SBDLDZ-1型电力电子及交、直流调速实验装置

一、概述

电力电子及交、直流调速实验装置具有良好的兼容性和可扩展性。电力电子及交、直流调速实验台采用平台式设计，即实验中所要用到的各类仪表和电源基本上采用固定式，实验项目采用组件式，根据用户的需求进行选配，并且日后可方便地扩展。电力电子及交、直流调速实验设备由实验桌、实验屏、工具箱、实验单元箱、三相鼠笼异步电动机、直流电动机-直流发电机-测速发电机机组、负载电阻箱、直流调速器模块、交流变频器模块等组成。

（电力电子实训装备及电力电子创新模块参考图片）

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、等实训项目。

2、适应性强 能满足各类学校相应课程的实训教学，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训，只需添加部件即可，永不淘汰。

3、整套性强 从专用电源、电机及其它实训部件到实训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训的需要进行配套。

4、直观性强 各实训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，节约实训用房，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，实训噪声小，整齐美观，改善实训环境；实训内容丰富，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训。

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。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训室，创造了条件。

7、先进性强 本装置着重从新器件高度来考虑，在保留了晶闸管实训的基础上，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训，让学生对新器件有足够的认识和了解，紧跟时代步伐。

三、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：＜1000W

4、外形尺寸：1700×700×1580 mm

四、装置的基本装备

1、DX-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（380V/5A) , 带有过流保护措施。     

三相交流电源隔离变压器(220V/1.5A) , 带有过流保护措施。　　

（2）高压直流电源直流电源：输出220V/0.5A，具有输出短路保护。

（3）数字式仪表

①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；

②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。

③真有效值交流数字电流表一只：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，为调速系统提供电流的指示；

④直流数字电压表一只：测量范围0～300V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级；

⑤直流数字电流表一只：测量范围0～5A，三位半数显，精度0.5级，具有短路保护等功能。

（4）带镜面的指针表：直流电压表（测量范围0～±300V，为中零式，精度为1.0级）直流电流表（测量范围0～±2A，为中零式，精度为1.0级）

（5）三相可调电阻（90Ω×2/0.41A一个 、900Ω×2/0.41A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0～250V/0.5KVA单相交流自耦调压器，为相应的实训提供可调交流电源，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训。

（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：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。

实训连接线及插座：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）实训管理器

具有设定实训时间、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、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，设有两根钢管，可挂置实训部件，凹槽底部设有3芯插座， 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、DX02实训桌

实训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。实训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，有利于实训室的布局。

3、DX03三相可控整流电路（一）

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训。 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、DK05 单相晶闸管触发电路实训

提供单结晶体管触发电路、锯齿波同步移相触发电路、西门子TCA785集成触发电路。

5、DK07直流斩波实训

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训。

6、DK09新器件特性实训

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTR新器件，与DK13配套使用，可完成电力电子新器件的驱动特性实训。

7、DK13功率器件驱动电路实训箱

主要是为完成新器件特性实训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 、 GTR 和 GTO 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 4KHz ～ 10KHz ；低频档是为 GTR 和 GTO 驱动电路提供 PWM 波形，频率调节范围 400Hz ～ 1KHz ；占空比均能从 0% 调至 100% 。

8、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、黄俊主编的《电力电子技术》(第四版)的相关内容进行开发，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。能完成如下实训项目：1、SPWM波形成的过程；2、交直交变频电路在不同负载（电阻，电感和电机）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。

9、DQ09直流并励电动机 （185W，220V，1500r/min）

10、DQ11三相线绕式异步电动机：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min

11、GDQ12线绕式异步电机起动与调速电阻箱

提供0、2欧、5欧、15欧、35欧五档同轴联调的三相绕线异步电动机转子起动、调速电阻一组。

12、电力电子应用创新实训模块

1.采用透明有机塑料盒封装，可以构建电力电子电路实训；2.可以实现灯光调节或三相异步电机的调速控制。

提供的模块如下：三相同步信号电路、三相TC787集成脉冲输出及功率放大电路、二极管整流电路、MOSFET/IGBT 功率桥电路、晶闸管整流电路、IGBT 模块电路、直流电流检测与处理电路，保护电路；提供三相绕线式异步电动机1台、灯泡负载1只。

13、实训连接线：

根据不同实训项目的特点，配备两种不同的实训联接线，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，这样大大提高了实训的安全及合理性。

六、本装置能开设的实训项目

电力电子技术实训项目

（一）电力电子技术实训（晶闸管部分）

1）单结晶体管BT35触发电路

2）锯齿波同步移相触发电路

3）TCA785 集成触发电路

4）单相半波可控整流电路

5）单相桥式半控整流电路

6）单相桥式全控整流电路及有源逆变电路

7）三相半波可控整流电路实训

8）三相半波有源逆变电路

9）三相桥式半控整流电路

10）三相桥式全控整流及有源逆变电路

11）单相交流调压电路

12）三相交流调压电路

（二）电力电子器件特性实训

1）单向晶闸管(SCR)特性实训

2）可关断晶闸管(GTO)特性实训

3）功率场效应管(MOSFET)特性实训

4）电力晶体管(GTR)特性实训

5）绝缘双极型晶体管(IGBT)特性实训

6）可关断晶闸管(GTO)驱动与保护电路实训

7）功率场效应管(MOSFET)驱动与保护电路实训

8）电力晶体管(GTR)驱动与保护电路实训

9）绝缘双极型晶体管(IGBT)驱动与保护电路实训

10）双向晶闸管特性研究

（三）电力电子器件典型线路实训

1）单相正弦波脉宽调制（SPWM）逆变电路实训

2）直流斩波电路的性能研究（降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波的电路、Cuｋ斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路）

3）全桥DC/DC变换电路（IGBT）

4）调光灯电路实训

（四）交直流电机调速系统实训

（1）三相异步电机调压调速系统实训（SCR）

（2）直流电机的PWM调速实训（IGBT）

七、装置的配置清单：