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英超精华20192019:TRYDD-02電力電子技術實驗裝置

英超冠军奖杯 www.mlxur.com TRYDD-02型現代電力電子技術實驗裝置

一、概述
     “TRYDD-02型現代電力電子技術英超冠军奖杯”依據西安交通大學王兆安編著的《電力電子技術》(第四版)、《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“RYDD-01型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。
二、適用范圍
    本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:155×79.5×147 cm3

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)交流電源(帶有過流?;ご朧?BR>提供交流電源:三相交流電源(220V/1.5A)
  (2)高壓直流電源
直流電源:輸出220V/0.5A,具有輸出短路?;?。
  (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電力電子實驗裝置;
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,并帶過流?;?。
  (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?;?。
  (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?;ぬ逑?BR>    三相隔離變壓器一組:三相電源首先通過三相漏電?;て?,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?;ぷ饔?。
    電壓型漏電?;て?:對隔離變壓器前的線路出現的漏電現象進行?;?,使控制屏內的接觸器跳閘,切斷電源。
    電壓型漏電?;て?:對隔離變壓器后的線路及實驗過程中的接線等出現的漏電現象進行?;?,發出報警信號并切斷電源,確保人身安全。
    電流型漏電?;ぷ爸茫嚎刂破寥粲新┑縵窒?,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,設有兩根方型不銹鋼管,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??刂破亮講嗌櫨械ハ噯?20V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。配有示波器擱板。
  3、DX03三相可控整流電路(一)
    提供6只5A/1000V的晶閘管,每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲?;ぷ爸?,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。
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、DX04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、DX05晶閘管觸發電路(二)
    提供正弦波同步移相觸發電路實驗、單相交流調壓觸發電路實驗及單相并聯逆變觸發電路實驗共三種。
  6、DX06功率器件驅動與?;さ緶罰ㄒ唬?BR>    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%。
  7、DX07功率器件驅動與?;さ緶罰ǘ?BR>    提供GTO和GTR的驅動?;さ緶?,PWM信號和直流電源均從PE14上取。
  8、DX08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,電感或電機)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。
  9、DX09 DC/DC變換電路
    提供了DC/DC變換電路實驗的主電路和控制電路。電力電子器件為IGBT,控制電路采用PWM控制集成電路SG3525,掛箱面板上還提供了所需的觀測孔。
  10、DX10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??賞瓿傘翱氐緶吩誑酚氡棧廢賂涸靨匭緣牟饈浴幣約啊暗繚吹繆共ǘ允涑齙撓跋臁鋇仁笛檳諶?。
  11、DX11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??賞瓿山灘鬧薪笛拐恫ǖ緶罰˙uck 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。
  12、DX12斬控式交流調壓電路
    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,采用全控型器件IGBT管實現“斬控式交流調壓實驗”。
    13、DX13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。
    14、DX14單端反激式隔離開關電源
    輸入交流電壓范圍為50V~200V,輸出為三組直流電源,分別為+5V、5A;+12V、1A;-12V、1A,在輸入交流電壓和直流輸出負載變化時輸出電壓的變化率小于0.3%。
