KHDZ-08電機(jī)電力電子與交直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺(tái)

KHDZ-08電機(jī)電力電子與交直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺(tái)是上海開航公司根據(jù)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的發(fā)展，集眾多國(guó)內(nèi)外廠家的優(yōu)點(diǎn),，精心研制,、改進(jìn)而成的新一代實(shí)驗(yàn)設(shè)備。依據(jù)高等院?！峨姍C(jī)學(xué)》，《電機(jī)與拖動(dòng)》,，西安交通大學(xué)王兆安教授等編著的《電力電子技術(shù)》（第五版）和上海大學(xué)陳伯時(shí)教授編著的《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（第三版）實(shí)驗(yàn)大綱要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。涵蓋了"電機(jī)學(xué)""電機(jī)與變壓器""電機(jī)與拖動(dòng)""電力電子技術(shù)",、"直流調(diào)速",、"交流調(diào)速"、"電機(jī)控制",、"電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)"等專業(yè)課程所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,。特別適用于高等院校現(xiàn)有的電機(jī),、電力電子技術(shù)及電氣控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新改造,，同時(shí)也為中等專業(yè)學(xué)校、職業(yè)技術(shù)學(xué)院等新建或擴(kuò)建實(shí)驗(yàn)室,，迅速開設(shè)實(shí)驗(yàn)課提供了理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,，為教師或研究生開發(fā)新實(shí)驗(yàn)或進(jìn)行科學(xué)研究工作提供良好的實(shí)驗(yàn)條件。

一,、功能特點(diǎn)：
1,、綜合性強(qiáng)：本裝置掛件配齊時(shí)可完成目前國(guó)內(nèi)各類院校電機(jī)，電力電子及電氣控制學(xué)科課程的全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,。
2,、適應(yīng)性強(qiáng)：能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整,，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)地結(jié)合,。裝置采用組件式結(jié)構(gòu)，更換便捷,，如需要擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn),，只需添加部件即可，不淘汰,。
3,、整套性強(qiáng)：從儀器儀表、專用電源,、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專用導(dǎo)線等均配套齊全,，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配置,。
4,、直觀性強(qiáng)：各實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意,、圖線分明,，各掛件任務(wù)明確，操作,、維護(hù)方便,。
5,、科學(xué)性強(qiáng)：裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房,，減少基建投資,；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù),；小電機(jī)耗電省,，節(jié)約能源；實(shí)驗(yàn)噪聲小,，整齊美觀,，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；電氣控制實(shí)驗(yàn),，內(nèi)容豐富,，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識(shí)外,，還為學(xué)生走向社會(huì)打下良好的基礎(chǔ),；
6,、開放性強(qiáng)：控制屏供電隔離（浮地設(shè)計(jì)）,，并設(shè)有外電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，確保操作者的安全,；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護(hù)等功能,，使用方便；各測(cè)量?jī)x表均有保護(hù)功能,。整套裝置經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì),，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良,，所有這些均為開放性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造了條件,，有利于提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
二,、技術(shù)性能：
1,、輸入電源：三相四線(或三相五線)～380V±10%50Hz 
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m 
3,、裝置容量：＜1.5KVA
4,、重量：480Kg
5、外形尺寸：187×73×160cm3 
三,、基本裝備：
1,、DQ01B電源控制屏(鐵質(zhì)噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板)：
(1)交流電源：
提供三相0～450V可調(diào)交流電源,，同時(shí)可得到單相0～250V可調(diào)電源(配有一臺(tái)三相同軸聯(lián)動(dòng)自耦調(diào)壓器（規(guī)格1.5KVA,、0～450V）,，克服了三只單相調(diào)壓器采用鏈條結(jié)構(gòu)或齒輪結(jié)構(gòu)組成的許多缺點(diǎn))?？烧{(diào)交流電源輸出處設(shè)有過(guò)流保護(hù)技術(shù),，相間、線間過(guò)電流及直接短路均能自動(dòng)保護(hù),，克服了調(diào)換保險(xiǎn)絲帶來(lái)的麻煩,。配有三只指針式交流電壓表，通過(guò)切換開關(guān)指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓電壓,。
(2)高壓直流電源兩路：
