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電力電子技術及電機控制實驗設備

更新時間:2024-06-23

簡要描述:

電力電子技術及電機控制實驗設備是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。

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一、概述:

電力電子技術及電機控制實驗設備是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、電力電子技術及電機控制實驗設備特點:
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。
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、*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、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"、“交流調速"、“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、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:187×70×158cm

五、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

1)真有效值交流數字電壓表一只:測量范圍0~500V,量程自動判斷、自動切換,精度0.5級,三位半數顯,為交流調速系統提供電壓指示;

2)真有效值交流數字電壓表一只:測量范圍0~5A,量程自動判斷、自動切換,精度0.5級,三位半數顯,具有超量程告警、指示等功能,為交流調速系統提供電流指示;

3)直流數字電壓表一只:測量范圍0~500V,三位半數顯,輸入阻抗為10MΩ,精度0.5級;

4)直流數字安培表一只:測量范圍為0~5A,三位半數顯,精度0.5級。

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。

電壓型漏電保護裝置:控制屏若有漏電現象,,即可切斷電源。

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,設有兩根不銹鋼管,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,分成正、反橋兩組,,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一只,正反偏,精度1.0。級帶鏡面直流電流表±2A,正反偏,精度1.0級一只。和平波電抗器一組(0,100mH,200mH,700mH)。
6、DK04三相晶閘管觸發電路

提供三相晶閘管觸發電路、功放電路等,與“DK03"配套使用,留有波形測試。

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、正弦波同步移向觸發電路,單相交流調壓,西門子TCA785觸發電路等

8、DK06電機調速控制實驗(Ⅰ)

提供以下模塊:電流反饋與過流保護(FBC+FA)、給定器(G)、轉速變換器(FBS)、反號器(AR)、電壓隔離器(TVD)、調節器I和調節器II。其中調節器I和調節器II的反饋電阻、電容均外接(從“可調電阻、電容箱"上獲得),實驗時可以靈活改變系統的參數,觀測不同的參數對系統穩定性及相應時間等影響;更可以讓學生從調速系統的各種參數(如電機的機電時間常數等)出發對調節器的放大倍數及積分時間的參數分別設計,同時進行實際結果的驗證,從而完成設計性實驗。

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、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。

11、DK09新器件特性實驗

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO、GTR新器件,可完成電力電子新器件特性實驗。

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、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(BuckChopper)、升壓斬波電路(BoostChopper)、升降壓斬波電路(Boost-BuckChopper)、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實驗。

16、DQ07-1直流發電機220V/240W

17、DQ09直流并勵電動機220V/185W

18、DQ11三相線繞式異步電動機

19、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。

20、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。

六、本裝置能開設的實驗項目

1、電力電子技術實驗(半控器件晶閘管部分)

1)單結晶體管觸發電路實驗

2)鋸齒波同步移相觸發電路實驗

3)正弦波同步移相觸發電路實驗

4)西門子TCA785集成觸發電路

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)單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗 

8)三相半波可控整流電路實驗 

9)三相橋式半控整流電路實驗 

10)三相半波有源逆變電路實驗 

11)三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗 

12)單相交流調壓電路實驗(KC05) 

13)三相交流調壓電路實驗

2、電力電子器件特性實驗

1)單向晶閘管(SCR)特性實驗

2)可關斷晶閘管(GTO)特性實驗

3)功率場效應管(MOSFET)特性實驗

4)電力晶體管(GTR)特性實驗

5)絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實驗

6)雙向晶閘管特性研究

3、現代電力電子器件典型線路實驗

1)直流斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路)

4、直流電機調速部分

1)晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗,

2)晶閘管直流調速主要單元調試實驗,

3)單閉環不可逆直流調速系統實驗,

4)雙閉環不可逆直流調速系統實驗,

5)邏輯無環流可逆直流調速系統實驗,

5、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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