    15、DX15 PS-ZVS-PWM軟開關技術
    主要包括H橋電路、控制電路和穩壓反饋電路,用于展現移相零電壓開關的電路結構和工作原理。H橋電路有四只MOSFET管組成,控制電路采用全橋軟開關電源移相PWM控制芯片UCC3895和驅動芯片HIP4081組成,穩壓反饋電路由TL431等元件組成。
  16、DX16整流電路有源功率因數校正
    主要有整流電路、升壓變換器、控制電路三部分組成??刂頻緶凡捎霉β室蚴刂菩酒琔CC3817N和外圍元器件組成。最大輸出功率是100W(200V±5%,0.5A),工作頻率為100KHz。通過適當的連線可以完成下列實驗項目:
    (1) 無濾波電容的整流電路帶純阻性負載的測試
    (2) 有濾波電容的整流電路帶純阻性負載的測試
    (3) 整流電路有源功率因數校正的測試
    (4) 控制電路的波形測試,功率柵極控制信號觀察
    (5) 整流電路有源功率因數校正電路的性能測試
  17、DX17實驗元器件
    提供晶閘管(均設有RC吸收和保險絲?;ぃ?、壓敏電阻(作為過壓?;ぴ?,內部已連成三角形接法)、二極管及燈座、RC吸收電路。
  18、DX18單端電流反饋他激式隔離開關電源
    采用專用集成電路UC3844作PWM控制器,可直接驅動MOSFET功率場效應管。通過與直流可調電源、負載的配合可展示電路原理,各點波形測試,輸入電壓和負載改變時的波形變化和性能測試等項目。
  19、DX19升、降壓與復合斬波電路
    通過PWM控制器與兩個IGBT三極管,兩個二極管的簡單聯結,配以發電機、電動機的組合負荷,用雙蹤示波器能展示降壓電路的第一象限電壓-電流圖,升壓電路的第二象限電壓-電流圖,復合電路的第一、第二象限電壓-電流圖。同時能展示以上三種狀態下的續流、臨界斷流、斷流時的電壓、電流波形(改變輸入電壓、改變PWM脈寬、改變負荷電機力矩)。并可簡單地聯結成升、降壓與復合電路,由于結構上的特點,實驗還可演示斬波電路電機負荷能耗制動、回饋制動等的實驗效果。
  20、DX20三相可控整流電路(二)
    提供6只5A/1000V的晶閘管,每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲?;ぷ爸?,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。
三相觸發電路由專用晶閘管新型集成觸發電路Tc787組成,體現了現代晶閘管觸發技術的最新應用;同時提供六路觸發脈沖功放電路等。
  21、DX21晶閘管觸發電路(三)
    由西門子專用晶閘管集成觸發電路Tca785組成,可完成單相集成觸發電路實驗,體現了現代晶閘管觸發技術的最新應用。
  22、DX22單相智能功率、功率因數表
    由微電腦、高精度A/D轉換芯片和全數顯電路構成。通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。在硬、軟件上均分八檔區域,自動判斷、自動換檔,功率測量精度1.0級,電壓、電流量程分別為450V、5A,還可儲存數據,供隨時查閱。
  23、DQ03-1不銹鋼電機導軌、光碼盤測速系統(日本歐姆龍1024光電編碼器)及數顯轉速表
  24、DQ07-1直流復勵發電機
  25、DQ09直流并勵電動機
  26、DQ17單相電阻啟動異步電動機
  27、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(全配)
(一)晶閘管觸發電路實驗項目
    1.單結晶體管觸發電路
    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.單相集成鋸齒波觸發電路實驗(由Tca785組成)
    5.三相集成鋸齒波觸發電路實驗(由KC04等組成)
    6.三相集成鋸齒波觸發電路實驗(由TC787組成)
(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.單相并聯逆變電路實驗
    9.單相交流調壓電路實驗
    10.單相交流調功電路實驗
    11.三相交流調壓電路實驗
(三)新器件特性及驅動?;な笛橄钅?BR>    1.單向晶閘管(SCR)特性實驗
    2.可關斷晶閘管(GTO)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.絕緣雙極性晶體管(IGBT)特性實驗
    6.可關斷晶閘管(GTO)驅動與?;さ緶肥笛?BR>    7.功率場效應管(MOSFET)驅動與?;さ緶肥笛?BR>    8.功率晶體管(GTR)驅動與?;さ緶肥笛?BR>    9.絕緣雙極性晶體管(IGBT)驅動與?;さ緶肥笛?BR>(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.全橋DC/DC變換電路實驗
    3.半橋型開關穩壓電源的性能研究
    4.單端反激式隔離開關電源實驗
    5.單端電流反饋他激式隔離開關電源實驗
    6.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)
    7.升、降壓與復合斬波電路實驗
    8.單相斬控式交流調壓電路實驗
    9.整流電路有源功率因數校正實驗
    10.軟開關技術實驗

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