一、電力電子技術及電氣傳動實驗裝置的概述：

　　“ZLBU-119型電力電子技術及電氣傳動實驗裝置”依據高等院校最新統編教材《電力電子技術》(第五版)(西安交通大學王兆安編著)、《電力拖動自動控制系統》(第三版)(上海大學陳伯時編著)等實驗大綱的要求，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，精心研制而成。在同類產品中結構合理、功能完善、可靠性好、性價比高。

二、電力電子技術及電氣傳動實驗裝置的特點：

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

　　2、適應性強 能滿足各類學校相應課程的實驗教學，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的進程作有機的結合，裝置采用積木式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

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

　　4、直觀性強 各實驗掛件采用分隔結構形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確，操作、維護方便。

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

　　6、開放性強 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，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠;控制屏還設有定時器兼報警記錄儀，為學生實驗技能的考核提供一個統一的標準。由于整套裝置經過精心設計，加上可靠的元器件質量及可靠的工藝作為保障，產品性能優良，所有這些均為開放性實驗室，創造了條件。

　　7、先進性強 本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實驗的基礎上，加入了新器件的特性、新器件的驅動以及典型的新器件應用的大量現代電力電子技術實驗，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。

三、電力電子技術及電氣傳動實驗裝置的適用范圍：

　　本裝置涵蓋了各類院校等所開設的“電力電子技術(或稱半導體變流技術)”、“直流調速”、“電機控制”、“電力拖動自動控制系統”及“控制理論”等專業課程所要求的實驗實驗項目。

四、電力電子技術及電氣傳動實驗裝置的技術性能：

　　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：<1.5KVA

　　4、外形尺寸：187×70×160 cm

五、電力電子技術及電氣傳動實驗裝置的基本配備：

　　1、DK01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：

　　提供交流電源：直流調速檔為三相交流電 200V/3A

　　交流調速檔為三相交流電 240V/3A

　　(2)高壓直流電源

　　勵磁電源：220V(0.5A)，具有輸出短路保護。

　　(3)指針式儀表：

　　交流電壓表一只：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;

　　(4)數字式儀表

　　A.智能型真有效值交流數字電壓表1只

　　1)測量范圍：0-500V,設置 2V/20V/200V/1000V四量程，量程自動切換,超量程報警。

　　2)2.7寸TFT液晶屏顯示四位測量值，具有超量程自動提示功能。

　　3)測量精度：±0.5%+2。

　　4)抽樣率：5次/秒

　　5)工作溫度范圍：-20℃～+50℃。

　　6)上位機具有實時監視及關斷功能。

　　7)儀表采用現代化技術，液晶中文顯示，具備智能化數字化，具備人機界面，通過按鍵能夠對儀表進行設置操作,量程自動切換模式、校準、調零、濾波級數設置、通信地址設置、超量程保護、短路保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩定，容易更換和升級維護。

　　B.智能型真有效值交流數字電流表1只

　　1)測量范圍：0-5A, 設置2mA/20mA/200mA/5A四檔量程，具有量程自動切換,超量程自動報警功能。

　　2)2.7寸TFT液晶屏顯示四位測量值，具有超量程提示功能。

　　3)測量精度：±0.5%+4。

　　4)抽樣率：5次/秒

　　5)工作溫度范圍：-20℃～+50℃。

　　6)上位機具有實時監視及關斷功能。

　　7)儀表采用現代化技術，液晶中文顯示，具備智能化數字化，具備人機界面，通過按鍵能夠對儀表進行設置操作,量程自動切換模式、校準、調零、濾波級數設置、通信地址設置、超量程保護、短路保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩定，容易更換和升級維護。

　　C、智能型直流電壓表

　　1)測量范圍：0-1000V, 設置2V/20V/200V/1000V四檔量程，具有量程自動切換,超量程自動報警功能。

　　2) 2.7寸TFT液晶屏顯示四位測量值，具有超量程提示功能。

　　3)測量精度：±0.5%+2。

　　4)抽樣率：5次/秒

　　5)工作溫度范圍：-20℃～+50℃。

　　6)上位機具有實時監視及關斷功能。

　　7)儀表采用現代化技術，液晶中文顯示，具備智能化數字化，具備人機界面，通過按鍵能夠對儀表進行設置操作,量程自動切換模式、校準、調零、濾波級數設置、通信地址設置、超量程保護、短路保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩定，容易更換和升級維護。

　　D、智能型直流電流表

　　1)測量范圍：0-5A,設置 2mA/20mA/200mA/5A四檔量程，具有量程自動切換,超量程報警功能。

　　2)2.7寸TFT液晶屏顯示四位測量值，超量程提示。

　　3)測量精度：±0.5%+2。

　　4)抽樣率：5次/秒

　　5)工作溫度范圍：-20℃～+50℃。

　　6)上位機具有實時監視及關斷功能。

　　7)儀表采用現代化技術，液晶中文顯示，具備智能化數字化，具備人機界面，通過按鍵能夠對儀表進行設置操作,量程自動切換模式、校準、調零、濾波級數設置、通信地址設置、超量程保護、短路保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩定，容易更換和升級維護。

　　(5)人身安全保護體系

　　三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網隔離(浮地設計)，對人身安全起到一定的保護作用。

　　電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。

　　實驗連接線及插座：強、弱電連接線及插座分開，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。

　　(6)控制屏其它設施

　　控制屏正面大凹槽內，設有兩根鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有3芯插座，掛箱的供電由這些插座提供。控制屏兩邊設有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設有實驗臺照明用的40W日光燈一盞。

