CRG-ZLTB現代電力電子技術實驗裝置

CRG-ZLTB現代電力電子技術實驗裝置

一、概述
　　CRG-ZLTB現代電力電子技術實驗裝置是依據西安交通大學王兆安編著的《電力電子技術》（第五版）、《半導體(ti) 變流技術》教材實驗大綱的要求，吸收國內(nei) 、外同類產(chan) 品的優(you) 點，充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢，對原"CRG-ZLTB電力電子技術及電機控製實驗裝置"在外形、功能上進行優(you) 化組合，精心研製而成。

二、適用範圍
　　涵蓋了各高等院校等所開設的"電力電子技術"、"半導體(ti) 變流技術"等專(zhuan) 業(ye) 課程所要求的實驗項目。
三、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℃）　海撥＜4000m
3、裝置容量：＜1000W
4、外形尺寸：1700×700×1580 mm
四、裝置的基本裝備
1、DX-01電源控製屏（鐵質雙層亞(ya) 光密紋噴塑結構，鋁質麵板）
　　（1）交流電源（帶有過流保護措施）提供交流電源：三相交流電源(220V/1.5A)
　　（2）高壓直流電源：輸出220V/0.5A，具有輸出短路保護。
　　（3）數字式儀(yi) 表
①．交流數字電壓表：可通過其下方的波段開關(guan) 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隻：測量範圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯，為(wei) 交流調速係統提供電壓指示。
③．真有效值交流數字電流表一隻：測量範圍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(wei) 調速係統提供電流的指示；
④．直流數字電壓表一隻：測量範圍0～300V，三位半數顯，輸入阻抗為(wei) 10MΩ，精度0.5級；
⑤．直流數字電流表一隻：測量範圍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。
　　（4）帶鏡麵的指針表：直流電壓表（測量範圍0～±300V，為(wei) 中零式，精度為(wei) 1.0級）直流電流表（測量範圍0～±2A，為(wei) 中零式，精度為(wei) 1.0級）
　　（5）三相可調電阻（90Ω×2/0.41A一個(ge) 、900Ω×2/0.41A兩(liang) 個(ge) ）
　　（6）平波電抗器：提供100mH、200mH、700mH電感，在1A下保持線性。
　　（7）給定：±15V可調電壓輸出，帶數顯，指示輸出電壓。
　　（8）單相調壓：提供了一隻0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器，為(wei) 相應的實驗提供可調交流電源，並帶短路保護。
（9）三相整流濾波電路：可對單相及三相交流電源進行整流和濾波，具有輸出短路保護。
　　（10）變壓器：提供三相芯式變壓器一個(ge) （該變壓器有2tao副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為(wei) 127V/63.6V/31.8V），用於(yu) 三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗。
　　（11）人身安全保護體(ti) 係 三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然後經鑰匙開關(guan) 、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與(yu) 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，使控製屏內(nei) 的接觸器跳閘，切斷電源。
　　電流型漏電保護裝置：控製屏若有漏電現象，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。
　　（12）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(yu) 區分由於(yu) 接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀(yi) 表超量程告警等。
　　（13）控製屏其它設施 控製屏正麵大凹槽內(nei) ，設有兩(liang) 根方型不鏽鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有7芯、3芯等插座， 掛件的供電由這些插座提供。控製屏兩(liang) 側(ce) 設有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。
2、DX02實驗桌