提供220V(0.5A)勵(lì)磁電源及0～250V(3A)連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電樞電源(具有過(guò)壓,、過(guò)流、過(guò)熱及短路軟截止自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)功能)各一組,，并設(shè)有直流數(shù)顯電壓表及切換開關(guān),。
(3)人身安全保護(hù)體系：
設(shè)有三相隔離變壓器一組(三相電源經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器后,，到隔離變壓器,，再經(jīng)三相調(diào)壓器輸出)，使輸出與電網(wǎng)隔離,，對(duì)人身安全起到一定的保護(hù)作用,；
設(shè)有電壓型漏電保護(hù)器，如果線路有漏電現(xiàn)象,，即能實(shí)施保護(hù)并切斷電源,；設(shè)有電流型漏電保護(hù)器，控制屏若有漏電現(xiàn)象,，漏電流超過(guò)一定值,，即切斷電源。強(qiáng)電連接線及插座,，采用全封閉結(jié)構(gòu),，使用安全、可靠,、防觸電,。
(4)控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼鋼管,，可掛儀表及實(shí)驗(yàn)部件,。凹槽底部設(shè)有多個(gè)小圓形單相三芯220V電源插座，供儀表等部件供電用,?？刂破羶蓚?cè)設(shè)有三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。設(shè)有實(shí)驗(yàn)臺(tái)照明用的220V,、40W日光燈一盞,。
2,、DQ02實(shí)驗(yàn)桌：
實(shí)驗(yàn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火,、防水,、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，形狀似長(zhǎng)方體封閉式結(jié)構(gòu),，造形美觀大方,；設(shè)有兩個(gè)大抽屜、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(gè)寬敞舒適的工作臺(tái)面,。實(shí)驗(yàn)桌還設(shè)有四個(gè)萬(wàn)向輪和四個(gè)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),，便于移動(dòng)和固定，有利于實(shí)驗(yàn)室的布局,。
3,、DQ03-1不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測(cè)速系統(tǒng)及在線可編程智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表（0-10V反饋輸出）,。
4,、DQ05三相組式變壓器（原邊220V/0.35A，副邊55V/1.4A）
5,、DQ07-1直流發(fā)電機(jī)（220V,，240W,，n=1500RPM,，絕緣等級(jí)E）
5、DQ09直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)（（Un=DC220V,，IN=1.1A,，PN=185W，n=1500RPM,，絕緣等級(jí)E）
6,、DQ10三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（AC3800V/220V，接法Y/Δ,，轉(zhuǎn)速1420RPM,，功率100W,電流0.5A，絕緣等級(jí)E）
7,、DQ11三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)（AC220V,，接法Y，轉(zhuǎn)速1380RPM,，功率120W,電流0.6A,，絕緣等級(jí)E）
8,、GDQ12線繞式異步電機(jī)起動(dòng)與調(diào)速電阻箱
10、DQ19校正直流測(cè)功機(jī)（（220V,、2.2A,、355W、1500r/min,，絕緣等級(jí)E）
11,、DQ22直流數(shù)字電壓、毫安,、安培表(三只)：
直流數(shù)顯電壓表一只,，采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速M(fèi)PU單元設(shè)計(jì)爾成，通過(guò)鍵控,、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能控制模式,。具有自動(dòng)與手動(dòng)量程，測(cè)量范圍0-300V,。手動(dòng)量程為：2V,、20V、300V,。測(cè)量精度為0.5級(jí),。具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢功能。具有超量程報(bào)警,、指示及切斷總電源等功能,。
直流數(shù)顯毫安表一只，采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速M(fèi)PU單元設(shè)計(jì)爾成,，通過(guò)鍵控,、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能控制模式。具有自動(dòng)與手動(dòng)量程,，測(cè)量范圍：0-2000mA,。手動(dòng)量程為：20mA、200mA,、2000mA,。測(cè)量精度為0.5級(jí)。具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢功能,。具有超量程報(bào)警,、指示及切斷總電源等功能。 
直流數(shù)顯電流表一只,，測(cè)量范圍0～5A,，三位半數(shù)顯，精度為0.5級(jí)，具有超量程報(bào)警,、指示及切斷總電源等功能,。
12、DQ25單三相智能型功率,、功率因數(shù)表：
由24位專用DSP,、16位高精度AD轉(zhuǎn)換器和高速M(fèi)PU單元設(shè)計(jì)爾成，通過(guò)鍵控,、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能控制模式,。軟件上采用RTOS設(shè)計(jì)思路，同時(shí)配有PC監(jiān)控軟件來(lái)加強(qiáng)分析能力,。能同時(shí)測(cè)量?jī)陕穯蜗喙β蔖1,、P2，三相功率等于兩路功率之和（兩表法測(cè)量三相總功率）,。功率測(cè)量精度為1.0級(jí),，功率因數(shù)測(cè)量范圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A,，能自動(dòng)判別負(fù)載性質(zhì)（感性顯示"L",，容性顯示"C"，純電阻不顯示）,，并可存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù),，供隨時(shí)查閱。
13,、DQ26三相可調(diào)電阻器(三組90Ω×2/1.3A瓷盤電阻)
14,、DQ27三相可調(diào)電阻器(三組900Ω×2/0.41A瓷盤電阻)
15、DQ28三相可調(diào)電抗器（每相均由一個(gè)127V/0.5A的固定電抗器和一個(gè)0～250V的自耦調(diào)壓器組成,，既可作固定電感和可調(diào)電抗器使用,，也可作自耦調(diào)壓器使用。）
