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        汽車教學儀器設備

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        電力電子與電氣傳動實驗系統建設方案

        您的當前位置: 首 頁 >> 解決方案 >> 電力電子與電氣傳動實驗系統建設方案

        (一)采用GLDDSX-1電力電子及電氣傳動實驗系統的配置清單

        序號

        內    容

        規格

        數量

        備注

        1

        電源控制屏

        DDS01

        1


        2

        三相晶閘管主電路

        DDS02

        1


        3

        晶閘管觸發電路及電流變換過流、給定

        DDS03

        1


        4

        速度變換器、速度和電流調節器、倒相器、零速封鎖器

        DDS04

        1


        5

        電壓檢測、零電流檢測和邏輯控制器

        DDS05

        1


        6

        直流斬波器主電路及觸發器

        DDS10

        1


        7

        單結晶體管、正弦波、鋸齒波同相移步觸發電路

        DDS11

        1


        8

        單相并聯逆變電路、單相交流調壓電路

        DDS12

        1


        9

        可變電容掛箱

        DDS15

        1


        10

        自關斷電力電子器件實驗箱(GTR/MOSFET/IGBT)

        DDS16

        1


        11

        SPWM(正弦波脈寬調制)變頻調速實驗箱

        DDS17

        1


        12

        SVPWM(空間電壓矢量脈寬調制)變頻調速實驗箱

        DDS18

        1


        13

        雙閉環直流可逆PWM(H橋可逆)調速系統實驗箱

        DDS19

        1


        14

        PFC功率因數校正實驗箱

        DDS30

        1


        15

        Buck和Buck-Boost電路實驗箱

        DDS31

        1


        16

        Boost和Cuk電路實驗箱

        DDS32

        1


        17

        全橋半橋電路實驗箱

        DDS33

        1


        18

        移相全橋零電壓開關電路實驗箱

        DDS34

        1


        19

        準諧振軟開關電路實驗箱

        DDS35

        1


        20

        單相交流斬控調壓和SPWM變頻調速電路實驗箱

        DDS37

        1


        21

        220V直流穩壓電源(抽屜式)

        DT02

        1


        22

        勵磁電源(直流電機、同步電機)

        DT03

        1


        23

        直流電機調節電阻(抽屜式)

        DT04

        1


        24

        繞線式電機啟動電阻

        DT05

        1


        25

        電機導軌及渦流測功系統

        DT06

        1


        26

        轉矩及轉速測試與顯示掛箱

        DT09

        1


        27

        電機導軌及測速系統

        DT06B

        1

        與DT06/DT09二選一

        28

        智能直流電壓電流表

        DT14

        1


        29

        智能交流電壓、電流表

        DT15

        1


        30

        多功能交流儀表(可以在交流電流、電壓、功率因數、功率表之間切換)

        DT16

        1


        31

        三相可調電阻(0.41A, 0—900W)

        DT20

        1


        32

        三相可調電阻(1.3A, 0—90W)

