-C-2 現代電力電子技術實驗裝置

一、基礎簡介
　　-C-2 現代電力電子技術實驗裝置是依據西安交通大學王兆安編著的《電力電子技術》（第五版）、《半導體變流技術》教學資料及實訓指導書實驗大綱的要求，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。

(此圖片僅作為構造參考，具體實物要按照配備而定）

二、適用界限
　　現代電力電子技術實驗裝置涵蓋了各類院校所開設的"電力電子技術"、"半導體變流技術"等專業課程所要求的實驗項目。
三、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）：＜1000W
4、外觀尺寸：1700×700×1580 mm
四、裝置的基礎裝備
1、DX01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ACAC電源（帶有過流保護措施）提供交流ACAC電源：三相交流ACAC電源220V/1.5A,經過380V//220V 隔離變壓器輸出)
　　（2）高壓直線DC電源：輸出220V/0.5A，設定有輸出短路保護。
　　（3）數字式儀表
　　①．交流ACAC數字電壓（V）表：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；
　　②．真有效值交流ACAC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ACAC調節速度系統提供電壓（V）指示。
　　③．真有效值交流ACAC數字電流（A）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，為調節速度系統提供電流（A）的指示；
　　④．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；
　　⑤．直線DC數字電流（A）表一只：測量界限0～5A，三位半數字顯露，精確度0.5級，設定有短路保護等功能。
　　（4）帶鏡面的指針表：直線DC電壓（V）表（測量界限0～±300V，為中零式，精確度為1.0級）直線DC電流（A）表（測量界限0～±2A，為中零式，精確度為1.0級）
　　（5）三相可調電阻（90Ω×2/0.41A一個 、900Ω×2/0.41A兩個）
　　（6）平波電抗器：提供100mH、200mH、700mH電感，在1A下保持線性。
　　（7）給定：±15V可調電壓（V）輸出，帶數字顯露，指示輸出電壓（V）。
　　（8）一相調壓：提供了一只0～250V/0.5KVA一相交流ACAC自耦調壓器，為相應的實驗提供可調交流ACAC電源，并帶短路保護。
（9）三相整流濾波電子回路：可對一相及三相交流ACAC電源實行整流和濾波，設定有輸出短路保護。
　　（10）變壓器：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），用來三相橋式、一相橋式有源逆變電子回路實驗。
　　（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，使主電子回路輸出與電網隔離（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。
　　（12）控制屏其它設施 控制屏正面大凹槽內，設定有兩根鋼管，可掛置實驗部位件，凹槽下部設3芯插頭座， 掛式模塊件的供電由這些插頭座提供。控制屏兩側設定有一相三極220V電源插頭座及三相四極380V電源插頭座。
2、DX02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，形狀似長方體構造，造形美觀大方；設定有兩個大抽屜，用來放置工量具、放置掛式模塊件及圖紙文檔實驗指導書等。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、DX03 三相可控整流電子回路（一）
　　提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設定有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可經過外加觸發信號實行觸發（留有觸發脈沖寫入連接口），可更好的完成設計性實驗。 三相觸發電子回路由KC04、KC41、KC42、4066等包括電子回路構成，可經過鈕子開關選用雙窄脈沖或寬脈沖，同時提供六路觸發脈沖功放電子回路等。
4、DK05晶閘管觸發電子回路
　　提供單結晶體管觸發電子回路實驗、一相交流ACAC調壓觸發電子回路，鋸齒波同步移相觸發電子回路實驗，正弦波觸發電子回路及TCA785包括觸發電子回路。
5、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》(第五版)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經典型實驗。
6、DK09新器件特性實驗
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，與給定模型塊配套使用，可測量其特性彎彎曲線。
7、DK13功率（W）器件驅動與保護電子回路　　
主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅動電子回路及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、±15V和+20V直線DC電源。
　　（2）驅動電子回路：含有概括 MOSFET和IGBT的驅動電子回路。其中IGBT的驅動電子回路應用專用芯片EXB841，其它的由運放、門電子回路及分立元件構成。
　　（3）PWM波動線發生器：以SG3525為核心的PWM波動線發生器主要是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；占空比可從　0%調至100%。
8、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）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。
9、DK17雙閉環H橋DC/DC變換直線DC脈寬調節速度系統
經過對四個橋臂上IGBT管的觸發控制，來完成對可逆直線DC他勵電機實行調節速度的目的，主要采用三大部分構成，即主線路部分、控制電子回路部分和調動部分。主線路由直線DC電源、四種IGBT管構成；控制線路部分由專用芯片產生PWM脈沖波，PWM波脈沖發生器產生的四路控制脈沖，分別驅動四個橋臂的IGBT管；調動部分由兩個PI調動器構成，并經過速度環、電流（A）環包括的反饋線路使電機的轉動速度平穩運行在給定的轉動速度下。本實驗掛式模塊件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。
10、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。
11、DX17實驗元件
　　提供晶閘管（均設定有RC吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法）二極管及燈座、RC吸收電子回路。
12、DK21斬控式交流ACAC調壓電子回路
按照西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》（第五版）相關內容而設計，應用全控型器件 IGBT 管完成 " 斬控式交流ACAC調壓實驗 " 。
13、DX03-1 三相可控整流電子回路（二）
提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設定有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可經過外加觸發信號實行觸發（留有觸發脈沖寫入連接口），可更好的完成設計性實驗。 三相觸發電子回路由專用晶閘管新型包括觸發電子回路Tc787構成，體現了現代晶閘管觸發技術的最新應用；同時提供六路觸發脈沖功放電子回路等。
14、DQ07-1直線DC發電機（DC220V，240W）
15、DQ09直線DC并勵電機 （DC220V，185W）
16、DQ03-1 固定電機導軌、測速系統及數字顯露轉動速度表
17、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。
18、★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ACAC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

