現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺，電力電子實(shí)訓(xùn)柜
2024-07-24 06:48現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺
一、概述
現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺主要功能：進(jìn)行《電機(jī)學(xué)》、《電機(jī)與電氣控制》、《電力拖動技術(shù)》、《機(jī)床電氣控制技術(shù)》等相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)。
現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：主要培養(yǎng)學(xué)生在電機(jī)與電氣控制線路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、電機(jī)維修等方面的專業(yè)技能與能力；能開展電氣控制實(shí)訓(xùn)、電動機(jī)實(shí)訓(xùn)、變壓器實(shí)訓(xùn)。
現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺面向?qū)I(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)及其他工科專業(yè)。
職業(yè)能力：培養(yǎng)學(xué)生的動手與交流能力，同時(shí)可以為校內(nèi)外的機(jī)電設(shè)備調(diào)試、維修等提供技術(shù)支持，開展電機(jī)與控制內(nèi)容的社會服務(wù)。通過實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生的誠信品質(zhì)、敬業(yè)精神、團(tuán)隊(duì)精神、責(zé)任意識。
現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺主要用于完成《電機(jī)學(xué)》、《電機(jī)與電氣控制》、《電力拖動技術(shù)》、《機(jī)床電氣控制技術(shù)》等專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)任務(wù)，囊括了電力拖動及電氣控制實(shí)驗(yàn)裝置包括電機(jī)學(xué)、電機(jī)拖動、電力拖動、半導(dǎo)體變流技術(shù)、直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)、控制理論等幾個(gè)模塊。
(圖1：實(shí)驗(yàn)設(shè)備外形參考圖片，也可以根據(jù)學(xué)校要求定做）
(圖2：部分實(shí)驗(yàn)掛件2圖片展示）
二、特點(diǎn)
1、綜合性強(qiáng)：本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機(jī)控制、控制理論等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、適應(yīng)性強(qiáng)：能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性強(qiáng)：從專用電源、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專用導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。
4、直觀性強(qiáng)：各實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)方便。
5、科學(xué)性強(qiáng)：裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房，減少基建投資；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù)；小電機(jī)耗電省，節(jié)約能源，實(shí)驗(yàn)噪聲小，整齊美觀，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識外還可結(jié)合實(shí)際開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
6、先進(jìn)性強(qiáng)：本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動以及典型的新器件應(yīng)用的大量現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對新器件有足夠的認(rèn)識和了解，緊跟時(shí)代步伐。
三、適用范圍:代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺涵蓋了各高等院校等所開設(shè)的"電力電子技術(shù)(或稱半導(dǎo)體變流技術(shù))"、"直流調(diào)速"、"交流調(diào)速"、"電機(jī)控制"、"電力拖動自動控制系統(tǒng)"及"控制理論"等專業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
四、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：＜1.5KVA
4、外形尺寸：1600×800×1250cm3
五、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置的基本裝備:訓(xùn)平臺設(shè)備整體采用鈑金結(jié)構(gòu)，四周采用圓弧設(shè)計(jì)，兩面開智能門，配有智能散熱風(fēng)扇，配有接線單元區(qū)和電力電子實(shí)驗(yàn)板；整體采用亮白烤漆；柜體內(nèi)部設(shè)計(jì)有維修照明燈，各模塊及電源安裝板，維修時(shí)可直接取出模塊板，采用插拔式接線，要求采用醫(yī)療自助機(jī)柜模式結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)平臺底部配有重型萬向輪。
1、DK01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，）
（1）交流電源（均帶有過流保護(hù)措施）提供交流電源：直流調(diào)速檔為三相交流電200V/3A。交流調(diào)速檔為三相交流電240V/3A。
（2）高壓直流電源:磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護(hù)。
（3）指示及測量儀表
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；
2．真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，精度0.5級，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，精度0.5級，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0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級，為調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；
5．直流數(shù)字電流表一只：測量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，為調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。
（4）人身安全保護(hù)體系
1）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，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計(jì)），對人身安全起到一定的保護(hù)作用。