        DT21

        1


        33

        三相可調電抗

        DT22

        1


        34

        三相可變電容

        DT23

        1


        35

        整步表及旋轉指示燈

        DT24

        1


        36

        波形測試及開關板

        DT25

        1


        37

        并車開關

        DT26

        1


        38

        旋轉指示燈及開關

        DT27

        1


        39

        繼電接觸控制箱一

        DT31

        1


        40

        繼電接觸控制箱二

        DT32

        1


        41

        三相組式變壓器

        DT40

        1


        42

        三相芯式變壓器

        DT41

        1


        43

        復勵直流發電機

        D13

        1


        44

        串勵直流電動機

        D14

        1


        45

        三相繞線異步電動機

        D15

        1


        46

        三相同步電機

        D16

        1


        47

        并勵直流電動機

        D17

        1


        48

        三相籠型異步電動機

        D21

        1


        49

        單相電阻起動異步電動機

        D22

        1


        50

        單相電容起動異步電動機

        D23

        1


        51

        單相電容運轉異步電動機

        D24

        1


        52

        雙速異步電動機

        D25

        1


        53

        80W直流電動機

        D26

        1


        54

        實驗桌

        ——

        1


        55

        高性能實驗導線及配件        

        ——

        1


        (二)產品介紹

        GLDDSX-1型電力電子及電氣傳動實驗系統是本公司和浙江大學電氣工程學院應用電子系和電機及控制研究所的專家一起開發而推出的新款教學實驗設備。

        該系統吸收了國內同類產品的優點,并結合電機學、電機調速、電力電子技術等實驗教學的最新發展。在該設備上可以完成《電機學》、《電機拖動》、《電機控制》、《電力電子技術》、《繼電控制》、《電力拖動自動控制系統》等多門學科。

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        一、產品特點

        1、 系統具有兼容電機學、電力拖動自動控制、半導體變流技術、電力電子技術等實驗的功能,實驗內容即全面又新穎。

        2、 有完善、可靠的人身安全保護體系。輸入電源采用隔離變壓器隔離保護,浮地設計;隔離變壓器原邊采用電流型漏電保護裝置;副邊采用電壓型漏電保護裝置,獨特的線路設計能同時兼顧電機啟動和短路保護的要求。系統還具有計算機輔助教學功能,使實驗系統更適合開放實驗室的要求,從而提高實驗者的動手能力。

        3、 有可靠的設備保護體系。系統中的儀表、電源等都具有過載保護功能;跟主控制屏配合保護工作,進線還具有缺相指示及相序保護功能。同時,針對電力電子、電機調速和電機拖動實驗對于三相四線電源的要求,控制屏設置了過壓保護功能,使三相可調輸出電壓限制在所需范圍以內,對設備的安全工作起到保障作用。

        4、 特殊的控制電路使轉矩、轉速測試系統能測量交流電機M-S曲線的非穩定區域。

        5、 系統采用高精度智能化數據測量,實驗儀表可以配備模擬指針式、數字式、智能式等多種形式,具有計算機控制管理功能,并具有極高的過載能力。

        二、技術指標及要求

        1、 工作電源:三相四線(或三相五線)380V±5%、頻率50Hz;

        2、 輸入電源功率:<1.5k VA;

        3、 外形尺寸:長(1800)×寬(700)×高(1580) 單位(mm);

        4、 絕緣電阻:>5MΩ;

        5、 電機容量:<200W;

        6、 工作環境: 環境溫度:-5℃~40℃;

        相對濕度: < 75%(25℃)。

        三、各部件介紹

        1、電源控制屏DDS 01 

        (1) GLDDSX-1型電力電子及電氣傳動實驗裝置主控制屏DDS01提供整臺實驗裝置所需的各種電源。

        (2) 提供單、三相交流可調電源,具有三相同軸聯調功能,以保證三相電源平衡輸出(調壓范圍三相0~240V可調,線電壓0~420V)。

        (3) 三相電源具有過流保護功能,切斷電源輸出同時發出過流告警指示,復位后方可重新啟動。針對實驗設備的特點,增加了智能過流保護功能,智能判斷電機的啟動電流和瞬時短路現象。合理進行系統的聯機保護。

        (4) 系統的電源具有符合國家電氣安全標準的人身安全保護裝置,有電流型漏電保護功能,在隔離變壓器原邊如有漏電現象發生(30mA電流,真正意義上觸電),保護系統在0.1s內工作,以確保人身安全。系統在漏電現象解除復位后方可重新啟動。

        (5) 實驗屏還具有隔離變壓器的浮地設計,使實驗電源與電網真正隔離。在隔離變壓器副邊還具有電壓型漏電保護功能,如有漏電現象發生,主控制屏及時動作并切斷主電源,同時發出漏電告警信號。

        (6) 主控制屏采用護套型接線柱,并配以護套型接線導線,使實驗更加安全可靠。

        (7) 通過選擇開關可控制主控制屏三相交流電源輸出大小,有220V和380V兩檔,以方便電力電子及電機實驗的選擇。若輸出電壓調節超過選擇范圍,該系統會進行過壓保護。

