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2024年10月26日

電力電子技術(shù)實驗臺,電力電子實驗裝置,電力電子技術(shù)實驗室設(shè)備

SBMCL-III電力電子技術(shù)實驗臺

一、概述

電力電子實驗室設(shè)備主要面向自動化、電氣工程、智能電網(wǎng)專業(yè)，面向課程為《電力電子技術(shù)》與傳統(tǒng)的掛箱式相比，模塊化實驗臺有利于學(xué)生清晰明了了解電路構(gòu)成，形成良好的感官認(rèn)識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生實踐能力。同時也為各類電子競賽、畢業(yè)設(shè)計提供實驗平臺。
電力電子技術(shù)實驗臺,電力電子技術(shù)實驗室設(shè)備主要承擔(dān)電子信息工程、建筑電氣與智能化等專業(yè)電力電子技術(shù)課程的相關(guān)實驗教學(xué)任務(wù)，目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際能力、實際動手能力和工程創(chuàng)新意識。實驗項目面向工程實際，學(xué)生通過實驗的練習(xí)，可以積累許多工程實際經(jīng)驗，養(yǎng)成針對工程實際情況進(jìn)行工程思維的良好習(xí)慣。
電力電子技術(shù)實驗臺,電力電子實訓(xùn)臺,電力電子技術(shù)實訓(xùn)裝置是依據(jù)西安交通大學(xué)王兆安編著的《電力電子技術(shù)》（第五版）、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》教材實驗大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。

(電力電子技術(shù)實驗室設(shè)備結(jié)構(gòu)參考圖片，具體以實物配置為準(zhǔn)，可按用戶要求定做）

二、適用范圍

電力電子技術(shù)實驗臺涵蓋了各類院校所開設(shè)的"電力電子技術(shù)"、"半導(dǎo)體變流技術(shù)"等專業(yè)課程所要求的實驗項目。

三、技術(shù)性能

1、輸入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)

2、工作環(huán)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：1650×700×1580 mm

四、裝置的基本裝備

1、DX-01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）

（1）交流電源（帶有過流保護(hù)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(hù)。

（3）數(shù)字式儀表

①．交流數(shù)字電壓表：可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級；

②．真有效值交流數(shù)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(shù)顯，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示。

③．真有效值交流數(shù)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(shù)顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，為調(diào)速系統(tǒng)提供電流的指示；

④．直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級；

⑤．直流數(shù)字電流表一只：測量范圍0～5A，三位半數(shù)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(diào)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(diào)電壓輸出，帶數(shù)顯，指示輸出電壓。

（8）單相調(diào)壓：提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)交流電源，并帶短路保護(hù)。

（9）三相整流濾波電路：可對單相及三相交流電源進(jìn)行整流和濾波，具有輸出短路保護(hù)。

（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(hù)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(hù)器，然后經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計），對人身安全起到一定的保護(hù)作用。

電壓型漏電保護(hù)器：對隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘，切斷電源。

電流型漏電保護(hù)裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。

實驗連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接及插座分開，不能混插。強(qiáng)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(shè)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(qū)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(shè)施控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根圓鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設(shè)3芯插座，掛件的供電由這些插座提供�？刂破羶蓚�(cè)設(shè)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(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體結(jié)構(gòu)，造形美觀大方；設(shè)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(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。

3、DX03 三相可控整流電路（一）

提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險絲保護(hù)裝置，晶閘管可通過外加觸發(fā)信號進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設(shè)計性實驗。三相觸發(fā)電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過鈕子開關(guān)選擇雙窄脈沖或?qū)捗}沖，同時提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。

4、DK05晶閘管觸發(fā)電路

提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實驗、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路，鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗，正弦波觸發(fā)電路及TCA785集成觸發(fā)電路。

5、DK07直流斬波實驗

根據(jù)西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第五版)中相關(guān)的直流斬波內(nèi)容而設(shè)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�？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚�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。

6、DK09電力電子器件特性

提供SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，與DK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅(qū)動特性實驗。

7、DK13功率器件驅(qū)動與保護(hù)電路　　

主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅(qū)動電路及PWM波形發(fā)生器。

（1）電源：為驅(qū)動電路提供電源，包括±5V、±15V和+20V直流電源。

（2）驅(qū)動電路：包括GTO 和 GTR， MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路。其中IGBT的驅(qū)動電路采用專用芯片EXB841，其它的由運(yùn)放、門電路及分立元件組成。

（3）PWM波形發(fā)生器：以SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要是為新器件驅(qū)動電路提供PWM驅(qū)動波形，可以通過頻率調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)；通過占空比電位器來調(diào)節(jié)PWM波的占空比。頻率范圍分為2擋，通過鈕子開關(guān)切換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅(qū)動電路提供PWM波形，頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅(qū)動電路提供PWM波形，頻率調(diào)節(jié)范圍400Hz～1KHz；占空比可從　0%調(diào)至100%。

8、DK14單相交直交變頻原理

根據(jù)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(shù)》（第四版）的內(nèi)容進(jìn)行開發(fā)。用于展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生了解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅(qū)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(fù)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(qū)動芯片的工作特性。

9、DX17實驗元器件

提供晶閘管（均設(shè)有RC吸收和保險絲保護(hù)）、壓敏電阻（作為過壓保護(hù)元件，內(nèi)部已連成三角形接法）二極管及燈座、RC吸收電路。　

10、實驗連接線

根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)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(fā)絲般細(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質(zhì)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(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。