2）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。
3）實(shí)驗(yàn)連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接及插座分開，不能混插。
4）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。
（5）智能無線電源管理系統(tǒng):能無線電源管理系統(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(shí)，防止漏電保護(hù)器合閘，造成觸電危險(xiǎn)；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時(shí)，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(dú)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(shí)時(shí)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(bào)功能。能實(shí)時(shí)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(shí)驗(yàn)室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時(shí)間管理包含年月日時(shí)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(shí)預(yù)約設(shè)備的啟動和停止！
2）手機(jī)APP：用電狀態(tài)界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時(shí)間值等。后臺查看報(bào)警日志、操作日志、故障日志等�？刂疲嚎稍谖⑿判〕绦蛑羞h(yuǎn)程控制智能開關(guān)的通斷。
3）PC端軟件：每個(gè)設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個(gè)子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個(gè)人中心資料管理、用戶報(bào)警定位跟蹤與信息統(tǒng)計(jì)；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能�？梢绘I開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨(dú)控制每臺設(shè)備的開關(guān)！
2、DQ03-1固定電機(jī)導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
3、DQ27三相可調(diào)電阻（每組900Ω×2/0.41A）
4、DK03晶閘管主電路:供12只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險(xiǎn)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(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±2A，精度1.0級各一只和平波電抗器一組。
5、DK04三相晶閘管觸發(fā)電路提供三相觸發(fā)電路、功放電路，脈沖變壓器等，與"DK03"配套使用。
6、DK05晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)提供單結(jié)晶體管、鋸齒波同步移向、正弦波同步移向觸發(fā)電路，KC05單相交流調(diào)壓，西門子TCA785集成觸發(fā)電路等。
7、DK06電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）提供以下模塊：電流反饋與過流保護(hù)（FBC+FA）、給定器（G）、轉(zhuǎn)速變換器（FBS）、速度調(diào)節(jié)器（ASR）、反號器（AR）、電流調(diào)節(jié)器（ACR）等。
8、DK09新器件特性實(shí)驗(yàn)提供SCR、MOSFET、IGBT、GTR新器件，可完成電力電子新器件特性實(shí)驗(yàn)。
9、DK10可調(diào)電阻、電容箱提供耐壓AC63V的可調(diào)電容三組，調(diào)節(jié)范圍為0.1～11.37?F，0～999kΩ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組；供電流調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器反饋回路使用，可靈活改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時(shí)間。
10、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供可調(diào)電源；一個(gè)整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調(diào)電阻，為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)可調(diào)的阻性負(fù)載。
11、DK12變壓器實(shí)驗(yàn)提供三相芯式變壓器一個(gè)（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），用于異步電機(jī)串級調(diào)速實(shí)驗(yàn)和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊。
12、DK13功率器件驅(qū)動電路實(shí)驗(yàn)箱主要是為完成新器件特性實(shí)驗(yàn)提供驅(qū)動和保護(hù)電路，使學(xué)生了解電力電子新器件的驅(qū)動特性。主要包括電源、驅(qū)動電路、PWM波形發(fā)生器。
（1）電源：為驅(qū)動電路提供電源，包括±5V、+20V、±15V直流電源。
（2）驅(qū)動電路：包括GTR、MOSFET、IGBT的驅(qū)動電路。其中IGBT的驅(qū)動電路采用了專用芯片EXB841。
（3）PWM波形發(fā)生器：由SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要為新器件驅(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 頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz～10KHz。
13、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(diǎn)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(diǎn)及其使用。
成如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)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。
14、DK07直流斬波實(shí)驗(yàn):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(jì)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˙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(shí)驗(yàn)。
15、DK06-1 電機(jī)調(diào)速控制電路（II）提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
16、DQ07-1直流發(fā)電機(jī)(DC220V，240W，n=1500RPM)
17、DQ09直流并勵(lì)電動機(jī) （Un=DC220V ， IN=1.1A ， PN=185W ， n=1500RPM ，絕緣等級E ）
