完成新器件特性實(shí)驗(yàn)提供電源、驅(qū)動(dòng)電路及PWM波形發(fā)生器。
 。1)電源:為驅(qū)動(dòng)電路提供電源,包括±5V、±15V和+20V直流電源。
  (2)驅(qū)動(dòng)電路:包括 MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路。其中IGBT的驅(qū)動(dòng)電路采用專用芯片EXB841,其它的由運(yùn)放、門(mén)電路及分立元件組成。
 。3)PWM波形發(fā)生器:以SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要是為新器件驅(qū)動(dòng)電路提供PWM驅(qū)動(dòng)波形,可以通過(guò)頻率調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行頻率調(diào)節(jié);通過(guò)占空比電位器來(lái)調(diào)節(jié)PWM波的占空比。頻率范圍分為2擋,通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)切換,高頻檔是為MOSFET和IGBT驅(qū)動(dòng)電路提供PWM波形,頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz~10KHz;低頻檔是為GTR和GTO驅(qū)動(dòng)電路提供PWM波形,頻率調(diào)節(jié)范圍400Hz~1KHz;占空比可從 0%調(diào)至100%。
8、DK14單相SPWM交直交變頻原理
  根據(jù)普通高等教育"九五"國(guó)家級(jí)重點(diǎn)教材王兆安,黃俊主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)的內(nèi)容進(jìn)行開(kāi)發(fā)。用于展示交直交變頻原理,主要讓學(xué)生了解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號(hào)的形成方法,了解IGBT管專用集成驅(qū)動(dòng)芯片的特點(diǎn)及其使用,能完成如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目: 
  1)SPWM波形成的過(guò)程;
  2)交直交變頻電路在不同負(fù)載(電阻,電感)時(shí)的工作情況和波形,并研究工作頻率對(duì)電路工作波形的影響;
  3)IGBT管專用集成驅(qū)動(dòng)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;控制回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(dòng)四個(gè)橋臂的IGBT管;
10、DK19半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源
  提供了半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的主電路和控制電路,主電路的電力電子器件為電力MOSFET管;控制電路采用專用PWM控制集成電路SG3525,采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案?赏瓿"開(kāi)關(guān)電路在開(kāi)環(huán)與閉環(huán)下負(fù)載特性的測(cè)試"以及"電源電壓波動(dòng)對(duì)輸出的影響"等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
  11、DX17實(shí)驗(yàn)元器件
  提供晶閘管(均設(shè)有RC吸收和保險(xiǎn)絲保護(hù))、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)二極管及燈座、RC吸收電路。
12、DK22單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路
單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路根據(jù)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)》(第四版)中相關(guān)內(nèi)容而設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)單相交流調(diào)壓和交流調(diào)功的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管,在交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)中采用由雙向觸發(fā)二極管構(gòu)成觸發(fā)控制電路;在交流調(diào)功實(shí)驗(yàn)中采用由555時(shí)基電路組成觸發(fā)控制電路。
13、DX14 單端反激式隔離開(kāi)關(guān)電源
輸入交流電壓~220V,輸出為一組直流電源,分別為+5V2A。
14、實(shí)驗(yàn)連接線:
根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn),配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線,強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插連接線(不存在任何觸電的可能),里面采用無(wú)氧銅抽絲而
成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線,達(dá)到超軟目的,外包丁晴聚氯乙烯絕緣層,具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn),插頭采用實(shí)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(jié)構(gòu)聯(lián)接線,兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座,這樣大大提高了實(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
五、本裝置能開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(以上配置)
(一)晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
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)單相集成鋸齒波觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)(由 Tca785 組成) 
5)三相集成鋸齒波觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)(由 KC04/KC09 等組成)
(二)晶閘管線路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 
1)單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn) 
2)單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn) 
3)單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 
4)三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn) 
5)三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn) 
6)三相半波有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 
7)三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 
8)單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn) 
9)單相交流調(diào)功電路實(shí)驗(yàn) 
10)三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
電力電子器件特性及驅(qū)動(dòng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1)單向晶閘管( SCR )特性實(shí)驗(yàn)
2)可關(guān)斷晶閘管(GTO)特性實(shí)驗(yàn)
3)功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)特性實(shí)驗(yàn) 
4)功率晶體管(GTR )特性實(shí)驗(yàn) 
5)絕緣雙極性晶體管(IGBT)特性實(shí)驗(yàn) 
6)可關(guān)斷晶閘管(GTO)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)
7)功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)
8)功率晶體管(GTR)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)
9)絕緣雙極性晶體管(IGBT)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)
(四)典型新器件線路實(shí)驗(yàn) 
1)單相正弦波脈寬調(diào)制( SPWM )電源逆變電路實(shí)驗(yàn) 
2)半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究 
3)直流斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、 Cuk斬波電路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波電路) 
5)全橋DC/DC電源變換電路

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