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        現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置

        更新時(shí)間:2024-06-24

        簡要描述:

        ?現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置涵蓋了各類院校所開設(shè)的電力電子技術(shù)、半導(dǎo)體變流技術(shù)等專業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

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        一、概述

        現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置是依據(jù)西安交通大學(xué)王兆安編著的《電力電子技術(shù)》(第五版)、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》教材實(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。

        二、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置適用范圍
        裝置涵蓋了各院校所開設(shè)的"電力電子技術(shù)"、"半導(dǎo)體變流技術(shù)"等專業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
        三、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:<1000W

        4、外形尺寸:1650×700×1600 mm
        四、裝置的基本裝備
        1、DX01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(帶有過流保護(hù)措施)提供交流電源:三相交流電源220V/1.5A,經(jīng)過380V//220V 隔離變壓器輸出) 
        2)高壓直流電源:輸出220V/0.5A,具有輸出短路保護(hù)。 
        3)數(shù)字式儀表
        ①交流數(shù)字電壓表: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; 
        ②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。
        ③真有效值交流數(shù)字電流表一只: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; 
        ④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; 
        ⑤直流數(shù)字電流表一只:測量范圍0~5A,三位半數(shù)顯,精度0.5級,具有短路保護(hù)等功能。 
        4)帶鏡面的指針表:直流電壓表(測量范圍0~±300V,為中零式,精度為1.0級)直流電流表(測量范圍0~±2A,為中零式,精度為1.0級) 
        5)三相可調(diào)電阻(90Ω×2/0.41A一個(gè) 、900Ω×2/0.41A兩個(gè)) 
        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(diào)電壓輸出,帶數(shù)顯,指示輸出電壓。 
        8)單相調(diào)壓: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)交流電源,并帶短路保護(hù)。

        9)三相整流濾波電路:可對單相及三相交流電源進(jìn)行整流和濾波,具有輸出短路保護(hù)。 
        10)變壓器: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),用于三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)。 
        11)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,使主電路輸出與電網(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。 
        12)控制屏其它設(shè)施 控制屏正面大凹槽內(nèi),可掛置實(shí)驗(yàn)部件,凹槽底部設(shè)3芯插座, 掛件的供電由這些插座提供??刂破?/span>側(cè)設(shè)有單相三極220V電源插座。

        2、DX02實(shí)驗(yàn)桌
        外形尺寸為1600(長)*700(寬)*1600(高),實(shí)驗(yàn)桌主體結(jié)構(gòu)全部采用高性能表面氧化的鋁型材及一次成型鋁壓鑄框架連接構(gòu)件,連接構(gòu)件采用壓鑄成型工藝非焊接工藝,經(jīng)機(jī)加工、拋丸、噴砂,表面靜電噴涂工藝,安裝方便、快捷,用戶可自行DIY組裝。桌體立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝,表面氧化處理,截面尺寸:70×70mm,四面帶槽,槽寬8mm,端部配套塑料堵頭

        3、DX03三相可控整流電路(一)
        提供6只5A/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,晶閘管可通過外加觸發(fā)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)。 三相觸發(fā)電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成,可通過鈕子開關(guān)選擇雙窄脈沖或?qū)捗}沖,同時(shí)提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。 
        4、DK05晶閘管觸發(fā)電路 
        提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路,鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn),正弦波觸發(fā)電路及TCA785集成觸發(fā)電路。

        5、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)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(Buck 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)。

        6、DK09新器件特性實(shí)驗(yàn)

        提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件,與給定模塊配套使用,可測定其特性曲線。

        7、DK13功率器件驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路

        主要是為完成新器件特性實(shí)驗(yàn)提供電源、驅(qū)動(dòng)電路及PWM波形發(fā)生器。
        1)電源:為驅(qū)動(dòng)電路提供電源,包括±5V、±15V和+20V直流電源。
        2)驅(qū)動(dòng)電路:包括 MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路。其中IGBT的驅(qū)動(dòng)電路采用專用芯片EXB841,其它的由運(yùn)放、門電路及分立元件組成。
        3)PWM波形發(fā)生器:以SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要是為新器件驅(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(dòng)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(dòng)電路提供PWM波形,頻率調(diào)節(jié)范圍400Hz~1KHz;占空比可從 0%調(diào)至100%。

        8DK14單相SPWM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波形成的過程;
        2)交直交變頻電路在不同負(fù)載(電阻,電感)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管專用集成驅(qū)動(dòng)芯片的工作特性。 

        9、DK17 全橋DC/DC變換電路

        主回路由直流電源、四種IGBT管組成;控制回路部分由專用芯片產(chǎn)生PWM脈沖波,PWM波脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的四路控制脈沖,分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)橋臂的IGBT管;

        10、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)載特性的測試"以及"電源電壓波動(dòng)對輸出的影響"等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
        11、DX17實(shí)驗(yàn)元器件
        提供晶閘管(均設(shè)有RC吸收和保險(xiǎn)絲保護(hù))、壓敏電阻(作為過壓保護(hù)元件,內(nèi)部已連成三角形接法)二極管及燈座、RC吸收電路。

        12、DK22單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路

        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。

        13、DX14 單端反激式隔離開關(guān)電源

        輸入交流電壓~220V,輸出為一組直流電源,分別為+5V2A。

        14、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)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。

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