18、DQ11三相線繞式異步電動機(jī)（AC220V，接法 Y，轉(zhuǎn)速 1380RPM，功率100W ,電流0.6A，絕緣等級E）
19、GDQ12線繞式異步電機(jī)起動與調(diào)速電阻箱提供0、2、5、15的三相繞線異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子起動、調(diào)速電阻一組。
20、DQ10三相鼠籠式異步電動機(jī) （380V，Y接法）
21、基于DSP的雙閉環(huán)空間矢量交流變頻調(diào)速系統(tǒng)(可供教師DSP學(xué)習(xí)研究或?qū)W生畢業(yè)設(shè)計(jì)使用）空間矢量脈寬調(diào)制-SVPWM，主要思想是把三相交流電機(jī)等效為直流電機(jī)，然后跟蹤圓形磁場。SVPWM主要由：波形發(fā)生器，Chark變換，扇區(qū)判斷，Park變換，橋臂作用時(shí)間，比較器，插入死區(qū)等模塊組成。
本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是基于德州儀器TI公司的28335型C2000系列DSP而設(shè)計(jì)的高性能矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)由實(shí)驗(yàn)箱(含DSP控制板、IPM智能功率驅(qū)動模塊和24V開關(guān)電源)、XDS100V2-USB2.0仿真器，三相鼠籠式異步電動機(jī)，增量式光電編碼器，聯(lián)軸器，固定電機(jī)導(dǎo)軌等組成。
本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在線編程，通過XDS100V2 USB2.0仿真器在線仿真，提供源程序，可在線燒寫DSP程序。
22、SB 06實(shí)驗(yàn)連接線：根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，插頭采用實(shí)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(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
六、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(晶閘管)
1．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
2．鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
3．正弦波觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
4.TCA785集成觸發(fā)電路
5．單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
6．單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
7．單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
8．三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
9．三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
10．三相半波有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
11．三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
12．單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
13．三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
（二） 現(xiàn)代電力電子器件部分
1.單向晶閘管(SCR)特性實(shí)驗(yàn)
2.電力晶體管(GTR)特性實(shí)驗(yàn)
3.電力晶體管(GTR)驅(qū)動與保護(hù)電路
4.功率場效應(yīng)管(MOSFET)特性實(shí)驗(yàn)
5.功率場效應(yīng)管(MOSFET)的驅(qū)動與保護(hù)電路
6.絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實(shí)驗(yàn)
7.絕緣雙極型晶體管(IGBT)的驅(qū)動與保護(hù)電路
(三）典型電力電子器件線路實(shí)驗(yàn)
1．單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電路原理實(shí)驗(yàn)
2.直流斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路) (IGBT)
（四）直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)（直流電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)）
1．晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試
2．單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3．帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
4．轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
5．邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
（五）交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（交流電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)）
1．雙閉環(huán)三相繞線異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
2．雙閉環(huán)三相繞線異步電機(jī)串極調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
（六）基于DSP的三相異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)
七、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺清單
一、概述
現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺主要功能：進(jìn)行《電機(jī)學(xué)》、《電機(jī)與電氣控制》、《電力拖動技術(shù)》、《機(jī)床電氣控制技術(shù)》等相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)。
現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：主要培養(yǎng)學(xué)生在電機(jī)與電氣控制線路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、電機(jī)維修等方面的專業(yè)技能與能力；能開展電氣控制實(shí)訓(xùn)、電動機(jī)實(shí)訓(xùn)、變壓器實(shí)訓(xùn)。
現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺面向?qū)I(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)及其他工科專業(yè)。
