C-1 電力電子技術及電機控制實驗裝置

（設備參考圖片）

一、基礎簡介
"C-1型電力電子與電氣傳動綜合實驗裝置"依據高等院校最新統編教學資料及實訓指導書《電力電子技術》(第五版)(西安交通大學王兆安編著)、《電力拖動自動控制系統》（第三版）(上海大學陳伯時編著)等實驗大綱的要求，吸收國內、外同類設備的優點，充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢，精心研制而成。在同類設備中構造合理、功能完善、可靠性好、性價比高。
二、特別點
1、綜合性強 本裝置綜合了目前國內各類學校電力電子、半導體變流、交直線DC調節速度、交流AC變頻、電機控制、控制課程理論等實驗項目。
2、適應性強 能適用各類學校相應課程的實驗教學，深度和廣度可按照需要作靈活調節，普及與提升可按照教學的進程作有機的集合，裝置應用積木式構造，更換便捷，如需要拓展功能或研發新實驗，只需添加部位件即可，永不淘汰。
3、整套性強 從專用電源、電機及其它實驗部位件到實驗連接專用實驗連接線配套齊全，配套部位件的功能、規格等均密切集合實驗的需要實行配套。
4、直觀性強 各實驗掛式模塊件應用分隔構造形式，結合套件操作面板示意、圖線分明，各掛式模塊件任務明確，實操、維護便利。
5、科學性強 裝置占地面積少，節約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經特殊設計，可模仿中小型電機的特性和功能數值；小電機耗電省，節約能源，實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環境；實驗內容豐富，設計合理，除了深入課程理論知識外還可集合實際開設設計性實驗。
6、開放性強 控制屏供電應用三相隔離變壓器隔離，并設定有電壓（V）型漏電保護裝置和電流（A）型漏電保護裝置，保證實操者的安全；各電源輸出均有監示及短路保護等功能，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠。由于整套裝置經過精心設計，加上可靠的元件重量及可靠的工序技藝作為保障，設備功能優良，全部這些均為開放性實驗室，創造了條件。
7、先進性強 本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實驗的基礎上，加入了新器件的特性、新器件的驅動以及經典型的新器件應用的大量現代電力電子技術實驗，讓學生對新器件有足夠的認識和理解，緊跟時代步伐。
三、適用界限
本裝置涵蓋了各類院校等所開設的"電力電子技術(或稱半導體變流技術)"、"直線DC調節速度"、"交流AC調節速度"、"電機控制"、"電力拖動自動控制系統"及"控制課程理論"等專業課程所要求的實驗實驗項目。
四、技術功能
1、寫入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)
2、作業環境: 溫度（℃）-10℃－+40℃　相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m
3、裝置容量（KV）：＜1.5KVA
4、外觀尺寸：187×72×162 cm
五、裝置的基礎配備裝備
1、DK01電源控制屏（鋼制雙層亞光密紋噴塑構造，金屬鋁操作面板）
（1）交流AC電源（均帶有過流保護措施）
提供交流AC電源：三相交流AC電 380V/5A
三相交流AC電 220V/3A
（2）高壓直線DC電源
勵磁電源：220V（0.5A），設定有輸出短路保護。
（3）指針式儀表：
交流AC電壓（V）表一只：可經過其下方的波段開關變換指示三相電網寫入線電壓（V），精確度1.0級;
(4)數字式儀表
1）真有效值交流AC數字電壓（V）表一只：測量界限0～500V,測量范圍自動判別、自動變換，精確度0.5級，三位半數字顯露，為交流AC調節速度系統提供電壓（V）指示；
2）真有效值交流AC數字電壓（V）表一只：測量界限0～5A，測量范圍自動判別、自動變換，精確度0.5級，三位半數字顯露，設定有超測量范圍警報、指示等功能，為交流AC調節速度系統提供電流（A）指示；
3）直線DC數字電壓（V）表一只：測量界限0～500V，三位半數字顯露，寫入阻抗為10MΩ，精確度0.5級；
4）直線DC數字mA毫安表一只：測量界限為0～2000mA，三位半數字顯露，精確度0.5級。
（6）人身安全保護體系
三相隔離變壓器一組：三相電源首先經過三相漏電保護器，然后經鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。
電流（A）型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現象，漏電流（A）超過一定值，即切斷電源。
