SBDD-03C型電力電子技術(shù)及自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置
一、概述
電力電子技術(shù)及自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置、電力電子與自動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)室設(shè)備主要承擔(dān)電氣自動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用、工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的《電氣傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)》課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)。
電力電子技術(shù)及自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置涵蓋了國(guó)內(nèi)各類(lèi)院校所開(kāi)設(shè)的"電力電子技術(shù)(或稱(chēng)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(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)"及"控制理論"等專(zhuān)業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
（圖片僅供參考，具體以實(shí)物配置為準(zhǔn)）
二、 產(chǎn)品特點(diǎn)
1．設(shè)備主體采用鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，掛件采用活動(dòng)結(jié)構(gòu)，可隨意擴(kuò)展，完成多門(mén)多種實(shí)驗(yàn)。
2．體現(xiàn)"工程環(huán)境"理念，效仿生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際：系統(tǒng)應(yīng)從相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品移植而來(lái)，可很好實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生能力（波形分析和系統(tǒng)調(diào)試能力）的培養(yǎng)和技術(shù)知識(shí)的應(yīng)用。
2．各個(gè)系統(tǒng)的配置合理：各個(gè)系統(tǒng)采用的元件、觸發(fā)（驅(qū)動(dòng)）電路、主電路、控制方式、控制對(duì)象及保護(hù)環(huán)節(jié)等，應(yīng)能概括當(dāng)前工業(yè)上的技術(shù)應(yīng)用，內(nèi)容豐富多樣，體現(xiàn)了"典型性、先進(jìn)性、實(shí)用性和可行性"的要求，能引起學(xué)生興趣，能使學(xué)生獲得很大的收獲。
3．部分模塊采用PCB烤漆工藝制成，正面為原理圖和測(cè)試點(diǎn)，背面焊有對(duì)應(yīng)的元件，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)，避免由于引線(xiàn)引起的干擾。
4．元件與單元電路性能實(shí)驗(yàn)，在小系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行：這樣有利于學(xué)生理解該元件和該單元用于何處、它們的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，有利于學(xué)生知識(shí)的鞏固和實(shí)際應(yīng)用。
5．本裝置通過(guò)隔離變壓器供電，而且具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保人身安全。
6.采用了實(shí)驗(yàn)室智慧用電安全控制系統(tǒng)，便于管理，安全可靠。
三、技術(shù)指標(biāo)：
1.工作電源：三相 AC380 V±10%，50 Hz
2.外形尺寸：1600×700×1600mm（（±5%）
3.整機(jī)功率：≤1.0KW
4.環(huán)境溫度：－5℃～+40℃；相對(duì)濕度：≤ 90%（25℃）
5.安全保護(hù)措施：實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌面采用高絕緣、高強(qiáng)度、耐高溫的高密度板。具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)。
四、設(shè)備的配置介紹
1、電源控制屏
（a）總電源
三相四線(xiàn)電網(wǎng)輸入經(jīng)電源總開(kāi)關(guān)漏電保護(hù)器（容量10A，漏電動(dòng)作電流≤30mA，動(dòng)作時(shí)間≤0.1S）到三相隔離變壓器給實(shí)訓(xùn)設(shè)備供電；設(shè)有啟動(dòng)，停止功能按鈕，并具有電壓指示切換開(kāi)關(guān)和交流電壓表指示輸出電壓，
（b）隔離變壓器與同步變壓器
隔離變壓器：100VA，220V/55V，3只
三相同步變壓器：45VA，127V/15V ，1只
（c）直流勵(lì)磁電源
提供一組DC110V（1A）直流電源；可作為電機(jī)勵(lì)磁電源使用。
提供一組220V/15V/50V/120V的同步電源，可以提供給單相半控整流電路等模塊使用。
（d）直流電源
提供DC0-24V 連續(xù)可調(diào)的電源，并帶有過(guò)流降壓保護(hù)功能過(guò)；電流調(diào)節(jié)0-2A，帶有電壓表、電流表分別指示。
提供1組固定輸出的直流電源 ±5V±12V±15V＋20V＋24V，帶有短路保護(hù)。
2、實(shí)訓(xùn)桌
實(shí)訓(xùn)桌面要求為高絕緣高強(qiáng)度、耐高溫防火、防水、耐磨高密度板,實(shí)驗(yàn)桌采用鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，形狀似長(zhǎng)方體封閉式結(jié)構(gòu)，造型美觀大方；設(shè)有抽屜、柜門(mén)，用于放置工具、存放模塊及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個(gè)寬敞舒適的工作臺(tái)面。實(shí)訓(xùn)桌底部裝有四個(gè)帶剎車(chē)的萬(wàn)向輪，便于移動(dòng)和固定。