　　實驗桌為(wei) 鐵質雙層亞(ya) 光密紋噴塑結構，桌麵為(wei) 防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體(ti) 結構，造形美觀大方；設有兩(liang) 個(ge) 大抽屜，用於(yu) 放置工具、存放掛件及資料等。桌麵用於(yu) 安裝電源控製屏並提供一個(ge) 寬敞舒適的工作台麵。實驗桌還設有四個(ge) 萬(wan) 向輪和四個(ge) 固定調節機構，便於(yu) 移動和固定，有利於(yu) 實驗室的布局。
3、DX03-1三相可控整流電路（一）
　　提供6隻5A/1000V的晶閘管，每隻晶閘管均設有RC吸收和保險絲(si) 保護裝置，晶閘管可通過外加觸發信號進行觸發（留有觸發脈衝(chong) 輸入接口），可更好的完成設計性實驗。 三相觸發電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過鈕子開關(guan) 選擇雙窄脈衝(chong) 或寬脈衝(chong) ，同時提供六路觸發脈衝(chong) 功放電路等。
4、DK05晶閘管觸發電路
　　提供單結晶體(ti) 管觸發電路實驗、單相交流調壓觸發電路，鋸齒波同步移相觸發電路實驗，正弦波觸發電路及TCA785集成觸發電路。
5、DK05-1晶閘管觸發電路（二）
提供KC08交流調功觸發電路、及單相並聯逆變觸發電路實驗等。
6、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(guan) 內(nei) 容而設計。提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專(zhuan) 用的PWM控製集成電路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。
7、DK09新器件特性實驗
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，可完成電力電子新器件特性實驗。
8、DK13功率器件驅動與(yu) 保護電路　　
主要是為(wei) 完成新器件特性實驗提供電源、驅動電路及PWM波形發生器。
　　（1）電源：為(wei) 驅動電路提供電源，包括±5V、±15V和+20V直流電源。
　　（2）驅動電路：包括GTO 和 GTR， MOSFET和IGBT的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用專(zhuan) 用芯片EXB841，其它的由運放、門電路及分立元件組成。
　　（3）PWM波形發生器：以SG3525為(wei) 核心的PWM波形發生器主要是為(wei) 新器件驅動電路提供PWM驅動波形，可以通過頻率調節旋鈕進行頻率調節；通過占空比電位器來調節PWM波的占空比。頻率範圍分為(wei) 2擋，通過鈕子開關(guan) 切換，高頻檔是為(wei) MOSFET和IGBT驅動電路提供PWM波形，頻率調節範圍4KHz～10KHz；低頻檔是為(wei) GTR和GTO驅動電路提供PWM波形，頻率調節範圍400Hz～1KHz；占空比可從(cong) 　0%調至100%。
9、DK14單相交直交變頻原理
　　根據普通高等教育"九五"guo家級重點教材王兆安，黃俊主編的《電力電子技術》（第四版）的內(nei) 容進行開發。用於(yu) 展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調製信號的形成方法，了解IGBT管專(zhuan) 用集成驅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（電阻，電感）時的工作情況和波形，並研究工作頻率對電路工作波形的影響；
3）IGBT管專(zhuan) 用集成驅動芯片的工作特性。
10、DK19半橋型開關(guan) 穩壓電源
　　提供了半橋型開關(guan) 穩壓電源的主電路和控製電路，主電路的電力電子器件為(wei) 電力MOSFET管；控製電路采用專(zhuan) 用PWM控製集成電路SG3525，采用恒頻脈寬調製控製方案。可完成"開關(guan) 電路在開環與(yu) 閉環下負載特性的測試"以及"電源電壓波動對輸出的影響"等實驗內(nei) 容。
11、DX17實驗元器件
　　提供晶閘管（均設有RC吸收和保險絲(si) 保護）、壓敏電阻（作為(wei) 過壓保護元件，內(nei) 部已連成三角形接法）二極管及燈座、RC吸收電路。　
12、實驗連接線：
根據不同實驗項目的特點，配備兩(liang) 種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護tao結構shou槍插連接線（不存在任何觸電的可能），裏麵采用無氧銅抽絲(si) 而
