電力電子技術及電機控制實驗裝置【GLDDZ-T】

一、概 述

“GLDDZ-T型電力電子技術及電機控制實驗裝置”依據高等院校最新統編教材《電力電子技術》(第四版)、《電力拖動自動控制系統》（第三版）等實驗大綱的要求，吸收國內、外同類產品的優點，充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢，精心研制而成。在同類產品中具有結構合理、功能完善、可靠性好、性價比高等優點。

二、特 點

1.綜合性強 本裝置綜合了目前國內各類學校電力電子、半導體變流、交直流調速、交流變頻、電機控制、控制理論等實驗項目。

2.適應性強 能滿足各類學校相應課程的實驗教學，深度和廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機的結合，裝置采用積木式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

3.整套性強 從專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導線配套齊全，配套部件的性能、規格等均密切結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構形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確，操作、維護方便。

5.科學性強 裝置占地面積少，節約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數；小電機耗電省，節約能源，實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環境；實驗內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外還可結合實際開設設計性實驗。

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；各電源輸出均有監視及短路保護等功能，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠；控制屏還設有實驗管理器，為學生實驗技能的考核提供一個統一的標準。由于整套裝置經過精心設計，加上可靠的元器件及可靠的工藝作為保障，產品性能優良，這些均為開放性實驗室，創造了條件。

7.先進性強 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上，加入了新器件的特性、新器件的驅動以及典型的新器件應用的大量現代電力電子技術實驗，讓學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

本裝置涵蓋了各高等院校等所開設的《電力電子技術》(或稱半導體變流技術)、《直流調速》、《交流調速》、《電機控制》、《電力拖動自動控制系統》及《控制理論》等專業課程所要求的實驗項目。

四、技術性能

1.輸入電源:三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)

2.工作環境:溫度–10℃～+40℃　相對濕度＜85％（25℃） 海拔＜4000m

3.裝置容量:＜1.5KVA

4.外形尺寸:187×73×162 cm3

五、裝置配置

1.DD01電源控制屏

(1)交流電源（均帶有過流保護措施）

提供交流電源：直流調速檔為三相交流電  200V/3A 交流調速檔為三相交流電  240V/3A

(2)高壓直流電源

勵磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護。

(3)數字式儀表

①交流數字電壓表：可通過其下方的波段開關切換指示三相電網輸入線電壓，精度1.0級；

②真有效值交流數字電壓表一只：測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯，為交流調速系統提供電壓指示；

③真有效值交流數字電流表一只：測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，為調速系統提供電流的指示；

④直流數字電壓表一只：測量范圍0～300V，三位半數顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級，為可逆調速系統提供電壓指示；

⑤直流數字電流表一只：測量范圍為0～5A，三位半數顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能，為可逆調速系統提供電流指示。

(4)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，然后經鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。

電壓型漏電保護器1：對隔離變壓器前的線路出現的漏電現象進行保護，使控制屏內的接觸器跳閘，切斷電源。

電壓型漏電保護器2：對隔離變壓器后的線路及實驗過程中的接線等出現的漏電現象進行保護，發出報警信號并切斷電源，確保人身安全。

電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現象，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。

（5）實驗管理器

具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。

（6）控制屏其它設施

控制屏正面大凹槽內，設有兩根不銹鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有12芯、10芯、4芯、3芯等插座， 掛箱供電由這些插座提供。控制屏兩邊設有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設有實驗裝置照明用的40W日光燈一盞。

2.DD02實驗桌

實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體封閉式結構，造形美觀大方；設有兩個大抽屜、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。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調節機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。

3.DQ03－1不銹鋼電機導軌、光碼盤測速系統（日本歐姆龍1024光電編碼器）及數顯轉速表

4.DQ27三相可調電阻（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，每只晶閘管均設有保護裝置，正、反橋晶閘管可通過外加信號進行觸發（留有觸發脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實驗；設有帶鏡面精密指針式直流電壓表±500V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±5A，精度1.0級各一只和平  波電抗器一組。

6.DK04三相晶閘管觸發電路

提供三相觸發電路、功放電路等，與“DK03”配套使用。

7.DK05晶閘管觸發電路實驗

提供單結晶體管觸發電路、正弦波同步移相觸發電路、鋸齒波同步移相觸發電路、單相交流調壓觸發電路及西門子TCA785觸發電路共五種觸發電路。

8.DK06電機調速控制實驗（Ⅰ）

提供以下模塊：電流反饋與過流保護(FBC+FA)、給定器(G)、轉速變換器(FBS)、反號器(AR)、電壓隔離器(TVD)、調節器I和調節器II。其中調節器I和調節器II的反饋電阻、電容均外接(從DK08上獲得)，實驗時可以靈活改變系統的參數，觀測不同的參數對系統穩定性及相應時間等影響；更可以讓學生從調速系統的各種參數(如電機的機電時間常數等)出發對調節器的放大倍數及積分時間的參數分別設計，同時進行實際結果的驗證，從而完成設計性實驗。

9.DK07直流斬波實驗

根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四版)中相關的直流斬波內容而設計的；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驗。

10.DK09新器件特性實驗

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，與DK06配套使用，可測定其特性曲線；與DK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅動特性實驗。

11.DK10可調電阻、電容箱

提供耐壓AC63V的可調電容三組，調節范圍為0.1～11.37uF，0～999KΩ十進制可調電阻兩組。

12.DK11單相調壓與可調負載

提供一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器，為相應的實驗提供可調電源；一個整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯）或0～45Ω/2.6A（并聯）瓷盤可調電阻，為相應的實驗提供一個可調的阻性負載。

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、副邊繞組電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機串級調速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設有三相不控整流電路和逆變變壓器各一組。

14.DQ07-1直流發電機

15.DQ09直流并勵電動機

16.DQ11三相線繞式異步電動機

17.DK30線繞式異步電機轉子專用箱

18.實驗連接線：根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗連接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（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、韌性好等優點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構連接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全性及合理性。

六、實驗項目

（一）電力電子技術實驗項目

1.單結晶體管觸發電路

2.正弦波同步移相觸發電路實驗

3.鋸齒波同步移相觸發電路實驗

4.單相半波可控整流電路實驗

5.單相橋式半控整流電路實驗

6.單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

7.三相半波可控整流電路實驗

8.三相橋式半控整流電路實驗

9.三相半波有源逆變電路實驗

10.三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

11.單相交流調壓電路實驗

12.三相交流調壓電路實驗

13.直流斬波電路原理實驗

14.單向晶閘管（SCR）特性實驗

15.可關斷晶閘管（GTO）特性實驗

16.功率場效應管（MOSFET）特性實驗

17.電力晶體管（GTR）特性實驗

18.絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實驗

19.可關斷晶閘管（GTO）驅動與保護電路實驗

20.功率場效應管（MOSFET）驅動與保護電路實驗

21.電力晶體管（GTR）驅動與保護電路實驗

22.絕緣雙極型晶體管（IGBT）驅動與保護電路實驗

（二）典型電力電子器件線路實驗

直流斬波電路性能研究（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）

（三）直流電機調速實驗

1.晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗

2.晶閘管直流調速系統主要單元調試

3.單閉環不可逆直流調速系統實驗

4.雙閉環不可逆直流調速系統實驗

5.雙閉環三相異步電機調壓調速系統實驗

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