實驗連接線及插頭座：強、弱電連接線及插頭座分開，不能混插。強電連接線及插頭座應用全封閉工序技藝，使用安全、可靠、防觸電。
(7)定時器兼報警記錄儀
（8）控制屏其它設施
控制屏正面大凹槽內，設定有兩根不銹鋼管，可掛置實驗部位件，凹槽下部設定有3芯插頭座，箱式掛式模塊件的供電由這些插頭座提供。控制屏兩邊設定有一相三極220V電源插頭座及三相四極380V電源插頭座。
　2、DK02實驗桌
實驗桌為鋼制雙層亞光密紋噴塑構造，桌面為防火燒、防水浸、耐磨損高密度板,構造堅固，形狀似長方體封閉式構造，造形美觀大方；設定有兩個大抽屜、儲物柜門，用來放置工量具、放置掛式模塊件及圖紙文檔實訓指導書等。桌面用來裝配電源控制屏并提供一個寬敞舒適的作業臺面。實驗桌還設定有四個萬能轉向輪和四個固定調動機構，方便位移和固定，有利于實驗室的布置。
3、DQ03-1不銹鋼電機導軌、測速系統及智能數字顯露轉動速度表
4、DQ27三相可調電阻（每組900Ω×2/0.41A）
5、DK03晶閘管主電子回路
提供12只5A/1000V的晶閘管，分成正、反橋兩組，，每只晶閘管均設定有保護裝置，晶閘管可經過外加信號實行觸發（留有觸發脈沖寫入連接口），可更好的完成設計性實驗；設定有帶鏡面精密指針式直線DC電壓（V）表±300V一只，正反偏，精確度1.0。級帶鏡面直線DC電流（A）表±2A，正反偏，精確度1.0級一只。和平波電抗器一組（0，100mH，200mH，700mH）。
6、DK04三相晶閘管觸發電子回路
提供三相觸發電子回路、功放電子回路等，與"DK03"配套使用。
7、DK05 一相晶閘管觸發電子回路實驗
提供單結晶體管觸發電子回路、正弦波同步移相觸發電子回路、鋸齒波同步移相觸發電子回路、一相交流AC調壓觸發電子回路及西門子TCA785包括觸發五種電子回路。
8、DK06電機調節速度控制實驗（Ⅰ）
提供以下模型塊：給定（帶數字顯露）、調動器I、轉動速度變換（FBS）、調動器II、反號器（AR）、電流（A）變換（FBC）。其中調動器I和調動器II的比例增益由電位器調動。
9、DK06-1電機調節速度控制實驗（Ⅱ）
提供以下模型塊提供以下模型塊：零電平檢驗測試（DPZ）、轉矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
10、DK07直線DC斬波實驗
按照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)中相關的直線DC斬波內容而設計的；提供構成直線DC斬波電子回路所需的元件和應用專用的PWM控制包括電子回路SG3525。可完成教學資料及實訓指導書中降壓斬波電子回路（Buck Chopper）、升壓斬波電子回路（Boost Chopper）、升降壓斬波電子回路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斬波電子回路、Sepic斬波電子回路、Zeta斬波電子回路六種經典型實驗。
11、DK08給定及實驗器件
提供給定（±15V可調電壓（V）輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法）、二極管等。
12、DK09新器件特性實驗
提供SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，與DK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅動特性實驗。
13、DK10可調電阻、電容箱
提供耐壓AC63V的可調電容三組，調動界限為0.1～11.37µF，0～999kΩ十進制可調電阻兩組；供電流（A）調動器，速度調動器反饋線路使用，可靈活改變調動器的放大倍數及積分時間。
14、DK11一相調壓與可調負載
提供了一只0～250V/0.5KVA一相交流AC自耦調壓器，為相應的實驗提供可調電源；一個整流濾波電子回路以及0～90Ω/1.3A（串聯）或0～45Ω/2.6A（并聯）瓷盤可調電阻，為相應的實驗提供一個可調的阻性負載。
15、DK12變壓器實驗
提供三相芯式變壓器一個（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓（V）為127V/63.6V/31.8V），用來異步電機串級調節速度實驗和三相橋式、一相橋式有源逆變電子回路實驗；還設定有三相不控整流電子回路等模型塊。
16、DK13功率（W）器件驅動電子回路實驗箱
主要是為完成新器件特性實驗提供驅動和保護電子回路，使學生理解電力電子新器件的驅動特性。主要含有概括電源、驅動電子回路、 PWM 波動線發生器。
（1）電源：為驅動電子回路提供電源，含有概括 ±5V 、 +20V 、 ±15V 直線DC電源。