職業(yè)能力：培養(yǎng)學(xué)生的動手與交流能力，同時(shí)可以為校內(nèi)外的機(jī)電設(shè)備調(diào)試、維修等提供技術(shù)支持，開展電機(jī)與控制內(nèi)容的社會服務(wù)。通過實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生的誠信品質(zhì)、敬業(yè)精神、團(tuán)隊(duì)精神、責(zé)任意識。
現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺主要用于完成《電機(jī)學(xué)》、《電機(jī)與電氣控制》、《電力拖動技術(shù)》、《機(jī)床電氣控制技術(shù)》等專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)任務(wù)，囊括了電力拖動及電氣控制實(shí)驗(yàn)裝置包括電機(jī)學(xué)、電機(jī)拖動、電力拖動、半導(dǎo)體變流技術(shù)、直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)、控制理論等幾個(gè)模塊。
(圖1：實(shí)驗(yàn)設(shè)備外形參考圖片，也可以根據(jù)學(xué)校要求定做）
(圖2：部分實(shí)驗(yàn)掛件2圖片展示）
二、特點(diǎn)
1、綜合性強(qiáng)：本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機(jī)控制、控制理論等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、適應(yīng)性強(qiáng)：能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性強(qiáng)：從專用電源、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專用導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。
4、直觀性強(qiáng)：各實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)方便。
5、科學(xué)性強(qiáng)：裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房，減少基建投資；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù)；小電機(jī)耗電省，節(jié)約能源，實(shí)驗(yàn)噪聲小，整齊美觀，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識外還可結(jié)合實(shí)際開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
6、先進(jìn)性強(qiáng)：本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動以及典型的新器件應(yīng)用的大量現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對新器件有足夠的認(rèn)識和了解，緊跟時(shí)代步伐。
三、適用范圍:代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺涵蓋了各高等院校等所開設(shè)的"電力電子技術(shù)(或稱半導(dǎo)體變流技術(shù))"、"直流調(diào)速"、"交流調(diào)速"、"電機(jī)控制"、"電力拖動自動控制系統(tǒng)"及"控制理論"等專業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
四、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：＜1.5KVA
4、外形尺寸：1600×800×1250cm3
五、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置的基本裝備:訓(xùn)平臺設(shè)備整體采用鈑金結(jié)構(gòu)，四周采用圓弧設(shè)計(jì)，兩面開智能門，配有智能散熱風(fēng)扇，配有接線單元區(qū)和電力電子實(shí)驗(yàn)板；整體采用亮白烤漆；柜體內(nèi)部設(shè)計(jì)有維修照明燈，各模塊及電源安裝板，維修時(shí)可直接取出模塊板，采用插拔式接線，要求采用醫(yī)療自助機(jī)柜模式結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)平臺底部配有重型萬向輪。
1、DK01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，）
（1）交流電源（均帶有過流保護(hù)措施）提供交流電源：直流調(diào)速檔為三相交流電200V/3A。交流調(diào)速檔為三相交流電240V/3A。
（2）高壓直流電源:磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護(hù)。
（3）指示及測量儀表
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；
2．真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，精度0.5級，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，精度0.5級，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0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級，為調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；
5．直流數(shù)字電流表一只：測量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，為調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。
（4）人身安全保護(hù)體系
1）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，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計(jì)），對人身安全起到一定的保護(hù)作用。
2）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。
3）實(shí)驗(yàn)連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接及插座分開，不能混插。
4）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。
（5）智能無線電源管理系統(tǒng):能無線電源管理系統(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(shí)，防止漏電保護(hù)器合閘，造成觸電危險(xiǎn)；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時(shí)，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(dú)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(shí)時(shí)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(bào)功能。能實(shí)時(shí)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(shí)驗(yàn)室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時(shí)間管理包含年月日時(shí)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(shí)預(yù)約設(shè)備的啟動和停止！
