电力电子及自动控制技术实验台.docx

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1、TPJY-G01TPJY-G01电力电子及电机电力电子及电机控制技术实验台控制技术实验台一、概述 G01 现代电力电子技术实验装置，是依据西安交通大学王兆安编著的电力电子技术 （第五版）、半导体变流技术教材实验大纲的要求，吸收国内、外同类产品的优点， 充分考虑了实验室的现状和发展趋势，对原“ G01 电力电子技术及电机控制实验装置“在 外形、功能上进行优化组合，精心研制而成。(此图片仅作为结构参考，具体实物要根据配置而定）本产品由：北京京工科业教学设备教学仪器科教设备有限公司提供二、适用范围 涵盖了各高等院校等所开设的“电力电子技术“、“半导体变流技术“等专业课程所要求的实 验项目。 三、技术

2、性能 1、输入电源: 三相四线(或三相五线 380V10 50HZ) 2、工作环境: 温度-10+40 相对湿度85（25） 海拨4000m 3、装置容量：1000W 4、外形尺寸：17007001580 mm 四、装置的基本装备 1、C0-01 电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板） （1）交流电源（带有过流保护措施）提供交流电源：三相交流电源(220V/1.5A) （2）高压直流电源：输出 220V/0.5A，具有输出短路保护。 （3）数字式仪表 交流数字电压表：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压，精度 1.0 级； 真有效值交流数字电压表一只：测量范围 0500V

3、，量程自动判断、自动切换，精度0.5 级，三位半数显，为交流调速系统提供电压指示。 真有效值交流数字电流表一只：测量范围 05A，量程自动判断、自动切换，精度 0.5 级，三位半数显，具有超量程告警、指示及切断总电源功能，为调速系统提供电流的 指示； 直流数字电压表一只：测量范围 0300V，三位半数显，输入阻抗为 10M，精度 0.5 级； 直流数字电流表一只：测量范围 05A，三位半数显，精度 0.5 级，具有超量程报警、 指示、切断总电源等功能。 （4）带镜面的指针表：直流电压表（测量范围 0300V，为中零式，精度为 1.0 级） 直流电流表（测量范围 02A，为中零式，精度为 1.0

4、 级） （5）三相可调电阻（902/0.41A 一个 、9002/0.41A 两个） （6）平波电抗器：提供 100mH、200mH、700mH 电感，在 1A 下保持线性。 （7）给定：15V 可调电压输出，带数显，指示输出电压。 （8）单相调压：提供了一只 0250V/0.5KVA 单相交流自耦调压器，为相应的实验提供 可调交流电源，并带短路保护。 （9）三相整流滤波电路：可对单相及三相交流电源进行整流和滤波，具有输出短路保护。（10）变压器：提供三相芯式变压器一个（该变压器有 2 套副边绕组，原、副边绕组的电 压为 127V/63.6V/31.8V），用于三相桥式、单相桥式有源逆变电路实

5、验。 （11）人身安全保护体系 三相隔离变压器一组：三相电源首先通过三相漏电保护器，然 后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使主电路输出与电网隔离（浮地设计），对人身安 全起到一定的保护作用。 电压型漏电保护器 1：对隔离变压器前的线路出现的漏电现象进行保护，使控制屏内的接 触器跳闸，切断电源。 电流型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。 实验连接线及插座：强、弱电连接及插座分开，不能混插。强电连接线及插座采用全封闭 工艺，使用安全、可靠、防触电。 （12）实验管理器 具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录与区分由于接线或操作 错误所造成的漏电告警

6、、仪表超量程告警等。 （13）控制屏其它设施 控制屏正面大凹槽内，设有两根方型不锈钢管，可挂置实验部件， 凹槽底部设有 7 芯、3 芯等插座， 挂件的供电由这些插座提供。控制屏两侧设有单相三极 220V 电源插座及三相四极 380V 电源插座。 2、CO02 实验桌 实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固，形状 似长方体结构，造形美观大方；设有两个大抽屉，用于放置工具、存放挂件及资料等。桌 面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个 固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局。 3、03-1 三相可控整流电路（一）

7、提供 6 只 5A/1000V 的晶闸管，每只晶闸管均设有 RC 吸收和保险丝保护装置，晶闸管可 通过外加触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验。 三相 触发电路由 KC04、KC41、KC42、4066 等集成电路组成，可通过钮子开关选择双窄脉 冲或宽脉冲，同时提供六路触发脉冲功放电路等。 4、05 晶闸管触发电路提供单结晶体管触发电路实验、单相交流调压触发电路，锯齿波同步移相触发电路实验， 正弦波触发电路及 TCA785 集成触发电路。 5、05-1 晶闸管触发电路（二） 提供 KC08 交流调功触发电路、及单相并联逆变触发电路实验等。 6、07 直流斩波实验 根

8、据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的电力电子技术(第四版)中相关内容而 设计。提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的 PWM 控制集成电路 SG3525。 可完成教材中降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路（Boost Chopper）、升 降压斩波电路（Boost -Buck Chopper）、Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路、Zeta 斩波 电路六种典型实验。 7、09 新器件特性实验 提供 SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR 新器件，可完成电力电子新器件特性实验。 8、13 功率器件驱动与保护电路 主要是为完成新器件特性实验提供电源、驱动电路