16,、DQ29可調(diào)電阻器,、電容器：提供90Ω×2/1.3A及900Ω×2/0.41A瓷盤電阻各一組。
17,、DQ31C熔端器及開關(guān)板：熔斷器部分及兩個(gè)三刀雙擲開關(guān)、一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)組成,。
18,、DQ23智能真有效值交流電流表：一只真有效值交流數(shù)字電流表一只：測(cè)量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷,、自動(dòng)切換,，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，具有超量程告警,、指示等功能,，2只數(shù)字交流電流表，測(cè)量范圍0～5A,，0.5級(jí),，三位半數(shù)顯。
19,、DQ24智能真有效值交流電壓表：真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～500V,量程自動(dòng)判斷,、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí),，三位半數(shù)顯,，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；2只數(shù)字交流電壓表,，測(cè)量范圍0～500V,，0.5級(jí)，三位半數(shù)顯,。
20,、DQ32旋轉(zhuǎn)燈、并網(wǎng)開關(guān),、同步機(jī)勵(lì)磁電源：由并網(wǎng)用的三組相燈<黃,、綠、紅各兩只>,一組并網(wǎng)開關(guān)和一組同步機(jī)勵(lì)磁電源<5～40v>組成,。
21,、DK03晶閘管主電路：提供12只6A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險(xiǎn)絲保護(hù)裝置,，晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口）,。另外有一組平波電抗器（200mH、500mH和1000mH）和一組續(xù)流二極及±300V的直流電壓表,、±2A的直流電流表,，兩表均為正負(fù)顯示。
22,、DK04三相晶閘管集成觸發(fā)電路：提供三相晶閘管觸發(fā)電路,、功放電路等，與DK03配套使用,。設(shè)有觸發(fā)脈沖觀察孔,、同步信號(hào)觀察孔、鋸齒波斜率調(diào)節(jié)觀察孔等,。
23,、DK05單相晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)：提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路,、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路,。
24,、DK06-2電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）：提供以下模塊：給定（帶數(shù)顯）、調(diào)節(jié)器I,、轉(zhuǎn)速變換（FBS）,、調(diào)節(jié)器II、反號(hào)器（AR）,、電流變換（FBC）,。
25、DK07直流斬波實(shí)驗(yàn)：
根據(jù)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)的直流斬波內(nèi)容而設(shè)計(jì)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,。可完成教材中降壓斬波電路（BuckChopper）,、升壓斬波電路（BoostChopper）,、升降壓斬波電路（Boost-BuckChopper）、Cuk斬波電路,、Sepic斬波電路,、Zeta斬波電路六種典型實(shí)驗(yàn)。
26,、DK08給定及實(shí)驗(yàn)器件
27,、DK10可調(diào)電阻，電容箱：提供耐壓AC100V的可調(diào)電容三組,，調(diào)節(jié)范圍為0.1-11.37uF,，0-999KΩ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組。
28,、DK12變壓器實(shí)驗(yàn)：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）,，用于異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速實(shí)驗(yàn)和三相橋式,、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊,。
29,、DK13功率器件驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn)箱：主要是為完成新器件特性實(shí)驗(yàn)提供驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路，使學(xué)生了解電力電子新器件的驅(qū)動(dòng)特性,。主要包括電源,、驅(qū)動(dòng)電路、PWM波形發(fā)生器,。
（1）電源：為驅(qū)動(dòng)電路提供電源，包括+20V、±15V直流電源,。
（2）驅(qū)動(dòng)電路：包括MOSFET,、IGBT的驅(qū)動(dòng)電路。其中IGBT的驅(qū)動(dòng)電路采用了專用芯片EXB841,。
（3）PWM波形發(fā)生器：由SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要為新器件驅(qū)動(dòng)電路提供PWM驅(qū)動(dòng)波形,；可以通過(guò)頻率調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)；通過(guò)占空比電位器來(lái)調(diào)節(jié)PWM波的占空比頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz～10KHz,。
30,、DK22單相調(diào)壓/調(diào)功電路
31、DK19半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源：
提供了半橋型開關(guān)穩(wěn)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,；控制電路采用專用PWM控制集成電路SG3525，采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案,?？赏瓿?開關(guān)電路在開環(huán)與閉環(huán)下負(fù)載特性的測(cè)試"以及"電源電壓波動(dòng)對(duì)輸出的影響"等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
32,、DK14單相交直交變頻原理：