11、透明型電力電子應(yīng)用創(chuàng)新實訓(xùn)模塊：(全室配1套，便于學(xué)生對電力電子器件及應(yīng)用電路的直觀認(rèn)識）

電力電子應(yīng)用創(chuàng)新實訓(xùn)模塊底盒使用190mm×145mm，124mm×145mm兩種開模有機(jī)透明封閉塑料底盒，模塊面板采用藍(lán)色印制電路板PCB工藝，可以直觀看到器件的實物及相關(guān)的原理圖。對于高壓電路安裝在面板背面，或者通過雙圈接線柱引出接口，透過透明底盒能夠看到器件實物，方便感性認(rèn)識。

包含三相同步信號電路單元模塊、TC787AP三相集成脈沖觸發(fā)電路模塊（設(shè)有單雙脈沖切換開關(guān)，封鎖及輸出開關(guān)，移相電位器等）、六路功率三極管BU406及灌封脈沖變壓器隔離的脈沖輸出電路，PWM脈沖發(fā)生器及四路功率橋功率輸出電路、二極管整流電路、四路IGBT功率橋電路及LEM電流傳感器檢測電路、三相晶閘管整流電路、基于DSP的三相異步電機(jī)IPM逆變調(diào)速模塊電路（矢量控制）、變頻調(diào)速按鍵與LED顯示電路模塊，交流電壓檢測儀表、交流電流檢測儀表、直流電壓和電流檢測儀表等。

本套件可完成單相半波不控整流電路實訓(xùn)，單相全橋不控整流電路實訓(xùn)，三相晶閘管觸發(fā)電路實訓(xùn)，三相半波整流電路實訓(xùn)，三相半控橋式整流電路實訓(xùn)，三相橋式整流電路實訓(xùn)，三相交流調(diào)壓電路實訓(xùn)，DC/DC 全橋IGBT整流電路實訓(xùn)，直流電機(jī)H橋IGBT可逆調(diào)速電路實訓(xùn)，交流電機(jī)矢量變頻調(diào)速電路實訓(xùn)等。

12、實訓(xùn)室安全用電智能控制系統(tǒng)（整個實驗室只需配置1套，安裝在總電源處）

智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護(hù)功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護(hù)器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機(jī)APP和PC端云平臺通訊，沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運(yùn)行。

1、智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機(jī)交互界面，實時監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設(shè)備，PC端進(jìn)行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動使用，PC端可分時預(yù)約設(shè)備的啟動和停止！

五、本裝置能開設(shè)的實驗項目（以上配置）

（一）晶閘管觸發(fā)電路實驗項目

1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

2）正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗

3）鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗

4）單相集成鋸齒波觸發(fā)電路實驗（由 Tca785 組成）

5）三相集成鋸齒波觸發(fā)電路實驗

（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(diào)壓電路實驗

9）單相交流調(diào)功電路實驗

10）三相交流調(diào)壓電路實驗

（三）新器件特性及驅(qū)動保護(hù)實驗項目

1）單向晶閘管（ SCR ）特性實驗

2）可關(guān)斷晶閘管（ GTO ）特性實驗

3）功率場效應(yīng)管（ MOSFET ）特性實驗

4）功率晶體管（ GTR ）特性實驗

5）絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）特性實驗

6）可關(guān)斷晶閘管（ GTO ）驅(qū)動與保護(hù)電路實驗

7）功率場效應(yīng)管（ MOSFET ）驅(qū)動與保護(hù)電路實驗

8）功率晶體管（ GTR ）驅(qū)動與保護(hù)電路實驗

9）絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）驅(qū)動與保護(hù)電路實驗

（四）典型新器件線路實驗

1）單相正弦波脈寬調(diào)制（ SPWM ）逆變電路實驗

2）直流斬波電路的性能研究（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）

序號	編號	名稱	數(shù)量
1	DX01	電源控制屏	1套
2	DX02	實驗桌	1張
3	DX03-1	三相可控整流電路（一）	1件
4	DK05	晶閘管觸發(fā)電路	1件
5	DK07	直流斬波實驗（六種典型線路）	1件
6	DK09	電力電子器件特性實驗	1件
7	DK13	功率器件驅(qū)動與保護(hù)電路	1件
8	DK14	單相交直交變頻原理	1件
9	DX17	實驗元器件	1件
10	連接線	高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插實驗連接線	1套
11	透明型電力電子	透明型電力電子應(yīng)用創(chuàng)新實訓(xùn)模塊(便于學(xué)生對電力電子器件及應(yīng)用電路的直觀認(rèn)識）	全室配1套
12		實訓(xùn)室安全用電智能電源管理控制系統(tǒng)（整個實驗室配置1套）	全室配1套
13	輔助教學(xué)軟件	（1）電機(jī)與變壓器仿真教學(xué)軟件（正版3D軟件，便于升級）（2）電力拖動仿真教學(xué)軟件（正版3D軟件，有軟件著作權(quán)，便于升級）（3）電工作業(yè)培訓(xùn)（用電安全與觸電急救）仿真教學(xué)軟件（正版3D軟件，有軟件著作權(quán)，便于升級）	網(wǎng)絡(luò)版 50個接點