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电力电子技术及电气传动实训装置

电力电子技术及电气传动实训装置
[名称]:电力电子技术及电气传动实训装置
[规格型号]:DBZ-780E
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产品详情

 电力电子技术及电气传动实训装置
(参考图)


一、概述
“DBZ-780E电力电子技术及电气传动实训装置”依据高等院校最新统编教材《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》(第三版)(上海大学陈伯时编著)等实验大纲的要求,吸收国内、外同类产品的优点,充分考虑了实验室的现状和发展趋势,精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。
二、特点
1、综合性强 本装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直流调速、交流变频、电机控制、控制理论等实验项目。
2、适应性强 能满足各类学校相应课程的实验教学,深度和广度可根据需要作灵活调整,普及与提高可根据教学的进程作有机的结合,装置采用积木式结构,更换便捷,如需要扩展功能或开发新实验,只需添加部件即可,永不淘汰。
3、整套性强 从专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线配套齐全,配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配套。
4、直观性强 各实验挂件采用分隔结构形式,组件面板示意、图线分明,各挂件任务明确,操作、维护方便。
5、科学性强 装置占地面积少,节约实验用房,减少基建投资;配套的小电机均经特殊设计,可模拟中小型电机的特性和参数;小电机耗电省,节约能源,实验噪声小,整齐美观,改善实验环境;实验内容丰富,设计合理,除了加深理论知识外还可结合实际开设设计性实验。
6、开放性强 控制屏供电采用三相隔离变压器隔离,并设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置,确保操作者的安全;各电源输出均有监示及短路保护等功能,各测量仪表均有可靠的保护功能,使用安全可靠;控制屏还设有定时器兼报警记录仪,为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。由于整套装置经过精心设计,加上可靠的元器件质量及可靠的工艺作为保障,产品性能优良,所有这些均为开放性实验室,创造了条件。
7、先进性强 本装置着重从新器件高度来考虑,在保留了晶闸管实验的基础上,加入了新器件的特性、新器件的驱动以及典型的新器件应用的大量现代电力电子技术实验,让学生对新器件有足够的认识和了解,紧跟时代步伐。
三、适用范围
本装置涵盖了各类院校等所开设的“电力电子技术(或称半导体变流技术)”、“直流调速”、“电机控制”、“电力拖动自动控制系统”及“控制理论”等专业课程所要求的实验实验项目。
四、技术性能
1、输入电源: 三相四线(或三相五线 380V±10% 50HZ)
2、工作环境: 温度-10℃-+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拨<4000m
3、装置容量:<1.5KVA
4、外形尺寸:187×70×160 cm
五、装置的基本配备
1、DK01电源控制屏(铁质双层亚光密纹喷塑结构,铝质面板)
(1)交流电源:
提供交流电源:直流调速档为三相交流电 200V/3A
交流调速档为三相交流电 240V/3A
(2)高压直流电源
励磁电源:220V(0.5A),具有输出短路保护。
(3)指针式仪表:
交流电压表一只:可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压,精度1.0级;
(4)数字式仪表
A.智能型真有效值交流数字电压表1只,量程0-5A,四位数字显示。
B.智能型真有效值交流数字电流表1只,量程0-500V,四位数字显示。
C、数字直流电压表1只(0-500V),三位半数字显示,精度0.5级。
D、数字直流电流表1只(0-5A),三位半数字显示,精度0.5级。
(5)人身安全保护体系
三相隔离变压器一组:三相电源首先通过三相漏电保护器,然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器,使输出与电网隔离(浮地设计),对人身安全起到一定的保护作用。
电流型漏电保护装置:控制屏若有漏电现象,漏电流超过一定值,即切断电源。
实验连接线及插座:强、弱电连接线及插座分开,不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺,使用安全、可靠、防触电。
(6)控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内,设有两根钢管,可挂置实验部件,凹槽底部设有3芯插座,挂箱的供电由这些插座提供。控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座,还设有实验台照明用的40W日光灯一盏。
