一、設備概述

依據高等院校最新統編教材《電力電子技術(shù)》(第五版)(西安交通大學(xué)王兆安編著(zhù))、《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時(shí)編著(zhù))等實(shí)驗大綱的要求，吸收國內、外同類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗室的現狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。



二、性能特點(diǎn)

  1、綜合性強 本裝置綜合了目前國內各類(lèi)學(xué)校電力電子、半導體變流、交直流調速、交流變頻、電機控制、控制理論等實(shí)驗項目。

  2、適應性強 能滿(mǎn)足各類(lèi)學(xué)校相應課程的實(shí)驗教學(xué)，深度和廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學(xué)的進(jìn)程作有機的結合，裝置采用積木式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開(kāi)發(fā)新實(shí)驗，只需添加部件即可。

  3、整套性強 從專(zhuān)用電源、電機及其它實(shí)驗部件到實(shí)驗連接專(zhuān)用導線(xiàn)配套齊全，配套部件的性能、規格等均密切結合實(shí)驗的需要進(jìn)行配套。

  4、直觀(guān)性強 各實(shí)驗掛件采用分隔結構形式，組件面板示意、圖線(xiàn)分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護方便。

  5、科學(xué)性強 裝置占地面積少，節約實(shí)驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經(jīng)特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數；小電機耗電省，節約能源，實(shí)驗噪聲小，整齊美觀(guān)，改善實(shí)驗環(huán)境；實(shí)驗內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外還可結合實(shí)際開(kāi)設設計性實(shí)驗。

  6、開(kāi)放性強 控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監示及短路保護等功能，各測量?jì)x表均有可靠的保護功能，使用安全可靠；整套裝置經(jīng)過(guò)精心設計，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開(kāi)放性實(shí)驗室，創(chuàng )造了條件。

  7、先進(jìn)性強 本裝置著(zhù)重從新器件高度來(lái)考慮，在保留了晶閘管實(shí)驗的基礎上，加入了新器件的特性、新器件的驅動(dòng)以及典型的新器件應用的大量現代電力電子技術(shù)實(shí)驗，讓學(xué)生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時(shí)代步伐。



三、實(shí)驗臺簡(jiǎn)介

實(shí)驗臺殼體全部采用鋼板制作、激光下料、數控折彎，經(jīng)噴砂除油后噴塑處理，面板采用鋁板印字工藝，美觀(guān)耐用、永不變色。實(shí)驗臺設計時(shí)充分考慮了使用群體的特殊性，在人身安全設備安全方面設置了多種保護措施、形成一套完整的保護系統，如漏電、電源短路及過(guò)載、儀表超量程等等都具有保護功能。能滿(mǎn)足開(kāi)展電力電子、電工電子、電機調速、電氣控制等多學(xué)科教學(xué)實(shí)驗的開(kāi)放性要求。實(shí)驗臺控制屏采用鐵質(zhì)雙面亞光密紋噴塑結構，2mm厚鋁面板，采用鋁板印字工藝。實(shí)驗桌采用全鋼結構，桌面采用1.5mm厚鋼板機制而成，強度和壽命是高密度板的幾十倍，桌體設有兩個(gè)大抽屜，無(wú)聲導軌安裝，用于放置工具及資料，實(shí)驗桌聯(lián)體設計，實(shí)驗桌下方設有元件儲存柜、可以放置多余的實(shí)驗模塊，底層設有四個(gè)帶剎車(chē)的輪子，便于移動(dòng)和固定，造型美觀(guān)大方。

 整機綜合保護裝置：能夠對實(shí)驗臺的過(guò)壓、漏電、過(guò)流、短路做到100%的有效保護。能夠實(shí)時(shí)監測實(shí)驗臺內部是否存在故障，如有涉及人身安全或損壞設備的故障發(fā)生，系統會(huì )馬上保護并發(fā)出相應的保護報警信息。

綜合保護裝置主要具有以下幾項功能：



1、過(guò)壓保護：實(shí)驗臺電源經(jīng)電源線(xiàn)、實(shí)驗臺總電源開(kāi)關(guān)、進(jìn)入實(shí)驗臺綜合保護裝置。當電網(wǎng)電壓出現過(guò)壓時(shí)（例如零火線(xiàn)接錯、三相電不平衡等因素）系統能夠及時(shí)發(fā)出保護指令，切斷各種用電設備的電源，包括實(shí)驗臺內部的用電設備（例如智能儀表、信號源、調壓器等等）和插在實(shí)驗臺上的示波器、電腦等設備。并在控制面板上輸出相應的聲光報警信號，過(guò)壓消除后自動(dòng)恢復正常工作。

2、雙重漏電保護：實(shí)驗臺配置電流型漏電保護裝置，采用零序電流互感器實(shí)時(shí)監測剩余電流（即漏電電流），一旦超過(guò)設定值，裝置能在0.1S內斷開(kāi)電源，符合IEC61009-1國家標準。實(shí)驗臺配置電壓型漏電保護裝置，該裝置實(shí)時(shí)監測機殼電壓，一旦電壓超過(guò)設定值，系統會(huì )立刻切斷輸出電源，并在控制面板上輸出相應的聲光報警信號，漏電消除后自動(dòng)恢復正常工作。

