VSDDZ-01電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實驗裝置

一、概述
      "VSDDZ-01電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實驗裝置"依據(jù)高等院校統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》(第五版)(西安交通大學(xué)王兆安編著),、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時編著)等實驗大綱的要求,，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點,，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理,、功能完善、可靠性好,、性價比高,。

二、特點
1,、綜合性強(qiáng)本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學(xué)校電力電子,、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速,、交流變頻,、電機(jī)控制、控制理論等實驗項目,。
2,、適應(yīng)性強(qiáng)能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實驗教學(xué)，深度和廣度可根據(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)的結(jié)合,，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷,，如需要擴(kuò)展功能或開發(fā)新實驗,，只需添加部件即可,，*淘汰。
3,、整套性強(qiáng)從電源,、電機(jī)及其它實驗部件到實驗連接導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能,、規(guī)格等均密切結(jié)合實驗的需要進(jìn)行配套,。
4、直觀性強(qiáng) 各實驗掛件采用分隔結(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)約實驗用房，減少基建投資,；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計,，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,，實驗噪聲小，整齊美觀,，改善實驗環(huán)境,；實驗內(nèi)容豐富，設(shè)計合理,，除了加深理論知識外還可結(jié)合實際開設(shè)設(shè)計性實驗,。
6、開放性強(qiáng)控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離,，并設(shè)有電壓型漏電保護(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,，各測量儀表均有可靠的保護(hù)功能,，使用安全可靠；控制屏還設(shè)有定時器兼報警記錄儀,，為學(xué)生實驗技能的考核提供一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),。由于整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障,，產(chǎn)品性能優(yōu)良,，所有這些均為開放性實驗室,，創(chuàng)造了條件。
7,、*性強(qiáng)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(chǔ)上，加入了新器件的特性,、新器件的驅(qū)動以及典型的新器件應(yīng)用的大量現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗,，讓學(xué)生對新器件有足夠的認(rèn)識和了解，緊跟時代步伐,。

三,、適用范圍
      本裝置涵蓋了各類院校等所開設(shè)的"電力電子技術(shù)(或稱半導(dǎo)體變流技術(shù))"、"直流調(diào)速",、"交流調(diào)速",、"電機(jī)控制"、"電力拖動自動控制系統(tǒng)"及"控制理論"等專業(yè)課程所要求的實驗實驗項目,。

四,、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℃　相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m
3,、裝置容量：＜1.5KVA
4、外形尺寸：187×72×162 cm

