VSDDZ-A01電力電子技術(shù)及電機調(diào)速控制實驗裝置

（裝備參考圖片）
 

一、概述
      “VSDDZ-A01電力電子技術(shù)及電機調(diào)速控制實驗裝置”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：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、電機控制,、控制理論等實驗項目,。
2、適應(yīng)性強：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)的進程作有機的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu),，更換便捷,，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可,，*淘汰,。
3、整套性強：從電源,、電機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)合實驗的需要進行配套,。
4,、直觀性強：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,、維護方便,。
5、科學(xué)性強：裝置占地面積少,，節(jié)約實驗用房,，減少基建投資；配套的小電機均經(jīng)特殊設(shè)計,，可模擬中小型電機的特性和參數(shù),；小電機耗電省，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：控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設(shè)有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置,，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(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：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：＜2.0KVA
4,、外形尺寸：187×70×162 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（均帶有過流保護措施） 提供交流電源：三相交流電 380V/5A 三相交流電 220V/3A
(2）高壓直流電源勵磁電源：220V（0.5A）,，具有輸出短路保護,。
(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)字安培表一只：測量范圍為0～2000mA，三位半數(shù)顯,，精度0.5級,。
(5）人身安全保護體系
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作用,。
電流型漏電保護裝置：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,、弱電連接線及插座分開，不能混插,。強電連接線及插座采用全封閉工藝,，使用安全、可靠,、防觸電,。
(6)定時器兼報警記錄儀
(7）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,。
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不銹鋼電機導(dǎo)軌,、測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表  ：4位有效數(shù)字顯示，測量范圍為0～9999rpm/min,。電機導(dǎo)軌：裝有測速系統(tǒng),、固定電機的安裝導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上可方便拆卸固定實驗電機,，保證電機與電機之間同軸的同心度不超過±5絲,。
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)有阻容吸收及熔絲保護裝置,，晶閘管可通過外加信號進行觸發(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一只,，正反偏，精度1.0。級帶鏡面直流電流表±2A,，正反偏,，精度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(fā)電路提供三相集成觸發(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
提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路,、正弦波同步移相觸發(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)電路及西門子TCA785集成觸發(fā)五種電路,。
8,、DK06電機調(diào)速控制實驗（Ⅰ）
提供以下模塊：給定±15V可調(diào)（帶三位半數(shù)顯電壓表）、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）,。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)。
9,、DK06-1電機調(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）,。
10,、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,。
11,、DK08給定及實驗器件
提供給定（±15V可調(diào)電壓輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護元件,，內(nèi)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(qū)動特性實驗,。
13、DK10可調(diào)電阻,、電容箱
提供耐壓AC63V的可調(diào)電容三組,，調(diào)節(jié)范圍為0.1～11.37µF，0～999kΩ十進制可調(diào)電阻兩組,；供電流調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器反饋回路使用,，可靈活改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間,。
14、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負載
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,、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V）,，用于異步電機串級調(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,。
16、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 ,、 GTR 和 GTO 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；頻率范圍分為 2 擋,，通過鈕子開關(guān)切換,，高頻檔是為 MOSFET 和 IGBT 驅(qū)動電路提供 PWM 波形，頻率調(diào)節(jié)范圍 4KHz ～ 10KHz ,；低頻檔是為 GTR 和 GTO 驅(qū)動電路提供 PWM 波形,，頻率調(diào)節(jié)范圍 400Hz ～ 1KHz ；占空比均能從 0% 調(diào)至 100% ,。
17,、DK14單相交直交變頻原理
根據(jù)普通高等教育“九五”國家重點教材，王兆安,、黃俊主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)的相關(guān)內(nèi)容進行開發(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。
18,、DK17雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調(diào)速系統(tǒng)
可完成的實驗項目有：(1)全橋DC/DC變換電路實驗,；(2)雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速實驗。
19,、DX12斬控式交流調(diào)壓電路
根據(jù)西安交大王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第五版)中相關(guān)的內(nèi)容而設(shè)計的,，采用全控型器件IGBT管實現(xiàn)“斬控式交流調(diào)壓實驗”。
20,、DQ07直流發(fā)電機 （200V,、1.1A,、220W、1600r/min）
21,、DQ09直流并勵電動機 （185W,，220V，1500r/min）
22,、DQ10 三相鼠籠式異步電動機（ 380V /220V  120W  Y/△）
23,、DQ11三相線繞式異步電動機：220V/Y、0.6A,、100W,、1400r/min
24、GDQ12線繞式異步電機起動與調(diào)速電阻箱
提供0,、2歐,、5歐、15歐,、35歐五檔同軸聯(lián)調(diào)的三相繞線異步電動機轉(zhuǎn)子起動,、調(diào)速電阻一組。
25.GDK28 三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)
配備日本三菱的FR-D720-0.4K-CHT變頻器一臺（帶BOP操作控制面板）,、1K電位器一個,。
26、SB06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,，強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線,，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層,，具有柔軟,、耐壓高、強度大,、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)實驗項目
1．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
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．TCA785集成觸發(fā)電路實驗
5．單相半波可控整流電路實驗
6．單相橋式半控整流電路實驗
7．單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
8．三相半波可控整流電路實驗
9．三相橋式半控整流電路實驗
10．三相半波有源逆變電路實驗
11．三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
12．單相交流調(diào)壓電路實驗
13．單相交流調(diào)功電路實驗
14．三相交流調(diào)壓電路實驗
15．單向晶閘管（SCR）特性實驗
16．可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性實驗
17．功率場效應(yīng)管（MOSFET）特性實驗
18．電力晶體管（GTR）特性實驗
19．絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實驗
20．可關(guān)斷晶閘管（GTO）驅(qū)動與保護電路實驗
21．功率場效應(yīng)管（MOSFET）驅(qū)動與保護電路實驗
22．電力晶體管（GTR）驅(qū)動與保護電路實驗
23．絕緣雙極型晶體管（IGBT）驅(qū)動與保護電路實驗
(二）典型電力電子器件線路實驗
24．單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電路實驗
25．全橋DC/DC變換電路實驗
26．直流斬波電路的性能研究（降壓斬波電路,、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、Cuｋ斬波電路,、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路）
27．?dāng)乜厥浇涣髡{(diào)壓電路
(三）直流電機調(diào)速實驗
28．晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試
29．單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗（電流/轉(zhuǎn)速）
30．轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗
31．邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗   
32．雙閉環(huán)控制的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)（H橋,、IGBT）  
(四）交流電機調(diào)速系統(tǒng)實驗
33．單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）變頻原理
34．雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實驗
35．雙閉環(huán)三相異步電機串極調(diào)速系統(tǒng)實驗
36．三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)實驗

七,、裝置的配置清單：