根據(jù)普通高等教育"九五"國(guó)家重點(diǎn)教材王兆安,，黃俊主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）的內(nèi)容進(jìn)行開發(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(diào)制信號(hào)的形成方法,，了解IGBT管專用集成驅(qū)動(dòng)芯片的特點(diǎn)及其使用，能完成如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：1）SPWM波形成的過(guò)程,；2）交直交變頻電路在不同負(fù)載時(shí)的工作情況和波形,，并研究工作頻率對(duì)電路工作波形的影響；3）IGBT管專用集成驅(qū)動(dòng)芯片的工作特性,。根據(jù)西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的相關(guān)內(nèi)容而設(shè)計(jì)的,，實(shí)現(xiàn)單相交流調(diào)壓和交流調(diào)功的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管,，在交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)中采用由雙向觸發(fā)二極管構(gòu)成觸發(fā)控制電路,；在交流調(diào)功實(shí)驗(yàn)中采用由555時(shí)基電路組成觸發(fā)控制電路。
33,、KH06實(shí)驗(yàn)連接線：
采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手的槍插連接線（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(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的,，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層,，具有柔軟、耐壓高,、強(qiáng)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,，接觸優(yōu)良,。
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
一）電機(jī)及變壓器基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：
1.直流電機(jī)：
(1)電機(jī)認(rèn)知
(2)直流發(fā)電機(jī)
(3)直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)
2.變壓器：
(1)單相變壓器
(2)三相變壓器
(3)三相變壓器的聯(lián)接組和不對(duì)稱短路
(4)三相三繞組變壓器
(5)單相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行
(6)三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行
3.異步電機(jī)：
(1)三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性
(2)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速
4.同步電機(jī)：
(1)三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性
(2)三相同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)運(yùn)行
(3)三相同步電動(dòng)機(jī) 
(4)三相同步電機(jī)參數(shù)的測(cè)定
5.電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的測(cè)定：
(1)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性
(2)三相異步電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性
(3)三相異步電機(jī)M-S曲線測(cè)繪
二）電力電子及運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)：
1.電力電子器件的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)（參數(shù),、性能與波形的測(cè)定及驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路）
(1)晶閘管（SCR）的特性研究
(2)電力晶體管（GTR）的特性研究
(3)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的主要參數(shù)測(cè)量
(4)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的驅(qū)動(dòng)電路研究（SG3525）
(5)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的主要參數(shù)測(cè)量
(6)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)驅(qū)動(dòng)電路的研究（EXB841）
2.電力電子變流技術(shù)實(shí)驗(yàn)：
(1)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
(3)單相半波可控整流電路
(4)單相橋式半控整流電路
(5)單相橋式全控整流電路及有源逆變電路
(6)三相半波可控整流電路
(7)三相橋式半控整流電路
(8)三相橋式全控整流電路及有源逆變電路
(9)三相交流調(diào)壓電路
(10)單相交流調(diào)壓電路
(11)單相交流調(diào)功電路
(12)單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電路實(shí)驗(yàn)
(13)開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究
(14)直流斬波電路（Buck,、Cuk、Boost,、Sepic,、Buck-Boost、Zeta等六種電路）的性能研究
三）交直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)部分：
1.直流電機(jī)調(diào)速部分：
(1)直流電機(jī)的開環(huán)調(diào)速
(2)直流調(diào)速單元的參數(shù)設(shè)置
(3)單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
(4)雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
2.交流電機(jī)調(diào)速部分：雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
五,、配置清單：