VSDD-1電力電子及電氣傳動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置

（裝備參考圖片）
 

一、概述
      “VSDD-1電力電子及電氣傳動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置”依據(jù)高等院校新統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》(第四版)(西安交通大學(xué)王兆安編著),、《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時(shí)編著)等實(shí)驗(yàn)大綱的要求,，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn),，充分考慮了實(shí)驗(yàn)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(jià)比高,。

二,、特點(diǎn)
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(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)，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(shí)驗(yàn),，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(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套,。
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,；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理,，除了加深理論知識外還可結(jié)合實(shí)際開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),。
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(shí)器兼報(bào)警記錄儀，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的考核提供一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),。由于整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計(jì),，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加入了新器件的特性,、新器件的驅(qū)動(dòng)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(shí)驗(yàn),，讓學(xué)生對新器件有足夠的認(rèn)識和了解，緊跟時(shí)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(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)”及“控制理論”等專業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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：187×72×162cm

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(lì)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(dòng)判斷,、自動(dòng)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(dòng)判斷,、自動(dòng)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(jì)），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(shí)驗(yàn)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）實(shí)驗(yàn)管理器
具有設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、定時(shí)報(bào)警,、切斷電源等功能,；還可以自動(dòng)記錄與區(qū)分由于接線或操作錯(cuò)誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等,。
9）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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)臺照明用的40W日光燈一盞。
2、DK02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)寬敞舒適的工作臺面,。實(shí)驗(yàn)桌還設(shè)有四個(gè)萬向輪和四個(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,、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(jì)性實(shí)驗(yàn),；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(shí)驗(yàn)（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(shí)驗(yàn)（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(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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)提供可調(diào)電源,；一個(gè)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(shí)驗(yàn)提供一個(gè)可調(diào)的阻性負(fù)載,。
13,、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,。
14、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±5V、+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(shí)驗(yàn)（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(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(shí)驗(yàn),。
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(jì)，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,。
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?ldquo;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(dòng)對輸出的影響”等實(shí)驗(yàn)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(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)制信號的形成方法，了解IGBT管集成驅(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，并研究工作頻率對電路工作波形的影響,；
3）IGBT管集成驅(qū)動(dòng)芯片的工作特性,。
20、DQ07-1直流發(fā)電機(jī)
21,、DQ09直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)
22,、DQ11三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)
23、DQ12線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子箱
24,、實(shí)驗(yàn)連接線：根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線,，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)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(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(shí)驗(yàn)的安全及合理性。

六,、本裝置能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)驗(yàn)
2．正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
3．鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
4．單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
5．單相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)
6．單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
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(shí)驗(yàn)
10．三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
11．單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
12．三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
13．單相并聯(lián)逆變電路實(shí)驗(yàn)
(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(dòng)電路研究
3．絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)特性及其驅(qū)動(dòng)電路的研究
4單向晶閘管（SCR）特性實(shí)驗(yàn)
5.雙向晶閘管（SCR）特性實(shí)驗(yàn)
(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(shí)驗(yàn)
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(shí)驗(yàn)
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