（2）驅動電子回路：含有概括 MOSFET 、 IGBT 、 GTR 和 GTO 的驅動電子回路。其中 IGBT 的驅動電子回路應用了專用芯片 EXB841 。
（3） PWM 波動線發生器：由 SG3525 為核心的 PWM 波動線發生器主要為新器件驅動電子回路提供 PWM 驅動波動線；可以經過頻率調動旋鈕實行頻率調動；經過占空比電位器來調動 PWM 波的占空比；頻率界限分為 2 擋，經過鈕子開關變換，高頻檔是為 MOSFET 和 IGBT 驅動電子回路提供 PWM 波動線，頻率調動界限 4KHz ～ 10KHz ；低頻檔是為 GTR 和 GTO 驅動電子回路提供 PWM 波動線，頻率調動界限 400Hz ～ 1KHz ；占空比均能從 0% 調至 100% 。
17、DK14一相交直交變頻原理
按照普通高等教育"九五"國家級重點教學資料及實訓指導書，王兆安、黃俊主編的《電力電子技術》(第四版)的相關內容實行研發，用來展示交直交變頻原理，主要讓學生理解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，理解IGBT管專用包括驅動芯片的特別點及其使用。能完成如下實驗項目：1、SPWM波動線成的過程；2、交直交變頻電子回路在不一樣負載（電阻，電感和電機）時的作業現象和波動線，并研究作業頻率對電子回路作業波動線的影響；3、IGBT管專用包括驅動芯片的作業特性。
18、DK17雙閉環H橋DC/DC變換直線DC調節速度系統
可完成的實驗項目有：(1)全橋DC/DC變換電子回路實驗；(2)雙閉環可逆直線DC脈寬調節速度實驗。
19、DK19半橋型開關穩壓電源
提供了半橋型開關穩壓電源的主電子回路和控制電子回路，主電子回路的電力電子器件為電力MOSFET管；控制電子回路應用專用PWM控制包括電子回路SG3525，應用恒頻脈寬調制控制方案。可完成"開關電子回路在開環與閉環下負載特性的測量試驗"以及"電源電壓（V）波動對輸出的影響"等實驗內容。
19、DK22 一相調壓/調功電子回路
按照西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的相關內容而設計的，完成一相交流AC調壓和交流AC調功的實驗內容。應用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流AC調壓實驗中應用由雙向觸發二極管包括觸發控制電子回路；在交流AC調功實驗中應用由555時基電子回路和KC08構成觸發控制電子回路。
20、DQ07直線DC發電機 （200V、1.1A、220W、1600r/min）
21、DQ09直線DC并勵電機 （185W，220V，1500r/min）
22、DQ11三相線繞式異步電機：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min
23、GDQ12線繞式異步電機起動與調節速度電阻箱
提供0、2歐、5歐、15歐、35歐五檔同軸聯調的三相繞線異步電機轉子起動、調節速度電阻一組。
24、GDK28異步電機變頻調節速度系統
提供三菱FR-D720變頻器1只（0.4KW），外圍端子引出到操作面板，設定有BOP實操板，及模仿調節速度電位器1只。
25、DQ10三相異步電機（380V/Y/220V/△） 1420r/min
26、06實驗連接線：
按照不一樣實驗項目的特別點，配備裝備兩種不一樣的實驗聯接線，強電部分應用高可靠護套構造手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面應用無氧銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，設定有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優點，插頭應用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分應用彈性鈹輕銅裸露構造聯接線，兩種實驗連接線全部只能協作相應內孔的插頭座，這樣大大提升了實驗的安全及合理性。
27、★配套電力電子多媒體課件適應全部的教學資料及實訓指導書，內容豐富并可隨意調取。合理地運用多媒體課件教學系統，可以很大程度上減輕老師講課的作業量。(含有以下內容):
第1章 電力電子技術基礎簡介
第2章 電力電子器件基礎簡介
第3章 晶閘管的構造及導通關斷原理
第4章 晶閘管的特性與主要功能數值
第5章 晶閘管的測量試驗
第6章 晶閘管的導通與關斷實驗
第7章 觸發電子回路的要求及簡易觸發電子回路
第8章 單結晶體管的構造、伏安特性與主要功能數值
第9章 單結晶體管觸發電子回路
第10章 一相半波可控整流電子回路電阻性負載的構造與作業原理