        (8) 主控制屏中設有斷相指示功能,系統如有缺相現象,則相應的輸出LED告警指示。

        (9) DDS01具有相序保護功能,若系統進線不符合標準輸入,則相序指示燈點亮,不能正常工作,經改變輸入的電源相序后方可正常工作。

        (10) 具有告警記錄儀,可記錄學生的誤操作次數。

        (11) 主控制屏輸出留有RS232串口通信接口,具有通信功能的部件單元通過RS232串口可和數據管理器或計算機相連。

        (12) 主控制屏還提供熒光燈照明和熒光燈輸出插座,以及三相、單相電源插座,方便實驗使用。此外屏內還留有7芯、8芯、3芯等電源與信號插座,供各掛箱使用。

        2、晶閘管電路實驗掛箱DDS 02

        (1) DDS02實驗掛箱主要承擔晶閘管變流技術和晶閘管調速實驗項目。工作電源220V,使用時由主控制屏供電。

        (2) 該實驗掛箱配置了12只晶閘管,6只整流二極管。其中6只晶閘管已按2只一組串接排列成三列,可以很方便的接成單、三相全控橋接法;另6只晶閘管則各自分散獨立,可以按需要自由組合成各種電路。

        (3) 實驗掛箱內還配置有一個續流二極管;一個“RC”阻容吸收電路,用以吸收浪涌電壓和電流,保護主電路晶閘管;

        (4) 一個有五個選擇檔位的1200mH的大電感;一只專用電纜接口,用于連接DDS 03實驗掛箱內的晶閘管觸發信號。

        (5) 此外,還有12只發光二極管指示燈,分別指示兩組觸發脈沖的有無;另有12只發光二極管指示燈,分別指示兩組熔斷器的通斷情況。使用者一目了然,非常方便。

        (6) DDS02上晶閘管的觸發脈沖的輸入采用專業的數據通信電纜和DDS03聯接。

        (7) 為方便使用,該實驗箱采用了鉸鏈結構形式,將面板上的滾花螺絲拆開即可以方便的進行內部觀測和系統維護。

        3、晶閘管觸發電路實驗掛箱DDS 03

        (1) DDS 03型實驗掛箱主要是為三相電路類實驗提供觸發脈沖之用。工作時通過8芯專用插座和主控制屏連接,鑰匙開關合上即進入工作狀態。

        (2) 該實驗掛箱可輸出正、反二組脈沖,但兩組脈沖不可同時工作,應該互鎖工作。既可輸出單窄、雙窄脈沖,也可輸出寬脈沖,可用“脈沖選擇”開關選擇。有一專用電纜接口和DDS 02型實驗掛箱連接,用以輸出脈沖和其它電信號。

        (3) “同步電源觀察孔”可用示波器觀察電源的相位同步情況?!颁忼X波斜率調節與觀察孔”可用于調節a、b、c三相的鋸齒波斜率,調節相應的電位器,可改變鋸齒波斜率的大小,使三相鋸齒波斜率一致。

        (4) “脈沖觀察孔”可用示波器觀察單、雙窄脈沖。正常情況下,它們的大小幅度應一致,并且互相間隔60°。二組脈沖分別各有6只按鍵開關,每只按鍵均可接通或斷開脈沖信號,可以方便的模擬脈沖缺失現象,為實驗創造條件。

        (5) “電壓給定器”主要是提供移相控制電壓。RP1調節正給定電壓;RP2調節負給定電壓;S1為正負給定電壓選擇開關;S2為“0”伏和“±給定”電壓輸出選擇開關,可根據電路具體要求確定。