2）手機(jī)APP：用電狀態(tài)界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時(shí)間值等。后臺查看報(bào)警日志、操作日志、故障日志等�？刂疲嚎稍谖⑿判〕绦蛑羞h(yuǎn)程控制智能開關(guān)的通斷。
3）PC端軟件：每個(gè)設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個(gè)子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個(gè)人中心資料管理、用戶報(bào)警定位跟蹤與信息統(tǒng)計(jì)；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能�？梢绘I開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨(dú)控制每臺設(shè)備的開關(guān)！
2、DQ03-1固定電機(jī)導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
3、DQ27三相可調(diào)電阻（每組900Ω×2/0.41A）
4、DK03晶閘管主電路:供12只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險(xiǎn)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(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±2A，精度1.0級各一只和平波電抗器一組。
5、DK04三相晶閘管觸發(fā)電路提供三相觸發(fā)電路、功放電路，脈沖變壓器等，與"DK03"配套使用。
6、DK05晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)提供單結(jié)晶體管、鋸齒波同步移向、正弦波同步移向觸發(fā)電路，KC05單相交流調(diào)壓，西門子TCA785集成觸發(fā)電路等。
7、DK06電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）提供以下模塊：電流反饋與過流保護(hù)（FBC+FA）、給定器（G）、轉(zhuǎn)速變換器（FBS）、速度調(diào)節(jié)器（ASR）、反號器（AR）、電流調(diào)節(jié)器（ACR）等。
8、DK09新器件特性實(shí)驗(yàn)提供SCR、MOSFET、IGBT、GTR新器件，可完成電力電子新器件特性實(shí)驗(yàn)。
9、DK10可調(diào)電阻、電容箱提供耐壓AC63V的可調(diào)電容三組，調(diào)節(jié)范圍為0.1～11.37?F，0～999kΩ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組；供電流調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器反饋回路使用，可靈活改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時(shí)間。
10、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供可調(diào)電源；一個(gè)整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調(diào)電阻，為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)可調(diào)的阻性負(fù)載。
11、DK12變壓器實(shí)驗(yàn)提供三相芯式變壓器一個(gè)（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），用于異步電機(jī)串級調(diào)速實(shí)驗(yàn)和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊。
12、DK13功率器件驅(qū)動電路實(shí)驗(yàn)箱主要是為完成新器件特性實(shí)驗(yàn)提供驅(qū)動和保護(hù)電路，使學(xué)生了解電力電子新器件的驅(qū)動特性。主要包括電源、驅(qū)動電路、PWM波形發(fā)生器。
（1）電源：為驅(qū)動電路提供電源，包括±5V、+20V、±15V直流電源。
（2）驅(qū)動電路：包括GTR、MOSFET、IGBT的驅(qū)動電路。其中IGBT的驅(qū)動電路采用了專用芯片EXB841。
（3）PWM波形發(fā)生器：由SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要為新器件驅(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 頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz～10KHz。
13、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(diǎn)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(diǎn)及其使用。
成如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)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。
14、DK07直流斬波實(shí)驗(yàn):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(jì)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˙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(shí)驗(yàn)。
15、DK06-1 電機(jī)調(diào)速控制電路（II）提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
16、DQ07-1直流發(fā)電機(jī)(DC220V，240W，n=1500RPM)
17、DQ09直流并勵(lì)電動機(jī) （Un=DC220V ， IN=1.1A ， PN=185W ， n=1500RPM ，絕緣等級E ）
18、DQ11三相線繞式異步電動機(jī)（AC220V，接法 Y，轉(zhuǎn)速 1380RPM，功率100W ,電流0.6A，絕緣等級E）
19、GDQ12線繞式異步電機(jī)起動與調(diào)速電阻箱提供0、2、5、15的三相繞線異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子起動、調(diào)速電阻一組。
20、DQ10三相鼠籠式異步電動機(jī) （380V，Y接法）
21、基于DSP的雙閉環(huán)空間矢量交流變頻調(diào)速系統(tǒng)(可供教師DSP學(xué)習(xí)研究或?qū)W生畢業(yè)設(shè)計(jì)使用）空間矢量脈寬調(diào)制-SVPWM，主要思想是把三相交流電機(jī)等效為直流電機(jī)，然后跟蹤圓形磁場。SVPWM主要由：波形發(fā)生器，Chark變換，扇區(qū)判斷，Park變換，橋臂作用時(shí)間，比較器，插入死區(qū)等模塊組成。
本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是基于德州儀器TI公司的28335型C2000系列DSP而設(shè)計(jì)的高性能矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)由實(shí)驗(yàn)箱(含DSP控制板、IPM智能功率驅(qū)動模塊和24V開關(guān)電源)、XDS100V2-USB2.0仿真器，三相鼠籠式異步電動機(jī)，增量式光電編碼器，聯(lián)軸器，固定電機(jī)導(dǎo)軌等組成。