2、DK02实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固,形状似长方体封闭式结构,造形美观大方;设有两个大抽屉、柜门,用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构,便于移动和固定,有利于实验室的布局。
3、DQ03-1固定电机导轨、测速系统及智能数显转速表
4、DQ27三相可调电阻(每组900Ω×2/0.41A)
5、DK03晶闸管主电路
提供12只5A/1000V的晶闸管,4只二极管,每只晶闸管均设有保护装置,晶闸管可通过外加信号进行触发(留有触发脉冲输入接口),可更好的完成设计性实验;设有带镜面精密指针式直流电压表±300V,精度1.0级带镜面直流电流表±2A,精度1.0级各一只和平波电抗器一组。
6、DK04三相晶闸管触发电路
提供三相触发电路、功放电路等,与“DK03”配套使用。
7、DK05 单相晶闸管触发电路实验
提供单结晶体管、锯齿波同步移向、单相交流调压,正弦波同步移向,西门子TC785集成触发电路。
8、DK06电机调速控制实验(Ⅰ)
提供以下模块:给定(带数显)、调节器I、转速变换(FBS)、调节器II、反号器(AR)、电流变换(FBC)、电压隔离器(TVD)。其中调节器I和调节器II的比例增益由电位器调节。
9、DK06-1电机调速控制电路(II)
提供以下模块:零电平检测(DPZ)、转矩极性鉴别(DPT)、逻辑控制(DLC)。
10、DK07直流斩波实验
根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关的直流斩波内容而设计的;提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。可完成教材中降压斩波电路(Buck Chopper)、升压斩波电路(Boost Chopper)、升降压斩波电路(Boost -Buck Chopper)、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。
11、DK08给定及实验器件
提供给定(±15V可调电压输出)、压敏电阻(作为过压保护元件,内部已连成三角形接法)、二极管等。
12、DK10可调电阻器,电容器
提供耐压AC100V的可调电容三组,调节范围为0.1~11.37uF,0~999KΩ十进制可调电阻两组。
13、DK11单相调压与可调负载
提供了一只0~250V/0.5KVA单相交流自耦调压器,为相应的实验提供可调电源;一个整流滤波电路以及0~90Ω/1.3A(串联)或0~45Ω/2.6A(并联)瓷盘可调电阻,为相应的实验提供一个可调的阻性负载。
14、DK12变压器实验
提供三相芯式变压器一个(该变压器有2套副边绕组,原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V),用于异步电机串级调速实验和三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验;还设有三相不控整流电路等模块。
15、DK13功率器件驱动电路实验箱
主要是为完成新器件特性实验提供驱动和保护电路,使学生了解电力电子新器件的驱动特性。主要包括电源、驱动电路、PWM波形发生器。
(1)电源:为驱动电路提供电源,包括±5V、+20V、±15V直流电源。
(2)驱动电路:包括MOSFET、IGBT的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用了专用芯片EXB841。
(3)PWM波形发生器:由SG3525为核心的PWM波形发生器主要为新器件驱动电路提供PWM驱动波形;可以通过频率调节旋钮进行频率调节;通过占空比电位器来调节PWM波的占空比 频率调节范围4KHz~10KHz。
16、DK14单相交直交变频原理
根据普通高等教育“九五”国家级重点教材王兆安,黄俊主编的《电力电子技术》(第四版)的内容进行开发。用于展示交直交变频原理,主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法,了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用,能完成如下实验项目: 1)SPWM波形成的过程;2)交直交变频电路在不同负载时的工作情况和波形,并研究工作频率对电路工作波形的影响;3)IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。
17、DK17双闭环H桥DC/DC变换直流脉宽调速系统
通过对四个桥臂上IGBT管的触发控制,来实现对可逆直流他励电机进行调速的目的,主要由三大部分组成,即主回路部分、控制电路部分和调节部分。主回路由直流电源、四种IGBT管组成;控制回路部分由专用芯片产生PWM脉冲波,PWM波脉冲发生器产生的四路控制脉冲,分别驱动四个桥臂的IGBT管;调节部分由两个PI调节器组成,并通过速度环、电流环构成的反馈回路使电机的转速稳定运行在给定的转速下。本实验挂件可完成的实验项目有:(1)全桥DC/DC 变换电路实验(2)双闭环可逆直流脉宽调速实验。