第11章 一相半波可控整流電子回路電感性負載的作業原理
第12章 一相橋式全控整流電子回路電阻性負載作業原理及主要功能數值計算
第13章 一相橋式全控整流電子回路電感性負載作業原理及主要功能數值計算
第14章 一相橋式全控整流電子回路反電動勢負載作業原理及主要功能數值計算
第15章 有源逆變的作業原理
第16章 逆變失敗與逆變角的限制
第17章 一相橋式半控整流電子回路電阻性負載作業原理及主要功能數值計算
第18章 一相橋式半控整流電子回路電感性負載作業原理及主要功能數值計算
第19章 SS6B電力機車牽引電機主電子回路
第20章 雙向晶閘管的構造與作業原理
第21章 雙向晶閘管的主要功能數值
第22章 雙向晶閘管的測量試驗
第23章 雙向晶閘管觸發電子回路
第24章 一相交流AC調壓電子回路
第25章 GTO（可關斷晶閘管）的構造與作業原理
第26章 GTR（大功率（W）晶閘管）的構造、特性與作業原理
第27章 IGBT（絕緣柵極晶體管）的構造、特性與作業原理
第28章 DC-DC電子回路（直線DC斬波電子回路）的基礎作業原理及降壓斬波電子回路
第29章 升壓斬波電子回路與升降壓斬波電子回路
第30章 直線DC斬波（開關電源）電子回路實驗
第31章 感應加熱的原理與發展歷史及中頻感應加熱電源的用途
第32章 中頻感應加熱電源的構成
第33章 三相半波可控整流電子回路電阻性負載作業原理及功能數值計算
第34章 三相半波可控整流電子回路大電感負載作業原理及功能數值計算
第35章 三相橋式全控整流電子回路電阻性負載作業原理及功能數值計算
第36章 三相橋式全控整流電子回路大電感負載作業原理及功能數值計算
第37章 鋸齒波同步觸發電子回路的構成與作業原理
第38章 鋸齒波同步觸發電子回路調節測試
第39章 無源逆變電子回路的基礎作業原理及換流方法
第40章 電壓（V）型和電流（A）型逆變器電子回路
第41章 一相并聯逆變電子回路調節測試
第42章 變頻器的用途與基礎構造
第43章 變頻器主電子回路構造
第44章 一相橋式PWM逆變電子回路作業原理
第45章 三相橋式PWM變頻電子回路的作業原理
第46章 PWM變頻電子回路的調制控制方法
第47章 一相正弦波脈寬調制SPWM逆變電子回路調節測試
六、本裝置能開設的實驗項目
電力電子技術實驗項目
（一）電力電子技術實驗（晶閘管部分）
1） 單結晶體管BT35觸發電子回路
2） 鋸齒波同步移相觸發電子回路
3） 正弦波移相觸發電子回路
4） TCA785 包括觸發電子回路
5） 一相半波可控整流電子回路
6） 一相橋式半控整流電子回路
7） 一相橋式全控整流電子回路及有源逆變電子回路
8） 三相半波可控整流電子回路實驗
9） 三相半波有源逆變電子回路
10） 三相橋式半控整流電子回路
11） 三相橋式全控整流及有源逆變電子回路
12） 一相交流AC調壓電子回路
13） 三相交流AC調壓電子回路
（二）電力電子器件特性實驗
1） 晶閘管（SCR）特性實驗
2） 門極可關斷晶閘管（GTO）特性實驗
3） 電力晶體管（GTR）的特性研究
4） 功率（W）場效應晶體管(MOSFET)的主要功能數值測量
5） 功率（W）場效應晶體管(MOSFET)的驅動電子回路研究（SG3525）
6） 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT) 的主要功能數值測量
7） 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)驅動電子回路的研究（EXB841）
8） 雙向晶閘管特性研究
（三）電力電子器件經典型線路實驗
1）一相正弦波脈寬調制（SPWM）逆變電子回路實驗
　 2）半橋型開關穩壓電源的功能研究
　 3）直線DC斬波電子回路的功能研究
（降壓斬波電子回路、升壓斬波電子回路、升降壓斬波的電子回路、Cuｋ斬波電子回路、Sepic斬波電子回路、Zeta斬波電子回路）　
（三）電力拖動自動控制系統部分
直線DC調節速度部分
1）晶閘管直線DC調節速度系統主要單元的調節測試
3）轉動速度單閉環直線DC調節速度系統
4）電流（A）單閉環直線DC調節速度系統
5) 電壓（V）、電流（A）雙閉環直線DC調節速度系統
6）轉動速度、電流（A）雙閉環直線DC調節速度系統
7）邏輯無環流可逆調節速度系統
交流AC電機調節速度系統實驗
1）雙閉環三相異步電機調壓調節速度系統實驗(SCR)；
2）雙閉環三相異步電機串極調節速度系統實驗(SCR)；
三相異步電機變頻調節速度系統
1）變頻器功能功能數值設定與實操
2）變頻器報警與保護功能
3）外部端子點動控制
4）變頻器控制電機正反轉
5）多段速度選用變頻調節速度
6）變頻器無級調節速度
7）基于外部模仿量（電壓（V）/電流（A））控制方法的變頻調節速度
8）瞬時停電啟動控制
七、裝置的配備表單：