五、本裝置能開設的實驗項目（以上配備）
（一）晶閘管觸發電子回路實驗項目
1）單結晶體管觸發電子回路
2）正弦波同步移相觸發電子回路實驗
3）鋸齒波同步移相觸發電子回路實驗
4）一相包括鋸齒波觸發電子回路實驗（由 Tca785 構成）
5）三相包括鋸齒波觸發電子回路實驗（由 KC04/KC09 等構成）
（二）晶閘管線路實驗項目
1）一相半波可控整流電子回路實驗
2）一相橋式半控整流電子回路實驗
3）一相橋式全控整流及有源逆變電子回路實驗
4）三相半波可控整流電子回路實驗
5）三相橋式半控整流電子回路實驗
6）三相半波有源逆變電子回路實驗
7）三相橋式全控整流及有源逆變電子回路實驗
8）一相交流ACAC調壓電子回路實驗
9）三相交流ACAC調壓電子回路實驗
（三）電力電子器件特性及驅動保護實驗項目
1）單向晶閘管（ SCR ）特性實驗
2）可關斷晶閘管（GTO）特性實驗
3）功率（W）場效應管（MOSFET）特性實驗
4）功率（W）晶體管（GTR ）特性實驗
5）絕緣雙極性晶體管（IGBT）特性實驗
6）可關斷晶閘管（GTO）驅動與保護電子回路實驗
7）功率（W）場效應管（MOSFET）驅動與保護電子回路實驗
8）功率（W）晶體管（GTR）驅動與保護電子回路實驗
9）絕緣雙極性晶體管（IGBT）驅動與保護電子回路實驗
（四）經經典型新器件線路實驗
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）
4）斬控式交流ACAC調壓電子回路
5）DC/DC變換電子回路
（五）直線DC電機的雙閉環調節速度系統
1）直線DC電機的開環調節速度系統（三相全控橋SCR）
2）直線DC電機的雙閉環可逆脈寬調節速度系統（PWM/IGBT）
六、實驗測量儀表結合套件及箱式掛式模塊件明細表：