本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在線編程，通過XDS100V2 USB2.0仿真器在線仿真，提供源程序，可在線燒寫DSP程序。
22、SB 06實(shí)驗(yàn)連接線：根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，插頭采用實(shí)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(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
六、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(晶閘管)
1．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
2．鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
3．正弦波觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
4.TCA785集成觸發(fā)電路
5．單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
6．單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
7．單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
8．三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
9．三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
10．三相半波有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
11．三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
12．單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
13．三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
（二） 現(xiàn)代電力電子器件部分
1.單向晶閘管(SCR)特性實(shí)驗(yàn)
2.電力晶體管(GTR)特性實(shí)驗(yàn)
3.電力晶體管(GTR)驅(qū)動與保護(hù)電路
4.功率場效應(yīng)管(MOSFET)特性實(shí)驗(yàn)
5.功率場效應(yīng)管(MOSFET)的驅(qū)動與保護(hù)電路
6.絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實(shí)驗(yàn)
7.絕緣雙極型晶體管(IGBT)的驅(qū)動與保護(hù)電路
(三）典型電力電子器件線路實(shí)驗(yàn)
1．單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電路原理實(shí)驗(yàn)
2.直流斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路) (IGBT)
（四）直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)（直流電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)）
1．晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試
2．單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3．帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
4．轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
5．邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
（五）交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（交流電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)）
1．雙閉環(huán)三相繞線異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
2．雙閉環(huán)三相繞線異步電機(jī)串極調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
（六）基于DSP的三相異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)
七、現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺清單
| 序號 | 編號 | 名 稱 | 數(shù)量 |
| 1 | DK01 | 電源控制屏 | 1件 |
| 2 | DQ03-1 | 電機(jī)導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表 | 1件 |
| 3 | DQ27 | 三相可調(diào)電阻（每組900Ω*2/0.41A） | 1件 |
| 4 | DK03 | 晶閘管主電路 | 1件 |
| 5 | DK04 | 三相晶閘管觸發(fā)電路 | 1件 |
| 6 | DK05 | 晶閘管觸發(fā)電路 | 1件 |
| 7 | DK06 | 電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ） | 1件 |
| 8 | DK07 | 直流斬波實(shí)驗(yàn) | 1件 |
| 9 | DK09 | 新器件特性實(shí)驗(yàn) | 1件 |
| 10 | DK10 | 可調(diào)電阻、電容箱 | 1件 |
| 11 | DK11 | 單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載 | 1件 |
| 12 | DK12 | 變壓器實(shí)驗(yàn) | 1件 |
| 13 | DK13 | 功率器件驅(qū)動電路實(shí)驗(yàn)箱 | 1件 |
| 14 | DK14 | 單相交直交變頻原理 | 1件 |
| 15 | DK06-1 | 電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)（Ⅱ） | 1件 |
| 16 | DQ07-1 | 直流發(fā)電機(jī)（240W） | 1臺 |
| 17 | DQ09 | 直流他（并)勵(lì)電動機(jī)（185W） | 1臺 |
| 18 | DQ10 | 三相鼠籠式異步電動機(jī) | 1臺 |
| 19 | DQ11 | 三相線繞式異步電動機(jī) | 1臺 |
| 20 | GDQ12 | 線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱 | 1件 |
| 21 | DSP-1 | 基于DSP的雙閉環(huán)空間矢量交流變頻調(diào)速系統(tǒng) | 1套 |
| 22 | 實(shí)驗(yàn)連接線 | 高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插實(shí)驗(yàn)連接線及配件 | 1套 |
| 23 | 配套教學(xué)數(shù)字資源 |
1.在線教育課程開放平臺 2.輔助教學(xué)仿真3D正版軟件 1）電機(jī)與變壓器仿真教學(xué)軟件 2）電力拖動仿真教學(xué)軟件 3）低壓電工作業(yè)培訓(xùn)（ 包含用電安全與觸電急救）仿真教學(xué)軟件 |
（共1套） |
| 24 | 指導(dǎo)書 | 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 | 1套 |
| 25 | 學(xué)生凳子 | 提供鐵質(zhì)四腳方凳 | 2只 |