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電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗裝置,電力電子技術實驗設備



一、產品概述:
電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗裝置,電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗臺,電力電子技術實驗設備是根據(jù)《維修電工(高級)》(中國勞動社會保障出版社出版)培訓教材中關于電力電子與自動控制部分的技能培訓要求,吸收國內同類產品的優(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。 它不僅涵蓋了各職業(yè)院校、高級技校所開設的《電力電子技術》、《半導體變流技術》、《直流調速系統(tǒng)》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》等專業(yè)課程所要求的主要實驗項目,還可以用于對從業(yè)人員進行崗位培訓、就業(yè)培訓以及各省、市的維修電工培訓和鑒定考核使用。
二、產品特點:
1、體現(xiàn)“工程環(huán)境”理念,效仿生產現(xiàn)場實際:系統(tǒng)應從相關工業(yè)產品移植而來,可很好實現(xiàn)對學生能力(波形分析和系統(tǒng)調試能力)的培養(yǎng)和技術知識的應用。
2、各個系統(tǒng)的配置合理:各個系統(tǒng)采用的元件、觸發(fā)(驅動)電路、主電路、控制方式、控制對象及保護環(huán)節(jié)等,應能概括當前工業(yè)上的技術應用,內容豐富多樣,體現(xiàn)了“典型性、先進性、實用性和可行性”的要求,能引起學生興趣,能使學生獲得很大的收獲。
3、元件與單元電路性能實驗,在小系統(tǒng)環(huán)境中進行:這樣有利于學生理解該元件和該單元用于何處、它們的性能對整個系統(tǒng)的影響,有利于學生知識的鞏固和實際應用。
4、本裝置通過隔離變壓器供電,而且具有接地保護、漏電保護功能,安全性符合相關的國家標準,確保人身安全。
三、配置說明:
1、電源控制屏
(1) 交直流電源:
三相四線(或五線)電網輸入經電源總開關漏電保護器(容量10A,漏電動作電流≤30mA,動作時間≤0.1S)和交流接觸器再到三相隔離變壓器給實訓設備供電;通過起動、停止、急停按鈕控制交流接觸器,設有供電指示燈及缺相指示。
交流電源輸出處設有過流保護裝置,當相間、線間過電流及直接短路均能自動保護,克服了調換保險絲帶來的麻煩,并具有過流聲光告警?刂破恋墓╇娪扇嚯娋W經三相漏電保護開關、電網電壓指示表、熔斷器、啟/停按鈕控制交流接觸器輸出,具有漏電聲光告警、過流保護等功能,同時配有一只急停按鈕。
(2) 同步變壓器:一組三相同步變壓器,220V/15V 1只。
(3) 交流電參數(shù)表
①測量范圍0~500V,量程自動切換,三位半數(shù)顯,精度0.5級,輸入阻抗10MΩ。
②交流數(shù)字電流表1只,測量范圍0~5A,三位半數(shù)顯,精度0.5級,。
(4) 交直流電源、直流儀表
提供~220V/24V、20V、±15V、±12V、±5V,100VA直流電源(具有短路及過載保護功能),不控整流元件,單相同步變壓器(包括~220V/、~30V、~15V、雙~7V)、給定顯示與0~±15V給定,直流300V/0中零表一只、2A中零表一只。
1)直流數(shù)顯電壓表1只,測量范圍0~300V,三位半數(shù)顯,精度為0.5級,輸入阻抗為10MΩ。
2)直流數(shù)顯毫安表1只,測量范圍0~2000mA,三位半數(shù)顯,精度為0.5級,設有短路保護措施。
3)直流數(shù)顯安培表1只,測量范圍0~5A,三位半數(shù)顯,精度為0.5級,具有短路保護措施。
2、實訓桌:
實訓桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固,形狀似長方體封閉式結構,造型美觀大方;設有抽屜、柜門,用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。實訓桌底部裝有移動的萬向輪,
3、電力電子器件特性實驗:
提供BCR /TRIAC、SCR、MOSFET、IGBT、GTR新型電力電子器件,配合設備提供的輔助元件,可測定器件的參數(shù),性能及工作特性曲線。
4、晶閘管觸發(fā)電路組件:
提供以TCA785集成塊為核心的鋸齒波觸發(fā)電路,與晶閘管組合,可完成單相半波,全波,橋式整流電路及交流調壓電路實訓內容。
5、直流(IGBT)斬波電路的性能研究。
根據(jù)西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四版)中相關的直流斬波內容而設計的;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?赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚˙uck 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驗。
6、SPWM單相交直交變頻原理:
該掛件用于展示交直交變頻原理,主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法,了解IGBT管專用集成驅動芯片的特點及其使用。能完成如下實驗項目:1、SPWM波形成的過程;2、交直交變頻電路在不同負載時的工作情況和波形,并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。
7、半橋型開關穩(wěn)壓電源電路:
提供了半橋型開關穩(wěn)壓電源的主電路和控制電路,主電路中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,采用恒頻脈寬調制控制方案。可完成“開關電路在開環(huán)與閉環(huán)下負載特性的測試”以及“電源電壓波動對輸出的影響”等實訓內容。直流輸出0~15V/2A,具有短路及過載保護功能。
