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SBDDZ-01电力电子技术及电机控制实验装置

一、概述
"SBDDZ-01型电力电子及电气传动技术实验装置"依据高等院校最新统编教材《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》(第三版)(上海大学陈伯时编著)等实验大纲的要求,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,精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。
二、特点
1、综合性强 本装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直流调速、交流变频、电机控制、控制理论等实验项目。
2、适应性强 能满足各类学校相应课程的实验教学,深度和广度可根据需要作灵活调整,普及与提高可根据教学的进程作有机的结合,装置采用积木式结构,更换便捷,如需要扩展功能或开发新实验,只需添加部件即可,永不淘汰。
3、整套性强 从专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线配套齐全,配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配套。
4、直观性强 各实验挂件采用分隔结构形式,组件面板示意、图线分明,各挂件任务明确,操作、维护方便。
5、科学性强 装置占地面积少,节约实验用房,减少基建投资;配套的小电机均经特殊设计,可模拟中小型电机的特性和参数;小电机耗电省,节约能源,实验噪声小,整齐美观,改善实验环境;实验内容丰富,设计合理,除了加深理论知识外还可结合实际开设设计性实验。
6、开放性强 控制屏供电采用三相隔离变压器隔离,并设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置,确保操作者的安全;各电源输出均有监示及短路保护等功能,各测量仪表均有可靠的保护功能,使用安全可靠;控制屏还设有定时器兼报警记录仪,为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。由于整套装置经过精心设计,加上可靠的元器件质量及可靠的工艺作为保障,产品性能优良,所有这些均为开放性实验室,创造了条件。
7、先进性强 本装置着重从新器件高度来考虑,在保留了晶闸管实验的基础上,加入了新器件的特性、新器件的驱动以及典型的新器件应用的大量现代电力电子技术实验,让学生对新器件有足够的认识和了解,紧跟时代步伐。
三、适用范围
本装置涵盖了各类院校等所开设的"电力电子技术(或称半导体变流技术)"、"直流调速"、"交流调速"、"电机控制"、"电力拖动自动控制系统"及"控制理论"等专业课程所要求的实验实验项目。
四、技术性能
1、输入电源: 三相四线(或三相五线 380V±10% 50HZ)
2、工作环境: 温度-10℃-+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拨<4000m
3、装置容量:<1.5KVA
4、外形尺寸:187×72×162 cm
五、装置的基本配备
1 DK01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:三相交流电源 220V 3A电流(带有过流保护措施)
三相交流电源 380 5A (具有输出短路保护)
(2)高压直流电源
励磁电源:220V(0.5A),具有输出短路保护。
(3)指针式仪表:
交流电压表一只: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;
(4)数字式仪表
1)真有效值交流数字电压表一只:测量范围0~500V,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;
2)真有效值交流数字电压表一只:测量范围0~5A,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、指示等功能,为交流调速系统提供电流指示;
3)直流数字电压表一只:测量范围0~500V,三位半数显,输入阻抗为10MΩ,精度0.5级;
4)直流数字毫安表一只:测量范围为0~2000mA,三位半数显,精度0.5级。
7)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、弱电连接线及插座分开,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。
8)控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内,设有两根不锈钢管,可挂置实验部件,凹槽底部设有3芯插座,挂箱的供电由这些插座提供。控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座,还设有实验台照明用的40W日光灯一盏。
2、DK02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,形状似长方体封闭式结构,造形美观大方;设有两个大抽屉、柜门,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、DQ03-1不锈钢电机导轨、1024光码盘测速系统及智能数显转速表
4、DQ27三相可调电阻(每组900Ω×2/0.41A)
5、DK03晶闸管主电路
提供12只5A/1000V的晶闸管,分成正、反桥两组,每只晶闸管均设有保护装置,正、反桥晶闸管可通过外加信号进行触发(留有触发脉冲输入接口),可更好的完成设计性实验;设有带镜面精密指针式直流电压表±300V,精度1.0级带镜面直流电流表±2A,精度1.0级各一只和平波电抗器一组。
6、DK04三相晶闸管触发电路
提供三相触发电路、功放电路等,与"DK03"配套使用。
7、DK05 单相晶闸管触发电路实验(一)
提供单结晶体管、锯齿波同步移向、单相交流调压。
8、DK05-1 单相晶闸管触发电路实验(二)
提供正弦波同步移向、单相并联逆变触发电路。
9、DK06电机调速控制实验(Ⅰ)
提供以下模块:给定(带数显)、调节器I、转速变换(FBS)、调节器II、反号器(AR)、电流变换(FBC)、电压隔离器(TVD)。其中调节器I和调节器II的比例增益由电位器调节。
10、DK08给定及实验器件
提供给定(±15V可调电压输出)、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、24V电源及电感。
11、DK10可调电阻器,电容器
提供耐压AC100V的可调电容三组,调节范围为0.1~11.37uF,0~999KΩ十进制可调电阻两组。
12、DK11单相调压与可调负载
提供了一只0~250V/0.5KVA单相交流自耦调压器,为相应的实验提供可调电源;一个整流滤波电路以及0~90Ω/1.3A(串联)或0~45Ω/2.6A(并联)瓷盘可调电阻,为相应的实验提供一个可调的阻性负载。
13、DK12变压器实验
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),用于异步电机串级调速实验和三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验;还设有三相不控整流电路等模块。
14、DK13功率器件驱动电路实验箱
主要是为完成新器件特性实验提供驱动和保护电路,使学生了解电力电子新器件的驱动特性。主要包括电源、驱动电路、PWM波形发生器。
(1)电源:为驱动电路提供电源,包括±5V、+20V、±15V直流电源。
(2)驱动电路:包括MOSFET、IGBT的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用了专用芯片EXB841。
(3)PWM波形发生器:由SG3525为核心的PWM波形发生器主要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 频率调节范围4KHz~10KHz。
15、DK06-1电机调速控制实验(Ⅱ)
提供以下模块提供以下模块:零电平检测(DPZ)、转矩极性鉴别(DPT)、逻辑控制(DLC)。
16、DK07直流斩波实验
根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)中相关的直流斩波内容而设计的;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。
17、DK22单相交流调压/调功电路
根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,实现单相交流调压和交流调功的实验内容。采用的电力电子器件为双向晶闸管,在交流调压实验中采用由双向触发二极管构成触发控制电路;在交流调功实验中采用由555时基电路组成触发控制电路。
18、DK19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。
19、DK14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