3、測(cè)量?jī)x表
（1）數(shù)字直流電流表2只：測(cè)量范圍0~3A, 三位半顯示，精度0.5級(jí)。
（2）數(shù)字直流電壓表2只：測(cè)量范圍0~300V, 三位半顯示，精度0.5級(jí)。
（3）轉(zhuǎn)速表，提供0-9999量程的數(shù)字轉(zhuǎn)速表，帶有按鍵設(shè)置功能。
4、實(shí)訓(xùn)電機(jī)
（1）固定電機(jī)導(dǎo)軌：提供固定電機(jī)的安裝導(dǎo)軌，保證電機(jī)與電機(jī)之間同軸的同心高，一致性和線(xiàn)性度好，可靠性高。
（2）DQ09直流并(他）勵(lì)電動(dòng)機(jī)：額定功率Pn=120W,額定電壓Un=110V,額定電流In=1.25A,額定轉(zhuǎn)速Nn=1000r/min。
（3）DQ07-1 直流他勵(lì)發(fā)電機(jī)：額定功率Pn=130W,額定電壓Un=110V,額定電流In=1.1A,額定轉(zhuǎn)速Nn=1000r/min。
（4）直流永磁測(cè)速發(fā)電機(jī)1臺(tái)，1500r\min/15V。
5、單相半控橋式整流電路及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
含單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，單相半控橋式主電路。
6、直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路、檢測(cè)與保護(hù)電路
含電壓電流取樣反饋電路與單相半控橋式整流電路及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單元組合可實(shí)現(xiàn)小功率晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)。
7、IGBT直流斬波電路
含EXB841等IBGT用驅(qū)動(dòng)電路等。
8、單相交流調(diào)壓電路及集成鋸齒波觸發(fā)電路單元
含鋸齒波觸發(fā)集成KC05及雙向晶閘管等。
9、BJT單相并聯(lián)逆變電路
含由555集成組成的多諧振蕩電路及單相無(wú)源逆變主電路。
10、單相交流過(guò)零觸發(fā)電路
含KC08專(zhuān)用芯片、方波發(fā)生器、雙向晶閘管等。
11、三相晶閘管KC785集成觸發(fā)電路單元
含三只KC785專(zhuān)用芯片、KC41脈沖分配器及放大器。
12、三相全控橋式電路
由6只單相晶閘管及3只二極管組成三相全控橋式電路，與三相晶閘管觸發(fā)單元組成可完成三相全控整流、三相半波整流、三相半控整流電路實(shí)驗(yàn)。
13、電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器及過(guò)流保護(hù)電路單元：
含給定電路、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路及過(guò)流保護(hù)電路，結(jié)合三相全控橋式整流電路可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。
14、三相交流調(diào)壓電路
由6只單相晶閘管反并聯(lián)組成三相交流調(diào)壓電路。
15、SPWM控制單相交直交變頻電路
根據(jù)普通高等教育"九五"國(guó)家級(jí)重點(diǎn)教材，王兆安、黃俊主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行開(kāi)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(hào)的形成方法，了解IGBT管專(zhuān)用集成驅(qū)動(dòng)芯片M57962L的特點(diǎn)及其使用。能完成如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：1、SPWM波形成的過(guò)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(duì)電路工作波形的影響； 3、IGBT管M57962L專(zhuān)用集成驅(qū)動(dòng)芯片的工作特性。
16、開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路單元
提供了半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的主電路和控制電路，主電路中的電力電子器件為電力MOSFET管；控制電路采用專(zhuān)用PWM控制集成電路SG3525，采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案?？赏瓿?quot;開(kāi)關(guān)電路在開(kāi)環(huán)與閉環(huán)下負(fù)載特性的測(cè)試"以及"電源電壓波動(dòng)對(duì)輸出的影響"等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
17、TCA785單相晶閘管集成觸發(fā)電路
產(chǎn)生2路互差180度的晶閘管觸發(fā)信號(hào)，用于單相晶閘管整流電路。
18、三相滑線(xiàn)式變阻器
單組參數(shù)550Ω/0.5A，組合使用可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)最大阻值1650Ω、并聯(lián)最大電流1.5A。
19、可變電阻單元
由3組檔位開(kāi)關(guān)組成0-999Ω的負(fù)載，作為電機(jī)負(fù)載使用。
四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目（不小于以下實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目）
1、觸發(fā)（驅(qū)動(dòng)）單元電路的研究。
1.1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