　　2、DK02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，形狀似長方體封閉式結構，造形美觀大方;設有兩個大抽屜、柜門，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。

　　3、DQ03-1固定電機導軌、測速系統及智能數顯轉速表

　　4、DQ27三相可調電阻(每組900Ω×2/0.41A)

　　5、DK03晶閘管主電路

　　提供12只5A/1000V的晶閘管，4只二極管，每只晶閘管均設有保護裝置，晶閘管可通過外加信號進行觸發(留有觸發脈沖輸入接口)，可更好的完成設計性實驗;設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。

　　6、DK04三相晶閘管觸發電路

　　提供三相觸發電路、功放電路等，與“DK03”配套使用。

　　7、DK05 單相晶閘管觸發電路實驗

　　提供單結晶體管、鋸齒波同步移向、單相交流調壓，正弦波同步移向，西門子TC785集成觸發電路。

　　8、DK06電機調速控制實驗(Ⅰ)

　　提供以下模塊：給定(帶數顯)、調節器I、轉速變換(FBS)、調節器II、反號器(AR)、電流變換(FBC)、電壓隔離器(TVD)。其中調節器I和調節器II的比例增益由電位器調節。

　　9、DK06-1電機調速控制電路(II)

　　提供以下模塊：零電平檢測(DPZ)、轉矩極性鑒別(DPT)、邏輯控制(DLC)。

　　10、DK07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)中相關的直流斬波內容而設計的;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。可完成教材中降壓斬波電路(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。

　　11、DK08給定及實驗器件

　　提供給定(±15V可調電壓輸出)、壓敏電阻(作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法)、二極管等。

　　12、DK10可調電阻器，電容器

　　提供耐壓AC100V的可調電容三組，調節范圍為0.1～11.37uF，0～999KΩ十進制可調電阻兩組。

　　13、DK11單相調壓與可調負載

　　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電源;一個整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A(串聯)或0～45Ω/2.6A(并聯)瓷盤可調電阻，為相應的實驗提供一個可調的阻性負載。

　　14、DK12變壓器實驗

　　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)，用于異步電機串級調速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗;還設有三相不控整流電路等模塊。

　　15、DK13功率器件驅動電路實驗箱

　　主要是為完成新器件特性實驗提供驅動和保護電路，使學生了解電力電子新器件的驅動特性。主要包括電源、驅動電路、PWM波形發生器。

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

　　(2)驅動電路：包括MOSFET、IGBT的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用了專用芯片EXB841。

　　(3)PWM波形發生器：由SG3525為核心的PWM波形發生器主要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波的占空比頻率調節范圍4KHz～10KHz。

　　16、DK14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。

　　17、DK19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。可完成“開關電路在開環與閉環下負載特性的測試”以及“電源電壓波動對輸出的影響”等實驗內容。

　　18、DQ07-1直流發電機(DC220V，240W)

　　19、DQ09直流并勵電動機 (DC220V，185W)

　　20、DQ11三相線繞式異步電動機 (220V，Y接法)

　　21、GDQ12線繞式異步電機轉子專用箱

　　提供0、2、5、15、35五檔同軸聯調的三相繞線異步電動機轉子起動、調速電阻一組。

　　22、ZL06 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。

　　23、學生凳子2只/套。

　　每套設備提供2只鐵質四腳方凳，凳子面板采用高強度高密度板，結實耐用，美觀大方。

六、電力電子技術及電氣傳動實驗裝置的實驗項目：

　　(一)電力電子技術(晶閘管部分)

　　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.西門子TCA785集成觸發電路實驗

　　5.單相半波可控整流電路實驗

　　6.單相橋式半控整流電路實驗

　　7.單相橋式全控整流電路實驗

　　8.單相橋式有源逆變電路實驗

　　9.三相半波可控整流電路的研究

　　10.晶閘管三相半波有源逆變電路的研究

　　11.三相橋式半控整流電路實驗

　　12.三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

　　13.單相交流調壓電路實驗

　　14.三相交流調壓電路實驗

　　(二) 電力電子技術(全控型器件特性部分)

　　1.功率場效應晶體管(MOSFET)的主要參數測量

　　2.功率場效應晶體管(MOSFET)的驅動電路研究

　　3.絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)特性及其驅動電路的研究

　　4.單向晶閘管(SCR)特性實驗

　　5.雙向晶閘管(SCR)特性實驗

　　6.電力晶體管管(GTR)特性實驗

　　(三) 電力電子技術(全控型器件典型線路部分)

　　1.直流斬波電路(Buck、Cuk、Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta等六種電路)的性能研究

　　2.SPWM單相交直交變頻電路的性能研究

　　3.半橋型穩壓電源的性能研究

　　(四) 直流調速實驗

　　1.晶閘管直流調速主要單元的調試

　　2.不可逆單閉環直流調速系統靜特性的研究(電壓單閉環，電流單閉環，速度單閉環)

　　3.帶電流截止負反饋的轉速單閉環不可逆直流調速系統

　　4.電壓，電流雙閉環晶閘管不可逆直流調速系統

　　5.轉速，電流雙閉環晶閘管不可逆直流調速系統

　　(五) 交流調速實驗

　　1.雙閉環三相異步電機調壓調速系統實驗

　　2.雙閉環三相異步電機串級調速系統實驗
 

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