3、過(guò)流、短路保護：實(shí)驗臺上都配有三相電源，其特點(diǎn)是電壓高、電壓可調、電流輸出能力強，在實(shí)驗過(guò)程中不可避免的會(huì )發(fā)生過(guò)載、短路，若果沒(méi)有一個(gè)有效的保護裝置，就會(huì )造成設備損壞甚者引起火災。保險絲具有低成本、高可靠性、一次性的特點(diǎn)，但是用在實(shí)驗臺上更換是個(gè)很大的麻煩，尤其是實(shí)驗臺數量多、人員多，有時(shí)玻璃管保險絲還會(huì )碎在保險管座內，給實(shí)驗帶來(lái)很大的麻煩。電流互感器更夠隔離強電，采集電流信號，但是在做半波整流輸出時(shí)，電源輸出的是直流電流，互感器只能耦合交流信號，此時(shí)保護失效。斷路保護器在低壓時(shí)保護失效。為此我公司研制了“電子保險”（專(zhuān)利產(chǎn)品、仿制必究），結合綜合保護裝置，能夠在任何電壓值、任何形式的電流（交流、直流、半波等），只要達到設定值系統會(huì )立刻切斷電源，保護100%有效，并在控制面板上輸出相應的聲光報警信號，故障消除后，按復位按鍵恢復正常工作。

4、浪涌保護：系統在多處設有TVS管，能夠有效吸收電網(wǎng)或自身生產(chǎn)的浪涌電壓或電流，能夠有效保護自身電路正常有效工作。

5、自我診斷功能：系統在接通電源的第一刻，就會(huì )檢測是否有漏電、過(guò)壓及內部故障，若果有問(wèn)題會(huì )發(fā)出報警信息，并切斷相應的供電，以保證設備和人員安全。

6、系統預留接口：系統預留無(wú)線(xiàn)、遠程控制接口，可以我公司實(shí)驗室無(wú)線(xiàn)控制系統直接連接，可以和網(wǎng)絡(luò )控制系統連接，各種報警信號均可以輸出給第二系統。

7、 三相隔離變壓器一組：使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。



四、技術(shù)性能

  1、輸入電源: 三相四線(xiàn)(或三相五線(xiàn) 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：187×70×158 cm3



五、實(shí)驗項目

（一）基本實(shí)驗 

1、單結晶體管觸發(fā)電路；

2、正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗；

3、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗；

4、單相半波可控整流電路實(shí)驗

5、單相橋式半控整流電路實(shí)驗；

6、單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗；

7、三相半波可控整流電路的研究；

8、三相橋式半控整流電路實(shí)驗；

9、三相半波有源逆變電路的實(shí)驗；

10、三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗；

11、單相交流調壓實(shí)驗電路；

12、單相交流調功電路；

13、三相交流調壓實(shí)驗電路；

14、晶閘管直流斬波電路實(shí)驗；

15、單向晶閘管（SCR）特性研究；

16、可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性研究；

17、場(chǎng)效應管（MOSFET）特性研究；

18、電力晶體管（GTR）特性研究；

19、絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性研究；

20、功率場(chǎng)效應管(MOSFET)驅動(dòng)電路研究；

21、電力晶體管(GTR)驅動(dòng)電路研究；

22、絕緣雙極型晶體管(IGBT)驅動(dòng)電路研究；

23、可關(guān)斷晶閘管（GTO）驅動(dòng)電路研究；

（二）電力電子器件典型線(xiàn)路實(shí)驗

        1、半橋型脈寬調制開(kāi)關(guān)穩壓電源電路研究；

       2、直流斬波電路(六種電路)性能的研究；

       3、采用自關(guān)斷器件的單相交流調壓實(shí)驗；

       4、單相正弦波脈寬調制(SPWM)逆變電路實(shí)驗；

       5、全橋DC／DC變換電路實(shí)驗；

       6、半橋DC/DC變換電路實(shí)驗

（三）直流調速實(shí)驗項目

       1、晶閘管直流調速系統參數和環(huán)節特性的測定的研究；

       2、晶閘管直流調速系統各主要單元的研究；

       3、單閉環(huán)晶閘管不可逆直流調速系統靜特性的研究；

       4、雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調速系統；

       5、邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調速系統；

（四）變頻調速實(shí)驗

       1、三相異步電機變頻調速實(shí)驗；

       2、單相交-直-交變頻原理實(shí)驗 

（五）交流調速實(shí)驗項目

1、雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機電動(dòng)機調壓調速；

2、雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機串級調速；

3、單相交-直-交變頻調速控制實(shí)驗

4、三相空間電壓矢量SVPWM電機控制實(shí)驗

①變頻器的參數設定與操作

②變頻器的面板控制

③變頻器的電位器控制

④變頻器的電壓控制

⑤變頻器的多段速控制