成頭發絲(si) 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(you) 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聯接線，兩(liang) 種導線都隻能配合相應內(nei) 孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
13、★配tao電力電子多媒體(ti) 課件適應所有的教材，內(nei) 容豐(feng) 富並可隨意調取。合理地運用多媒體(ti) 課件教學係統，可以很大程度上減輕老師講課的工作量。(包含以下內(nei) 容):
第1章  電力電子技術概述
第2章  電力電子器件概述
第3章  晶閘管的結構及導通關(guan) 斷原理
第4章  晶閘管的特性與(yu) 主要參數
第5章  晶閘管的測試
第6章  晶閘管的導通與(yu) 關(guan) 斷實驗
第7章  觸發電路的要求及簡易觸發電路
第8章  單結晶體(ti) 管的結構、伏安特性與(yu) 主要參數
第9章  單結晶體(ti) 管觸發電路
第10章  單相半波可控整流電路電阻性負載的結構與(yu) 工作原理
第11章  單相半波可控整流電路電感性負載的工作原理
第12章  單相橋式全控整流電路電阻性負載工作原理及主要參數計算
第13章  單相橋式全控整流電路電感性負載工作原理及主要參數計算
第14章  單相橋式全控整流電路反電動勢負載工作原理及主要參數計算
第15章  有源逆變的工作原理
第16章  逆變失敗與(yu) 逆變角的限製
第17章  單相橋式半控整流電路電阻性負載工作原理及主要參數計算
第18章  單相橋式半控整流電路電感性負載工作原理及主要參數計算
第19章  SS6B電力機車牽引電動機主電路
第20章  雙向晶閘管的結構與(yu) 工作原理
第21章  雙向晶閘管的主要參數
第22章  雙向晶閘管的測試
第23章  雙向晶閘管觸發電路
第24章  單相交流調壓電路
第25章  GTO（可關(guan) 斷晶閘管）的結構與(yu) 工作原理
第26章  GTR（大功率晶閘管）的結構、特性與(yu) 工作原理
第27章  IGBT（絕緣柵極晶體(ti) 管）的結構、特性與(yu) 工作原理
第28章  DC-DC電路（直流斬波電路）的基本工作原理及降壓斬波電路
第29章  升壓斬波電路與(yu) 升降壓斬波電路
第30章  直流斬波（開關(guan) 電源）電路實驗
第31章  感應加熱的原理與(yu) 發展曆史及中頻感應加熱電源的用途
第32章  中頻感應加熱電源的組成
第33章  三相半波可控整流電路電阻性負載工作原理及參數計算
第34章  三相半波可控整流電路大電感負載工作原理及參數計算
第35章  三相橋式全控整流電路電阻性負載工作原理及參數計算
第36章  三相橋式全控整流電路大電感負載工作原理及參數計算
第37章  鋸齒波同步觸發電路的組成與(yu) 工作原理
第38章  鋸齒波同步觸發電路調試
第39章  無源逆變電路的基本工作原理及換流方式
第40章  電壓型和電流型逆變器電路
第41章  單相並聯逆變電路調試
第42章  變頻器的用途與(yu) 基本結構
第43章  變頻器主電路結構
第44章  單相橋式PWM逆變電路工作原理
第45章  三相橋式PWM變頻電路的工作原理
第46章  PWM變頻電路的調製控製方式
第47章  單相正弦波脈寬調製SPWM逆變電路調試
五、本裝置能開設的實驗項目（以上配置）
（一）電力電子技術（晶閘管部分）
1、單結晶體(ti) 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、西門子TCA785集成觸發電路實驗。
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 三相半波可控整流及有源逆變電路實驗。
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、單相交流調壓電路實驗。
12、單相交流調功電路實驗。
13、三相交流調壓電路實驗。
14、單向晶閘管(SCR)特性實驗。
（二）電力電子技術（全控型器件特性部分）
1、可關(guan) 斷晶閘管(GTO)特性實驗。
2、功率場效應管(MOSFET)特性實驗。
3、電力晶體(ti) 管(GTR)特性實驗。
4、絕緣雙極型晶體(ti) 管(IGBT)特性實驗。
5、可關(guan) 斷晶閘管(GTO)驅動與(yu) 保護電路實驗。
6、功率場效應管(MOSFET)驅動與(yu) 保護電路實驗。
7、電力晶體(ti) 管(GTR)驅動與(yu) 保護電路實驗。
8、絕緣雙極型晶體(ti) 管(IGBT)驅動與(yu) 保護電路實驗。
(三)典型電力電子器件線路實驗
1、直流斬波電路性能研究（IGBT，SG3525）:(1) 降壓斬波電路。(2)升壓斬波電路。(3)升降壓斬波電路。(4)Cuk斬波電路。(5)Sepic斬波電路。(6)Zeta斬波電路)。
2、半橋型開關(guan) 穩壓電源的性能研究。
3、SPWM單相交直交變頻電路的性能研究。
六、實驗測量儀(yi) 表組件、及掛箱明細表：