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电力电子技术及电机控制实验设备

更新时间:2023-09-08

简要描述:

电力电子技术及电机控制实验设备是依据高等院校最新统编教材《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》(第三版)(上海大学陈伯时编著)等实验大纲的要求,吸收国内、外同类产品的优点,充分考虑了实验室的现状和发展趋势,精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。

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一、概述:

电力电子技术及电机控制实验设备是依据高等院校最新统编教材《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》(第三版)(上海大学陈伯时编著)等实验大纲的要求,吸收国内、外同类产品的优点,充分考虑了实验室的现状和发展趋势,精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。
二、电力电子技术及电机控制实验设备特点:
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、交流变频、电机控制、控制理论等实验项目。
2、适应性强:能满足各类学校相应课程的实验教学,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验,只需添加部件即可。
3、整套性强:从专用电源、电机及其它实验部件到实验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验的需要进行配套。
4、直观性强:各实验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,节约实验用房,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,实验噪声小,整齐美观,改善实验环境;实验内容丰富,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验。
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;控制屏还设有定时器兼报警记录仪,为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。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验室,创造了条件。
7、*性强:本装置着重从新器件高度来考虑,在保留了晶闸管实验的基础上,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验,让学生对新器件有足够的认识和了解,紧跟时代步伐。
三、适用范围:
本装置涵盖了各类院校等所开设的“电力电子技术(或称半导体变流技术)"、“直流调速"、“交流调速"、“电机控制"、“电力拖动自动控制系统"及“控制理论"等专业课程所要求的实验实验项目。
四、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:<1.5KVA
4、外形尺寸:187×70×158cm

五、装置的基本配备

1、DK01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:

提供交流电源:直流调速档为三相交流电200V/3A

交流调速档为三相交流电240V/3A

2)高压直流电源

励磁电源:220V(0.5A),具有输出短路保护。

3)指针式仪表:

交流电压表一只: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;

(4)数字式仪表

1)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;

2)真有效值交流数字电压表一只: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,为交流调速系统提供电流指示;

3)直流数字电压表一只:测量范围0~500V,三位半数显,输入阻抗为10MΩ,精度0.5级;

4)直流数字安培表一只:测量范围为0~5A,三位半数显,精度0.5级。

5)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。

电压型漏电保护装置:控制屏若有漏电现象,,即可切断电源。

实验连接线及插座:强、弱电连接线及插座分开,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。

6)控制屏其它设施

控制屏正面大凹槽内,设有两根不锈钢管,可挂置实验部件,凹槽底部设有3芯插座,挂箱的供电由这些插座提供。控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座,还设有实验台照明用的40W日光灯一盏。

2、DK02实验桌:

实验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,形状似长方体封闭式结构,造形美观大方;设有两个大抽屉、柜门,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。实验桌还设有四个万向轮调节机构,便于移动和固定,有利于实验室的布局。
3、DQ03-1固定电机导轨、测速系统及智能数显转速表

4、DQ27三相可调电阻(每组900Ω×2/0.41A)
5、DK03晶闸管主电路

提供12只5A/1000V的晶闸管,分成正、反桥两组,,每只晶闸管均设有保护装置,晶闸管可通过外加信号进行触发(留有触发脉冲输入接口),可更好的完成设计性实验;设有带镜面精密指针式直流电压表±300V一只,正反偏,精度1.0。级带镜面直流电流表±2A,正反偏,精度1.0级一只。和平波电抗器一组(0,100mH,200mH,700mH)。
6、DK04三相晶闸管触发电路

提供三相晶闸管触发电路、功放电路等,与“DK03"配套使用,留有波形测试。

7、DK05单相晶闸管触发电路实验

提供单结晶体管、锯齿波同步移向、正弦波同步移向触发电路,单相交流调压,西门子TCA785触发电路等

8、DK06电机调速控制实验(Ⅰ)

提供以下模块:电流反馈与过流保护(FBC+FA)、给定器(G)、转速变换器(FBS)、反号器(AR)、电压隔离器(TVD)、调节器I和调节器II。其中调节器I和调节器II的反馈电阻、电容均外接(从“可调电阻、电容箱"上获得),实验时可以灵活改变系统的参数,观测不同的参数对系统稳定性及相应时间等影响;更可以让学生从调速系统的各种参数(如电机的机电时间常数等)出发对调节器的放大倍数及积分时间的参数分别设计,同时进行实际结果的验证,从而完成设计性实验。

9、DK06-1电机调速控制电路(II)

提供以下模块:零电平检测(DPZ)、转矩极性鉴别(DPT)、逻辑控制(DLC)。

10、DK08给定及实验器件

提供给定(±15V可调电压输出)、压敏电阻(作为过压保护元件,内部已连成三角形接法)、二极管等。

11、DK09新器件特性实验

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO、GTR新器件,可完成电力电子新器件特性实验。

12、DK10可调电阻器,电容器

提供耐压AC100V的可调电容三组,调节范围为0.1~11.37uF,0~999KΩ十进制可调电阻两组。

13、DK11单相调压与可调负载

提供了一只0~250V/0.5KVA单相交流自耦调压器,为相应的实验提供可调电源;一个整流滤波电路以及0~90Ω/1.3A(串联)或0~45Ω/2.6A(并联)瓷盘可调电阻,为相应的实验提供一个可调的阻性负载。
14、DK12变压器实验

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),用于异步电机串级调速实验和三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验;还设有三相不控整流电路等模块。
15、DK07直流斩波实验

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(BuckChopper)、升压斩波电路(BoostChopper)、升降压斩波电路(Boost-BuckChopper)、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。

16、DQ07-1直流发电机220V/240W

17、DQ09直流并励电动机220V/185W

18、DQ11三相线绕式异步电动机

19、GDQ12线绕式异步电机转子专用箱

提供0、2、5、15、35五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。

20、实验连接线

根据不同实验项目的特点,配备两种不同的实验联接线,强电部分采用高可靠护套结构插连接线(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,这样大大提高了实验的安全及合理性。

六、本装置能开设的实验项目

1、电力电子技术实验(半控器件晶闸管部分)

1)单结晶体管触发电路实验

2)锯齿波同步移相触发电路实验

3)正弦波同步移相触发电路实验

4)西门子TCA785集成触发电路

5)单相半波可控整流电路实验 

6)单相桥式半控整流电路实验 

7)单相桥式全控整流及有源逆变电路实验 

8)三相半波可控整流电路实验 

9)三相桥式半控整流电路实验 

10)三相半波有源逆变电路实验 

11)三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 

12)单相交流调压电路实验(KC05) 

13)三相交流调压电路实验

2、电力电子器件特性实验

1)单向晶闸管(SCR)特性实验

2)可关断晶闸管(GTO)特性实验

3)功率场效应管(MOSFET)特性实验

4)电力晶体管(GTR)特性实验

5)绝缘双极型晶体管(IGBT)特性实验

6)双向晶闸管特性研究

3、现代电力电子器件典型线路实验

1)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)

4、直流电机调速部分

1)晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验,

2)晶闸管直流调速主要单元调试实验,

3)单闭环不可逆直流调速系统实验,

4)双闭环不可逆直流调速系统实验,

5)逻辑无环流可逆直流调速系统实验,

5、交流调速实验:

1)双闭环三相异步电机调压调速系统实验

2)双闭环三相异步电机串级调速系统实验

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