8、三相集成觸發(fā)電路組件:
提供專用的集成觸發(fā)電路構成的三相觸發(fā)電路、功放電路。
9、晶閘管及電抗器組件:
提供6只單向晶閘管,帶阻容保護電路,另提供0~700mH帶抽頭電抗器,分為100mH,200mH,700mH三檔。
10、燈組負載:
提供三只絲口型220V/ 25W彩色燈泡負載,可作為單、三相負載,實訓結果直觀。
11、可變電阻器:
提供阻值容量150W、1.5A 、0~90Ω/×2連續(xù)可調的瓷盤電阻器1只及150W 、0.5A 0~900Ω/×2連續(xù)可調的瓷盤電阻1只,電阻接線端均已連接至操作面板上,可方便地組合串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等多種方式使用,可在0.5A、1A、1.5A、3A不同電流要求的負載下使用。
12、步進電機的驅動運行電路:
提供56系列兩相混合式步進電機一只,帶轉盤標志,提供開關電源,脈沖發(fā)生器,驅動器等步進電機驅動系統(tǒng)一套。
13、交流伺服電機及驅動系統(tǒng);
提供交流伺服電機及伺服驅動器一套。
14、旋轉變壓器中頻電源及實驗部件:
提供0~70V/400Hz連續(xù)可調的中頻電源(帶電壓輸出監(jiān)視)及旋轉變壓器一只。 旋轉變壓器型號:36XZ20-5;電壓比:0.56;電壓: 60V;頻率:400Hz,激勵方:定子,空載阻抗;2000Ω,絕緣電阻:≥100MΩ,精度:1級 。
15、自整角機實驗裝置
提供接收機1只:型號BS-404A、提供發(fā)送機1只:型號BD-404A-2。
激磁電壓: 220V±5%;激磁電流0.2A,次級電壓49V,頻率50HZ
16直流他(并)勵電動機
17、傳感器實驗箱1套具體參數(shù)見附件一
18、實訓連接線及配件:
根據(jù)不同實訓項目的特點,配備兩種不同的實訓聯(lián)接線,強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線,里面采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,具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點,插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片,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,兩種導線都只能配合相應內孔的插座,這樣大大提高了實訓的安全及合理性。
基于TI公司2000系列DSP的電力電子研究性實驗臺 (全教室共1套 )  
1.基于TMS320F28335 150M MCU的ControlCard  。
2.采用3.3V DSP GPIO電壓、1.9V DSP內核電壓設計,使DSP28335能夠真正的工作在150MHZ的最大頻率。
3.采用工業(yè)伺服控制的設計標準,支持PMSM、BLDC 、AC感應電機等電機控制;同時也支持逆變電源,光伏逆變并網,柔性輸電的控制 。
4.采用模數(shù)電分開設計,增強抗干擾能力,增強采集精度。
5.采用高成本的片外16位高精度8通道同步采集ADC轉換器,是高精度、高性能電機矢量控制算法必備設計。
6.豐富的通信接口設計,支持232、485、CAN,方便的實現(xiàn)遠距離控制和程序調試。
7.豐富的電機反饋信號接口,支持差分光電增量編碼器信號、差分霍爾信號,單端霍爾信號,位置脈沖指令信號。
8.使用此控制板可以完成PMSM三閉環(huán)FOC矢量控制、異步電機VF控制、異步電機矢量控制、BLDC方波控制、BLDC正弦波FOC矢量控制等等。
四、可完成的實訓內容:
1、電力電子器件參數(shù)/性能與波形的測定:
(1)晶閘管(SCR)
(2)雙向晶閘管(TRIAC)
(3)電力晶體管(GTR)
(4)場效應管(MOSFET)
(5)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)
2、電力電子器件觸發(fā)(驅動)單元電路的測試
(1)西門子TCA785集成鋸齒波觸發(fā)電路(晶閘管/雙向晶閘管觸發(fā)電路)
(2)PWM觸發(fā)電路(SG3525)(IGBT/MOSFET觸發(fā)驅動電路)
(3)三相晶閘管集成脈沖列觸發(fā)電路(在實訓單元完成)
(4)IGBT(M57959L)專用集成驅動電路
3、電力電子電路實驗/實訓
(1)單相晶閘管可控半波整流電路
(2)單相晶閘管半控橋式整流電路
(3)單相晶閘管全控橋式整流電路
(3)三相晶閘管可控半波整流電路
(4)三相晶閘管半控橋式整流電路
(5)三相晶閘管全控橋式整流電路
(6)單相(雙向晶閘管)交流調壓電路
(7)三相交流調壓電路
(8)直流(IGBT)斬波電路的性能研究: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驗。
(9)PWM控制(MOSFET)開關型穩(wěn)壓電源電路
(10)單相SPWM控制(IGBT)交直交變頻原理實驗
4、傳感器的使用電路(至少包含客戶提出的以下實驗,具體實驗內容見附件)
傳感器實驗:(1)應變片特性實驗(2)壓阻式壓力傳感器實驗(2)差動變壓器實驗(4)電容式傳感器實驗(5)電渦流傳感器實驗(6)熱電偶實驗
(7)熱敏電阻實驗(8)霍爾式傳感器實驗(9)磁電式傳感器實驗
5、微控制電機實驗/實訓
(1)步進電機控制實驗(步進電機的認識,控制及驅動器參數(shù)的設置)
(2)旋轉變壓器實驗(旋轉變壓器的原理/認識及控制與運行)
(3)自整角機實驗(自整角機接收機/發(fā)送機的原理/認識及控制與運行)
6、排故實訓
(4)可控整流電路連接:單相、三相、半波、全波
(5)某型230V整流電源故障排除訓練,至少可計算機設置5個故障點
(6)直流/交流伺服電機調速實訓
7、研究型實驗 
(1) PMSM三閉環(huán)FOC矢量控制
(2)異步電機VF控制、
(3)異步電機矢量控制、
(4)BLDC方波控制、
(5)BLDC正弦波FOC矢量控制

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