五,、裝置的基本配備
1,、DK01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）
(1）交流電源：三相交流電源 220V 3A電流（帶有過流保護(hù)措施）
三相交流電源 380 5A （具有輸出短路保護(hù)）
(2）高壓直流電源
勵磁電源：220V（0.5A）,，具有輸出短路保護(hù),。
(3）指針式儀表：
交流電壓表一只：可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級;
(4)數(shù)字式儀表
1）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V,量程自動判斷,、自動切換，精度0.5級,，三位半數(shù)顯,，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；
2）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～5A,，量程自動判斷,、自動切換，精度0.5級,，三位半數(shù)顯,，具有超量程告警、指示等功能,，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示,；
3）直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V,，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ,，精度0.5級,；
4）直流數(shù)字毫安表一只：測量范圍為0～2000mA，三位半數(shù)顯,，精度0.5級,。
7）人身安全保護(hù)體系
三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護(hù)器，然后經(jīng)鑰匙開關(guān),、接觸器到隔離變壓器,，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計），對人身安全起到一定的保護(hù)作用,。
電流型漏電保護(hù)裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象,，漏電流超過一定值，即切斷電源,。
實驗連接線及插座：強(qiáng),、弱電連接線及插座分開，不能混插,。強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉工藝,，使用安全、可靠,、防觸電,。
8）控制屏其它設(shè)施
控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼管,，可掛置實驗部件,，凹槽底部設(shè)有3芯插座，掛箱的供電由這些插座提供,?？刂破羶蛇呍O(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設(shè)有實驗臺照明用的40W日光燈一盞,。
2,、DK02實驗桌
實驗桌為鐵質(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)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu),，造形美觀大方,；設(shè)有兩個大抽屜、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寬敞舒適的工作臺面。實驗桌還設(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),，便于移動和固定,，有利于實驗室的布局。
3,、DQ03-1不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌,、1024光碼盤測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
4、DQ27三相可調(diào)電阻（每組900Ω×2/0.41A） 
5,、DK03晶閘管主電路
提供12只5A/1000V的晶閘管,，分成正、反橋兩組,，每只晶閘管均設(shè)有保護(hù)裝置,，正、反橋晶閘管可通過外加信號進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口）,，可更好的完成設(shè)計性實驗,；設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±2A,，精度1.0級各一只和平波電抗器一組,。
6、DK04三相晶閘管觸發(fā)電路
提供三相觸發(fā)電路,、功放電路等,，與"DK03"配套使用。
7,、DK05 單相晶閘管觸發(fā)電路實驗（一）
提供單結(jié)晶體管,、鋸齒波同步移向、單相交流調(diào)壓,。
8,、DK05-1 單相晶閘管觸發(fā)電路實驗（二）
提供正弦波同步移向、單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路,。
9,、DK06電機(jī)調(diào)速控制實驗（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,、反號器（AR）,、電流變換（FBC）、電壓隔離器（TVD）,。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的比例增益由電位器調(diào)節(jié),。
10,、DK08給定及實驗器件
提供給定（±15V可調(diào)電壓輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護(hù)元件,，內(nèi)部已連成三角形接法）,、二極管、24V電源及電感,。
11,、DK10可調(diào)電阻器，電容器
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。
12,、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載
提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器,，為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)電源；一個整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調(diào)電阻,，為相應(yīng)的實驗提供一個可調(diào)的阻性負(fù)載,。
13、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,、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機(jī)串級調(diào)速實驗和三相橋式,、單相橋式有源逆變電路實驗,；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊。
14,、DK13功率器件驅(qū)動電路實驗箱
主要是為完成新器件特性實驗提供驅(qū)動和保護(hù)電路,，使學(xué)生了解電力電子新器件的驅(qū)動特性。主要包括電源,、驅(qū)動電路,、PWM波形發(fā)生器。
(1）電源：為驅(qū)動電路提供電源,，包括±5V,、+20V、±15V直流電源,。
(2）驅(qū)動電路：包括MOSFET,、IGBT的驅(qū)動電路。其中IGBT的驅(qū)動電路采用了芯片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)動電路提供PWM驅(qū)動波形,；可以通過頻率調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)；通過占空比電位器來調(diào)節(jié)PWM波的占空比頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz～10KHz。
15,、DK06-1電機(jī)調(diào)速控制實驗（Ⅱ）
提供以下模塊提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）,、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）,。
16,、DK07直流斬波實驗
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)計的；提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用的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驗,。
17、DK22單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路
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)內(nèi)容而設(shè)計,，實現(xiàn)單相交流調(diào)壓和交流調(diào)功的實驗內(nèi)容,。采用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流調(diào)壓實驗中采用由雙向觸發(fā)二極管構(gòu)成觸發(fā)控制電路,；在交流調(diào)功實驗中采用由555時基電路組成觸發(fā)控制電路,。
18、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)載特性的測試"以及"電源電壓波動對輸出的影響"等實驗內(nèi)容。
19,、DK14單相交直交變頻原理
根據(jù)普通高等教育"九五"重點教材王兆安,，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)制信號的形成方法,，了解IGBT管集成驅(qū)動芯片的特點及其使用，能完成如下實驗項目： 1）SPWM波形成的過程,；2）交直交變頻電路在不同負(fù)載時的工作情況和波形,，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；3）IGBT管集成驅(qū)動芯片的工作特性,。
20,、DQ07-1直流發(fā)電機(jī)
21,、DQ09直流并勵電動機(jī) 
22、DQ11三相線繞式異步電動機(jī)
23,、DQ12線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子箱
24、實驗連接線：根據(jù)不同實驗項目的特點,，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線,，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(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,，插頭采用實芯銅質(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(jié)構(gòu)聯(lián)接線,，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性,。

六,、本裝置能開設(shè)的實驗項目
(一）電力電子技術(shù)（晶閘管部分）
1．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及單相半波可控整流電路實驗
2．正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗
3．鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗
4．單相橋式半控整流電路實驗
5．單相橋式全控整流電路實驗
6．單相橋式有源逆變電路實驗
7．三相半波可控整流電路的研究
8．晶閘管三相半波有源逆變電路的研究
9．三相橋式半控整流電路實驗
10．三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
11．單相交流調(diào)壓電路實驗
12．三相交流調(diào)壓電路實驗
13．單相并聯(lián)逆變電路實驗
(二） 電力電子技術(shù)（全控型器件特性部分）
1．功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的主要參數(shù)測量
2．功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的驅(qū)動電路研究
3．絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)特性及其驅(qū)動電路的研究
4.單向晶閘管（SCR）特性實驗
5.雙向晶閘管（SCR）特性實驗
(三） 電力電子技術(shù)（全控型器件典型線路部分）
1．直流斬波電路（Buck、Cuk,、Boost,、Sepic、Buck-Boost,、Zeta等六種電路）的性能研究
2．SPWM單相交直交變頻電路的性能研究
3.半橋型穩(wěn)壓電源的性能研究
(四） 直流調(diào)速實驗
1．晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定 
2．晶閘管直流調(diào)速主要單元調(diào)試
3．不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研究
4．雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
5．邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
(五）交流調(diào)速實驗
1．雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
2．雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)

七,、裝置的配置清單：