1.2鋸齒波移相觸發(fā)電路（分列元件）
1.3 KC05集成鋸齒波觸發(fā)電路
1.4 KC08過(guò)零觸發(fā)電路
1.5 EXB841大規(guī)模集成（IGBT）驅(qū)動(dòng)電路
1.6 三相KC785脈沖列觸發(fā)電路。
2、電力電子電路。
2.1單相晶閘管半控橋式整流電路
2.2三相晶閘管全控橋式整流電路（含三相半波、三相半控橋）
2.3BJT單相并聯(lián)逆變電路
2.4單相雙向晶閘管交流調(diào)功電路
2.5直流（IGBT）斬波電路及升、降壓電路
2.6單相（雙向晶閘管）交流調(diào)壓電路
2.7三相（反并聯(lián)晶閘管）交流調(diào)壓電路
2.8SPWM控制單相交直交變頻電路
2.9PWM控制（MOSFET）開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源電路。
3、自動(dòng)控制系統(tǒng)，
3.1電壓負(fù)反饋、電流正反饋、直流調(diào)速系統(tǒng)（KZD－Ⅱ型產(chǎn)品電路移植）
3.2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)（由通用電氣產(chǎn)品實(shí)際線(xiàn)路移植）。
五、電力電子技術(shù)及自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備配置：
序號(hào) | 名稱(chēng) | 參數(shù)規(guī)格 | 數(shù)量 | 單位 |
1 | 電力電子技術(shù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置實(shí)驗(yàn)臺(tái) | 尺寸：1600×700×1500mm（±5%） | 1 | 臺(tái) |
2 | 三相線(xiàn)性可調(diào)變阻器 | 0.5A，550Ω ，3只 | 1 | 套 |
3 | 可變電阻器 | 100Ω 9/0.4A；10Ω×9/1.2A 1Ω× 9/2A波段開(kāi)關(guān)3個(gè) | 1 | 套 |
4 | 直流電壓表和電流表模塊 | 數(shù)顯電壓表0~300V的 2個(gè)；數(shù)顯電流表0~3A的 2個(gè) | 1 | 套 |
5 | 交流電壓表和電流表模塊 | 數(shù)顯交流電壓表0~300V的 2個(gè)；數(shù)顯交流電流表0~3A 的2個(gè) | 1 | 套 |
6 | 直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路、檢測(cè)與保護(hù)電路 | 晶閘管實(shí)現(xiàn)的單相半控調(diào)速系統(tǒng)；具有電流正反饋、電壓負(fù)反饋、電流截止負(fù)反饋、過(guò)流保護(hù)功能 | 1 | 套 |
7 | 單相半控橋式整流電路及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 | 含單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，單相半控橋式主電路。 | 1 | 套 |
8 | IGBT直流斬波電路 | EXB841實(shí)現(xiàn)的IGBT直流斬波；頻率1.2K，占空比12%~98% | 1 | 套 |
9 | 單相交流調(diào)壓電路及集成鋸齒波觸發(fā)電路 | KC05觸發(fā)脈寬100μs~2ms | 1 | 套 |
10 | BJT單相并聯(lián)逆變電路 | 頻率調(diào)節(jié)范圍：50HZ~500HZ | 1 | 套 |
11 | 單相交流(過(guò)零觸發(fā))調(diào)功電路 | 采用555及KC08觸發(fā)， 占空比可調(diào)范圍10%-90% | 1 | 套 |
12 | 三相晶閘管全控橋式整流電路 | 由6只單相晶閘管及3只二極管組成三相全控橋式電路，與三相晶閘管觸發(fā)單元組成可完成三相全控整流、三相半波整流、三相半控整流電路實(shí)驗(yàn)。 | 1 | 套 |
13 | 三相晶閘管KC785集成觸發(fā)電路 | 含三只KC785專(zhuān)用芯片、KC41脈沖分配器及放大器。 | 1 | 套 |
14 | 電流調(diào)節(jié)器速度調(diào)節(jié)器及過(guò)渡保護(hù)電路 | 晶閘管三相全控（半控）調(diào)速系統(tǒng)；內(nèi)環(huán)為電流環(huán)、外環(huán)為速度環(huán)；系統(tǒng)無(wú)靜差精度高達(dá)0.3%以上。 | 1 | 套 |
15 | 三相交流調(diào)壓電路 | 由6只單相晶閘管反并聯(lián)組成三相交流調(diào)壓電路。 | 1 | 套 |
16 | SPWM控制單相交變頻電路 | 包含SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號(hào)的形成， 四路IGBT管專(zhuān)用集成驅(qū)動(dòng)芯片M57962L，和交直交主電路等 | 1 | 套 |
17 | 半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源 | 采用半控橋式可產(chǎn)生 0~30V/2A直流電源 | 1 | 套 |
18 | TCA785集成觸發(fā)電路 | 使用TCA785集成IC組成 | 1 | 套 |
19 | 智能轉(zhuǎn)速測(cè)試系統(tǒng) | 0-9999r/min量程的數(shù)字轉(zhuǎn)速表，帶有按鍵設(shè)置功能。 | 1 | 套 |
20 | 固定電機(jī)導(dǎo)軌 | 提供固定電機(jī)的安裝導(dǎo)軌，保證電機(jī)與電機(jī)之間同軸的同心高，一致性和線(xiàn)性度好，可靠性高。 | 1 | 條 |
21 | 直流并（他）電動(dòng)機(jī) | 120W、110V、1000r/min | 1 | 臺(tái) |
22 | 直流發(fā)電機(jī) | 130W，110V、1000r/min |
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23 | 永磁直流測(cè)速發(fā)電機(jī) | 永磁直流測(cè)速機(jī)1500r\min/15V | 1 | 臺(tái) |
26 | 學(xué)生凳子 | 提供鐵質(zhì)四腳方凳 | 2只 | 套 |
