半導體變流技術實驗臺

欄目分類：產品總目錄發布日期：2020-09-21 瀏覽次數：次

半導體變流技術實驗臺,電力電子及電機實訓裝置依據西安交通大學王兆安編著的《電力電子技術》（第五版）、《半導體變流技術》教材

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ZRDDZ-2現代電力電子技術實驗裝置

一、概述

電力電子及電氣控制實訓臺是依據西安交通大學王兆安編著的《電力電子技術》（第五版）、《半導體變流技術》教材實驗大綱的要求，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，對原"電力電子技術及電機控制實驗裝置"在外形、功能上進行優化組合，精心研制而成。
現代電力電子技術實驗裝置,電力電子及電氣控制實訓臺

二、適用范圍

現代電力電子技術實驗裝置涵蓋了各高等院校等所開設的"電力電子技術"、"半導體變流技術"等專業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：1620×700×1600 mm

四、裝置的基本裝備

　　1、DX-01電源控制屏（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板）
（1）實驗裝置采用三相380V交流供電，通過開關切換分別輸出三相200V和230V交流電源。
（2）高壓直流電源直流電源：輸出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；
　　⑤．直流數字電流表一只：測量范圍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）三相可調電阻（90Ω×2/0.41A一個、900Ω×2/0.41A兩個）
　　（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：提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器，為相應的實驗提供可調交流電源，并帶短路保護。
（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（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驗。
　　（11）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，使主電路輸出與電網隔離（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。
　　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。
　　（13）控制屏其它設施控制屏正面大凹槽內，設有兩根圓型鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有3芯插座，掛件的供電由這些插座提供。控制屏兩側設有單相三極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，形狀似長方體結構，造形美觀大方；設有兩個大抽屜，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、DK03-1三相可控整流電路（一）
　　提供6只5A/1000V的晶閘管，6只5A/1000V的二極管，每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過外加觸發信號進行觸發（留有觸發脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實驗。觸發信號接口設有扭子開關，可以模擬觸發信號的丟失。三相觸發電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過鈕子開關選擇雙窄脈沖或寬脈沖，同時提供六路觸發脈沖功放電路等。
　 4、DK05晶閘管觸發電路（一）
　　提供單結晶體管觸發電路實驗、鋸齒波同步移相觸發電路實驗。
　 5、DK13功率器件驅動與保護電路（一）
　　主要是為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，GTR，MOSFET和IGBT的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用專用芯片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為核心的PWM波形發生器主要是為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。頻率范圍分為2擋，通過鈕子開關切換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅動電路提供PWM波形，頻率調節范圍4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅動電路提供PWM波形，頻率調節范圍400Hz～1KHz；占空比可從0%調至100%。
　 6、DK14單相交直交變頻原理
　　根據普通高等教育"九五"國家級重點教材王兆安，黃俊主編的《電力電子技術》（第四版）的內容進行開發。用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專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，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；
　　3）IGBT管專用集成驅動芯片的工作特性。
　 7、DK19半橋型開關穩壓電源
　　提供了半橋型開關穩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，采用恒頻脈寬調制控制方案。可完成"開關電路在開環與閉環下負載特性的測試"以及"電源電壓波動對輸出的影響"等實驗內容。
　 8、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)中相關內容而設計。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。
　 9、DK22單相交流調壓/調功電路
　　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）中相關內容而設計，實現單相交流調壓和交流調功的實驗內容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流調壓實驗中采用由雙向觸發二極管構成觸發控制電路；在交流調功實驗中采用由555時基電路組成觸發控制電路。
10、DX17實驗元器件
　　提供晶閘管（均設有RC吸收和保險絲保護）、二極管及燈座、RC吸收電路。　
11、DK05晶閘管觸發電路（三）
提供西門子TCA785集成觸發電路。
12、DQ10三相鼠籠式異步電動機
13、ACM-1西門子矢量控制變頻器MM440的三相異步電機系統
提供西門子矢量控制變頻器MM440一只及一個BOP操作板，功率0.37KW。
14、DK17 DC-DC變換模塊，
主回路（采用IGBT構建），控制回路采用基于SG3525集成芯片設計的PWM發生器。
15、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聯接線，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聯接線，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及合理性。

五、本裝置能開設的實驗項目（以上配置）

（一）晶閘管觸發電路實驗項目
1．單結晶體管觸發電路
2．KC05單相交流調壓觸發電路
3．鋸齒波同步移相觸發電路實驗
4．三相集成鋸齒波觸發電路實驗（由KC04/KC09等組成）
5. 西門子TCA785集成觸發電路
（二）晶閘管線路實驗項目
1．單相半波可控整流電路實驗
　2．單相橋式半控整流電路實驗
　3．單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
　4．三相半波可控整流電路實驗
　5．三相橋式半控整流電路實驗
　6．三相半波有源逆變電路實驗
　7．三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
8．單相交流調壓電路實驗
　9．單相交流調功電路實驗
　10．三相交流調壓電路實驗
（三）新器件特性及驅動保護實驗項目
1．單向晶閘管（SCR）特性實驗
　2．雙向晶閘管（BCR）特性實驗
　3．功率場效應管（MOSFET）特性實驗
　4．功率晶體管（GTR）特性實驗
5．門極可關斷晶閘管（GT0）特性實驗
6．絕緣雙極性晶體管（IGBT）特性實驗
7．功率場效應管（MOSFET）驅動與保護電路實驗
　8．功率晶體管（GTR）驅動與保護電路實驗
9．門極可關斷晶閘管（GT0）驅動與保護電路實驗
　10．絕緣雙極性晶體管（IGBT）驅動與保護電路實驗
（四）典型新器件線路實驗
1．單相正弦波脈寬調制（SPWM）逆變電路實驗
　2．半橋型開關穩壓電源的性能研究
　3．直流斬波電路的性能研究
（降壓斬波電路BUCK、升壓斬波電路BOOST、升降壓斬波的電路BUCK-BOOST、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路）　
4. DC/DC 變換電路
（五）三相異步電機變頻調速系統
1. MM440變頻器的面板認識
2. MM440變頻器面板基本操作控制
3. MM440變頻器控制端口開關操作運行
4. MM440變頻器的模擬信號操作控制
5. MM440變頻器數字量控制三段固定頻率運行
6. MM440變頻器數字量控制七段固定頻率運行

六、實驗測量儀表組件、電機及掛箱明細表：

序號	編號	名稱	數量	備注
1	DX01	電源控制屏	1套
2	DX02	實驗桌	1張
3	DK03-1	三相可控整流電路（一）	1件
4	DK05	晶閘管觸發電路（一）	1件
5	DK05-2	晶閘管觸發電路（三）	1件
6	DK13	功率器件驅動與保護電路	1件
7	DK14	單相交直交變頻原理	1件
8	DK19	半橋型開關穩壓電源	1件
9	DK07	直流斬波實驗（六種典型線路）	1件
10	DK22	單相交流調壓/調功電路	1件
11	DX17	實驗元器件	1件
12	DK17	DC-DC 變換模塊	1件
13	ACM-1	西門子矢量控制變頻器MM440組件	1件
14	DQ10	三相鼠籠式異步電動機	1套
15	07	高可靠護套結構手槍插實驗連接線及配件	1套