9、及 PWM 波形发生器。 （1）电源：为驱动电路提供电源，包括5V、15V 和+20V 直流电源。 （2）驱动电路：包括 GTO 和 GTR， MOSFET 和 IGBT 的驱动电路。其中 IGBT 的驱 动电路采用专用芯片 EXB841，其它的由运放、门电路及分立元件组成。 （3）PWM 波形发生器：以 SG3525 为核心的 PWM 波形发生器主要是为新器件驱动电 路提供 PWM 驱动波形，可以通过频率调节旋钮进行频率调节；通过占空比电位器来调节 PWM 波的占空比。频率范围分为 2 挡，通过钮子开关切换，高频档是为 MOSFET 和 IGBT 驱动电路提供 PWM 波形，频率调节范围 4

10、KHz10KHz；低频档是为 GTR 和 GTO 驱动电路提供 PWM 波形，频率调节范围 400Hz1KHz；占空比可从 0%调至 100%。 9、14 单相交直交变频原理 根据普通高等教育“九五“国家级重点教材王兆安，黄俊主编的电力电子技术（第四版） 的内容进行开发。用于展示交直交变频原理，主要让学生了解 SPWM 正弦波脉宽调制信 号的形成方法，了解 IGBT 管专用集成驱动芯片的特点及其使用，能完成如下实验项目： 1）SPWM 波形成的过程； 2）交直交变频电路在不同负载（电阻，电感）时的工作情况和波形，并研究工作频率对 电路工作波形的影响； 3）IGBT 管专用集成驱动芯片的工作特性

11、。 10、19 半桥型开关稳压电源 提供了半桥型开关稳压电源的主电路和控制电路，主电路的电力电子器件为电力 MOSFET 管；控制电路采用专用 PWM 控制集成电路 SG3525，采用恒频脉宽调制控制方案。可完 成“开关电路在开环与闭环下负载特性的测试“以及“电源电压波动对输出的影响“等实验内 容。 11、17 实验元器件 提供晶闸管（均设有 RC 吸收和保险丝保护）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连 成三角形接法）二极管及灯座、RC 吸收电路。 12、实验连接线： 根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验联接线，强电部分采用高可靠护套结构手 枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用

12、无氧铜抽丝而 成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、 强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大 大提高了实验的安全及合理性。 五、本装置能开设的实验项目（以上配置） （一）电力电子技术（晶闸管部分） 1、单结晶体管触发电路。 2、正弦波同步移相触发电路实验。 3、锯齿波同步移相触发电路实验。 4、西门子 TCA785 集成触发电路实验。 5、单相半波可控整流电路实验。 6、单相桥式半控整流电路实验。 7、单相桥式全控整流及有源逆变电路实验。

13、 8 三相半波可控整流及有源逆变电路实验。 9、三相桥式半控整流电路实验。 10、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验。 11、单相交流调压电路实验。 12、单相交流调功电路实验。 13、三相交流调压电路实验。 14、单向晶闸管(SCR)特性实验。 （二） 电力电子技术（全控型器件特性部分） 1、可关断晶闸管(GTO)特性实验。 2、功率场效应管(MOSFET)特性实验。 3、电力晶体管(GTR)特性实验。 4、绝缘双极型晶体管(IGBT)特性实验。 5、可关断晶闸管(GTO)驱动与保护电路实验。 6、功率场效应管(MOSFET)驱动与保护电路实验。 7、电力晶体管(GTR)驱动与保护电路实验。

14、 8、绝缘双极型晶体管(IGBT)驱动与保护电路实验。 (三)典型电力电子器件线路实验 1、直流斩波电路性能研究（IGBT，SG3525）:(1) 降压斩波电路。(2)升压斩波电路。 (3)升降压斩波电路。(4)Cuk 斩波电路。(5)Sepic 斩波电路。(6)Zeta 斩波电路)。 2、半桥型开关稳压电源的性能研究。 3、SPWM 单相交直交变频电路的性能研究。 六、实验测量仪表组件、及挂箱明细表：序号编 号名 称数量备 注1CO-1电源控制屏1 套2CO-2实验桌1 张3DQ03-1电机导轨、光码盘测速系统（光电编码器）及智能数显 转速表1 件4M01直流并励电动机1 台5M02三相鼠笼

15、式异步电动机1 台M03三相绕线式异步电动机1 台6DQ07-1直流发电机1 台7DQ29-1三相可调电阻器 90*2/1.3A、900*2/0.41A1 件序号编 号名 称数量备 注8DE-15晶闸管及电抗器组件1 件9DE-26A三相芯式变压器1 件10DE-26B电力电子新器件的驱动特性实验。1 件11DDE-16三相 TCA785 脉冲列触发电路组件1 件12DK05晶闸管触发电路组件1 件13DK07直流斩波电路组件1 件14DE-19单相 SPWM 控制(IGBT)H 型交直交变频电路组件1 件15DK19半桥型开关稳压电源电路1 件16DE-12GTR 单相并联逆变电路1 件17D06-2直流调速组件（）1 件18DE-21灯组负载1 件19DE-26PWM 直流脉宽不可逆调速系统1 件20SY06实训连接线及配件1 套21指导书实验指导书（纸质+电子文档）1 套22软件正版电工电子电拖及自动控制技能鉴定仿真软件（电类 虚拟实验教学）1 套23软件晶闸管整流电路、直流斩波电路等相配套的 Flash 软件1 套