18、GDK28变频器
提供DSP+IPM的矢量控制变频器1台,功率0.4KW,(带BOP操作控制面板)、1K电位器一个。
19、DQ07-1直流发电机(DC220V,240W)
20、DQ09直流并励电动机 (DC220V,185W)
21、DQ11三相线绕式异步电动机 (220V,Y接法)
22、GDQ12线绕式异步电机转子专用箱
提供0、2、5、15、35五档同轴联调的三相绕线异步电动机转子起动、调速电阻一组。
23、DB06 实验连接线:根据不同实验项目的特点,配备两种不同的实验联接线,强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线(不存在任何触电的可能),里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线,达到超软目的,外包丁晴聚氯乙烯绝缘层,具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点,插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片,接触安全可靠;弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线,两种导线都只能配合相应内孔的插座,这样大大提高了实验的安全及合理性。
24、学生凳子2只/套。
每套设备提供2只铁质四脚方凳,凳子面板采用高强度高密度板,结实耐用,美观大方。
六、本装置能开设的实验项目
(一)电力电子技术(晶闸管部分)
1.单结晶体管触发电路
2.正弦波同步移相触发电路实验
3.锯齿波同步移相触发电路实验
4.西门子TCA785集成触发电路实验
5.单相半波可控整流电路实验
6.单相桥式半控整流电路实验
7.单相桥式全控整流电路实验
8.单相桥式有源逆变电路实验
9.三相半波可控整流电路的研究
10.晶闸管三相半波有源逆变电路的研究
11.三相桥式半控整流电路实验
12.三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
13.单相交流调压电路实验
14.三相交流调压电路实验
(二) 电力电子技术(全控型器件特性部分)
1.功率场效应晶体管(MOSFET)的主要参数测量
2.功率场效应晶体管(MOSFET)的驱动电路研究
3.绝缘栅双极型晶体管(IGBT)特性及其驱动电路的研究
4.单向晶闸管(SCR)特性实验
5.双向晶闸管(SCR)特性实验
6.电力晶体管管(GTR)特性实验
(三) 电力电子技术(全控型器件典型线路部分)
1.直流斩波电路(Buck、Cuk、Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta等六种电路)的性能研究
2.SPWM单相交直交变频电路的性能研究
3.全桥DC/DC变换
(四) 直流调速实验
1.晶闸管直流调速主要单元的调试
2.不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究(电压单闭环,电流单闭环,速度单闭环)
3.带电流截止负反馈的转速单闭环不可逆直流调速系统
4.电压,电流双闭环晶闸管不可逆直流调速系统
5.转速,电流双闭环晶闸管不可逆直流调速系统
6.双闭环控制的直流脉宽调速系统(H桥、IGBT)
(五) 交流调速实验
1.双闭环三相异步电机调压调速系统实验
2.双闭环三相异步电机串级调速系统实验
3.三相异步电机变频调速实验
(六)电力电子透明元件盒创新实训
本套件可完成单相半波不控整流电路实训,单相全桥不控整流电路实训,三相晶闸管触发电路实训,三相半波整流电路实训,三相半控桥式整流电路实训,三相桥式整流电路实训,三相交流调压电路实训,DC/DC 全桥IGBT整流电路实训,直流电机H桥IGBT可逆调速电路实训,交流电机矢量变频调速电路实训等。
七、装置的配置清单:

序号编号名 称数 量备注
1DK01电源控制屏1件
2DK02实验桌凳1张
3DQ03-1固定电机导轨、测速系统及智能数显转速表1件
4DQ27三相可调电阻(每组900Ω*2/0.41A)1件
5DK03三相晶闸管主电路1件
6DK04三相晶闸管触发电路1件
7DK05单相晶闸管触发电路1件
8DK06电机调速控制实验(Ⅰ)1件
9DK06-1电机调速控制电路(II)1台
10DK07直流斩波实验(六种典型线路)1件
11DK08给定及实验器件1件
12DK10可调电阻器,电容器1件
13DK11单相调压与可调负载1件
14DK12变压器实验1件
15DK13功率器件驱动电路实验箱(一)1件
16DK14单相交直交变频原理1件
17DK17双闭环H桥DC/DC变换直流脉宽调速系统1件
18GDK28三相异步电机变频调速组件1件
19DQ07-1直流发电机1台
20DQ09直流他(并)励电动机1台
21DQ11三相线绕式异步电动机 (220V,Y接法)1台
22GDQ12线绕式异步电机转子专用箱1台
23DB06高可靠护套结构手枪插实验连接线及配件1套
24
铁质四脚方凳,高密度板凳面,结实美观耐用2只/套


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