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          現代電力電子技術(shù)實(shí)驗裝置

          更新時(shí)間:2024-06-16

          簡(jiǎn)要描述:

          ?現代電力電子技術(shù)實(shí)驗裝置涵蓋了各類(lèi)院校所開(kāi)設的電力電子技術(shù)、半導體變流技術(shù)等專(zhuān)業(yè)課程所要求的實(shí)驗項目。

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          一、概述

          現代電力電子技術(shù)實(shí)驗裝置是依據西安交通大學(xué)王兆安編著(zhù)的《電力電子技術(shù)》(第五版)、《半導體變流技術(shù)》教材實(shí)驗大綱的要求,吸收國內、外同類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn),充分考慮了實(shí)驗室的現狀和發(fā)展趨勢,精心研制而成。

          二、現代電力電子技術(shù)實(shí)驗裝置適用范圍
          裝置涵蓋了各類(lèi)院校所開(kāi)設的"電力電子技術(shù)"、"半導體變流技術(shù)"等專(zhuān)業(yè)課程所要求的實(shí)驗項目。
          三、技術(shù)性能
          1、輸入電源: 三相四線(xiàn)(或三相五線(xiàn) 380V±10% 50HZ)
          2、工作環(huán)境: 溫度-10℃-+40℃ 相對濕度<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構,鋁質(zhì)面板) 
          1)交流電源(帶有過(guò)流保護措施)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。 
          3)數字式儀表
          ①交流數字電壓表: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(xiàn)電壓; 
          ②真有效值交流數字電壓表一只:測量范圍0~500V,量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換,精度0.5級,三位半數顯。
          ③真有效值交流數字電流表一只:測量范圍0~5A,量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換,精度0.5級,三位半數顯; 
          ④直流數字電壓表一只:測量范圍0~500V,三位半數顯,輸入阻抗為10MΩ,精度0.5級; 
          ⑤直流數字電流表一只:測量范圍0~5A,三位半數顯,精度0.5級,具有短路保護等功能。 
          4)帶鏡面的指針表:直流電壓表(測量范圍0~±300V,為中零式,精度為1.0級)直流電流表(測量范圍0~±2A,為中零式,精度為1.0級) 
          5)三相可調電阻(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(xiàn)性。 
          7)給定:±15V可調電壓輸出,帶數顯,指示輸出電壓。 
          8)單相調壓:提供了一只0~250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器,為相應的實(shí)驗提供可調交流電源,并帶短路保護。

          9)三相整流濾波電路:可對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。 
          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。 
          11)人身安全保護體系 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(浮地設計),對人身安全起到一定的保護作用。
          電流型漏電保護裝置:控制屏若有漏電現象,漏電流超過(guò)一定值,即切斷電源。
          實(shí)驗連接線(xiàn)及插座:強、弱電連接及插座分開(kāi),不能混插。強電連接線(xiàn)及插座采用全封閉工藝,使用安全、可靠、防觸電。 
          12)控制屏其它設施 控制屏正面大凹槽內,可掛置實(shí)驗部件,凹槽底部設3芯插座, 掛件的供電由這些插座提供??刂破?/span>側設有單相三極220V電源插座。

          2、DX02實(shí)驗桌
          外形尺寸為1600(長(cháng))*700(寬)*1600(高),實(shí)驗桌主體結構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件,連接構件采用壓鑄成型工藝非焊接工藝,經(jīng)機加工、拋丸、噴砂,表面靜電噴涂工藝,安裝方便、快捷,用戶(hù)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,每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲保護裝置,晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號進(jìn)行觸發(fā)(留有觸發(fā)脈沖輸入接口),可更好的完成設計性實(shí)驗。 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)選擇雙窄脈沖或寬脈沖,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 
          提供單結晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗、單相交流調壓觸發(fā)電路,鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗,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

          根據西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第)中相關(guān)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(zhuān)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(shí)驗。

          6、DK09新器件特性實(shí)驗

          提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件,與給定模塊配套使用,可測定其特性曲線(xiàn)。

          7、DK13功率器件驅動(dòng)與保護電路

          主要是為完成新器件特性實(shí)驗提供電源、驅動(dòng)電路及PWM波形發(fā)生器。
          1)電源:為驅動(dòng)電路提供電源,包括±5V、±15V和+20V直流電源。
          2)驅動(dòng)電路:包括 MOSFET和IGBT的驅動(dòng)電路。其中IGBT的驅動(dòng)電路采用專(zhuān)用芯片EXB841,其它的由運放、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動(dòng)電路提供PWM驅動(dòng)波形,可以通過(guò)頻率調節旋鈕進(jìn)行頻率調節;通過(guò)占空比電位器來(lái)調節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驅動(dòng)電路提供PWM波形,頻率調節范圍4KHz~10KHz;低頻檔是為GTR和GTO驅動(dòng)電路提供PWM波形,頻率調節范圍400Hz~1KHz;占空比可從 0%調至100%。

          8、DK14單相SPWM交直交變頻原理
          根據普通高等教育"九五"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正弦波脈寬調制信號的形成方法,了解IGBT管專(zhuān)用集成驅動(dòng)芯片的特點(diǎn)及其使用,能完成如下實(shí)驗項目: 
          1)SPWM波形成的過(guò)程;
          2)交直交變頻電路在不同負載(電阻,電感)時(shí)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(zhuān)用集成驅動(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(zhuān)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,分別驅動(dòng)四個(gè)橋臂的IGBT管;

          10、DK19半橋型開(kāi)關(guān)穩壓電源
          提供了半橋型開(kāi)關(guān)穩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(zhuān)用PWM控制集成電路SG3525,采用恒頻脈寬調制控制方案??赏瓿?開(kāi)關(guān)電路在開(kāi)環(huán)與閉環(huán)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(shí)驗內容。
          11、DX17實(shí)驗元器件
          提供晶閘管(均設有RC吸收和保險絲保護)、壓敏電阻(作為過(guò)壓保護元件,內部已連成三角形接法)二極管及燈座、RC吸收電路。

          12、DK22單相交流調壓/調功電路

          單相交流調壓/調功電路根據西安交通大學(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)內容而設計,實(shí)現單相交流調壓和交流調功的實(shí)驗內容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管,在交流調壓實(shí)驗中采用由雙向觸發(fā)二極管構成觸發(fā)控制電路;在交流調功實(shí)驗中采用由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)驗連接線(xiàn):

          根據不同實(shí)驗項目的特點(diǎn),配備兩種不同的實(shí)驗聯(lián)接線(xiàn),強電部分采用高可靠護套結構連接線(xiàn)(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)絲般細的多股線(xiàn),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(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構聯(lián)接線(xiàn),兩種導線(xiàn)都只能配合相應內孔的插座,這樣大大提高了實(shí)驗的安全及合理性。

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