        (6) “脈沖放大控制”用于控制脈沖信號的輸出。若要正組脈沖輸出,只需用導線將Ublf端口對地連接即可;若要反組脈沖輸出,只需用導線將Ublr端口對地連接即可。

        (7) “FBC+FA(電流反饋與過流保護)”主要用于電機調速方面。該單元電路有兩種功能,1)檢測電流反饋信號;2)及時發出過流信號。

        (8) DDS03上晶閘管的觸發脈沖的輸入采用專業的數據通信電纜和DDS02聯接。

        (9) 為方便使用,該實驗箱采用了鉸鏈結構形式,將面板上的滾花螺絲拆開即可以方便的進行內部觀測和系統維護。

        4、速度(電壓)、電流調節器、零速封鎖掛箱DDS 04

        (1) 提供速度(電壓)調節器、電流調節器和零速封鎖器。

        (2) 提供速度變換器,以取得轉速信號。并提供反號器。

        (3) 工作電源220V。

        5、轉矩檢測、零電流檢測和邏輯控制器DDS 05

        (1) 提供轉矩極性鑒別器和零電流檢測器。并提供邏輯控制器,用于直流邏輯無環流調速實驗。

        (2) 提供一個直流數字電壓顯示儀表,0.5級精度,可外接輸入。

        (3) 工作電源220V。

        6、直流斬波器DDS 10

        (1) 主要完成傳統晶閘管系統直流斬波電路實驗。由主電路和斬波觸發電路兩部分組成。

        (2) 根據實際實驗要求可接入直流電機負載來進行斬波調速實驗。

        (3) 工作電源220V。

        7、鋸齒波同步觸發電路實驗掛箱DDS 11

        (1) 主要由單結晶體管觸發電路、正弦波同步移相觸發電路、鋸齒波同步移相觸發電路三個分立電路構成。

        (2) 各電路的同步電源通過掛箱左上方的同步變壓器原邊繞組接線柱接入,并通過“觸發選擇開關”來選擇。

        (3) 各電路工作通過各自電路中的相應開關和調節相位電位器來進行工作,脈沖信號可配合晶閘管主電路掛箱(DDS02)進行單相電路實驗。

        (4) 工作電源220V。

        8、單相交流調壓觸發電路實驗掛箱DDS 12

        (1) 提供單相交流調壓觸發電路,該電路為反并聯晶閘管電路的相控電路,采用KC05集成觸發器來實現。配合晶閘管主電路掛箱(DDS02)來完成實驗。

        (2) 提供單相并聯逆變器觸發電路,并提供主電路所需的逆變變壓器和電抗器。

        (3) 工作電源220V。

        9、電力電子自關斷器件特性與驅動電路掛箱DDS 16

        (1) 該實驗掛箱可承擔三類電力電子器件的特性實驗:GTR、功率MOSFET、IGBT。

        (2) 可完成實驗項目

        1、GTR特性及其驅動電路研究

        1) 輸入特性曲線IB=f(VBE)、輸出特性曲線IC=f(VCE)關系曲線繪制;

        2) 驅動電路的輸入與輸出波形與延遲時間測試(光耦隔離);

        3) 負載、RCD緩沖電路、基極負偏壓、基極電阻對GTR開關特性的影響(純阻性、感性負載);

        4) 基極電流觀測。

        2、功率MOS管特性及其驅動電路研究

        1)柵極開啟閥值電壓(VGS(TH))測試;

        2)轉移特性曲線ID=f(VGS)與gm-VGS關系曲線繪制;

        3)導通電阻RDS(ON)測試與輸出特性曲線ID=f(VDS)、反向輸出特性曲線ID=f(VSD)繪制;

        4)驅動電路的輸入與輸出波形與延遲時間測試(磁隔離、光耦隔離);

        5)負載對MOS管開關特性的影響(純阻性、感性負載);

        6)RCD緩沖電路、柵極負偏壓、柵極電阻對MOS管開關特性的影響;

        7)柵源極電容沖放電電流觀測。

        3、IGBT特性及其驅動電路研究

        1) 柵極開啟閥值電壓(VGE(TH))、轉移特性曲線IC=f(VGE)、輸出特性曲線IC=f(VCE)測試;

        2) M57959L集成驅動電路的應用;

        輸入/輸出延時、保護輸出光耦延時、過流關斷、過流閥值、關斷負柵壓、過流保護性能測試。

        3) 負載對IGBT開關特性的影響(純阻性、感性負載);

        4) RCD緩沖電路、柵極負偏壓、對IGBT開關特性的影響;

        (3)主要技術參數:

        1、555 PWM電路

           工作頻率:1.5kHz/15kHz;         占空比調節范圍:15%~90%;

        2、額定輸入交流電源電壓:  220V±10%;

           主電源電壓:0~20V、2A;          控制電源電壓:0V~15V;

         負載:電阻 10Ω~210Ω(10Ω+200Ω);    電感:1mH。

        10、 Boost  APFC與UC 3854 電路實驗掛箱DDS 30

        (1) 該實驗掛箱主要承擔功率因數校正研究實驗項目,可以進行無源功率因數校正研究實驗和有源功率因數校正研究實驗。

        (2) 可完成實驗項目

        1、 功率因數校正時交流輸入功率因數檢測

        2、 無源功率因數校正研究

        3、 APFC  IC UC3854應用研究

        PWM輸出波形頻率調節研究;電壓反饋控制研究;電流反饋控制研究;起??刂蒲芯?;軟起動控制研究;PWM輸出波形檢測研究。

        4、Boost  APFC電路研究

        1)Boost  APFC電路工作時,輸入交流電壓與輸入交流電流波形檢測以及功率因數檢測;

        2)工作頻率改變對功率因數校正的互動影響研究;

        3)輸出電壓改變對功率因數校正的關系研究;

        4)負載改變對功率因數校正的關系研究;

        5)工作頻率和主電路L的匹配研究以及對功率因數校正的相互關系影響研究。

        (3) 主要技術參數:

        1、工作頻率:20kHz~35kHz~50kHz;

        2、占空比調節范圍:15%~62.5%;

        3、額定輸入交流電源電壓:220V±10%;

           輸入直流電壓:30V;       輸出直流電壓:35V~80V;

        4、負載: 510Ω~1.02kΩ(510Ω+510Ω);

        5、軟起動時間:1s、5s。

        11、Buck  Buck-Boost電路實驗掛箱DDS 31

        (1) 該實驗掛箱可承擔兩個實驗項目:直流斬波電路(Buck變換器)實驗和直流斬波電路(Buck-Boost變換器)實驗。

        (2) 可完成實驗項目

        1、555 PWM產生及光耦隔離與MOS驅動電路應用研究

        占空比調節;頻率調節;光耦隔離與驅動的延時現象。

        2、Buck電路拓撲研究

           1) 電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下輸入電壓、占空比與輸出電壓關系式驗證;

           2) 電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下各電壓、電流波形觀測;

           3) 電感量、負載電流及工作頻率對電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式的影響;

           4) LC濾波器的影響。

        3、Buck-Boost電路拓撲研究

          1) 電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下輸入電壓、占空比與輸出電壓關系式驗證;

           2) 電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下各電壓、電流波形觀測;

           3) 電感量、負載電流及工作頻率對電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式的影響;

           4) LC濾波器的影響。

        (3)主要技術參數:

        1、555 PWM產生及光耦隔離與MOS驅動電路

           工作頻率:15kHz/30kHz;  占空比調節范圍:15%~72.5%;

        2、Buck電路拓撲

           額定輸入交流電源電壓:220V±10%;

        負載:50Ω~100Ω;

           輸入直流電壓:30V;      輸出直流電壓:5V~22V;

        3、Buck-Boost電路拓撲研究

        額定輸入交流電源電壓:220V±10%;

        負載:510Ω~1.02kΩ(510Ω+510Ω);

           輸入直流電壓:30V;      輸出直流電壓:5V~80V。

        12、Boost  Cuk電路實驗箱DDS 32

        (1)實驗項目

        該實驗掛箱可承擔兩個實驗項目:直流斬波電路(Boost變換器)實驗和直流斬波電路(Cuck變換器)實驗以及芯片UC3842應用研究。

        (2)可完成實驗項目

        1、電流控制型 PWM IC UC3842應用研究

        PWM輸出波形占空比調節;PWM輸出波形頻率調節;過流限制;PWM輸出波形觀測。

        2、Boost電路拓撲研究

           1)電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下輸入電壓、占空比與輸出電壓關系式驗證;

           2)電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下各電壓、電流波形觀測;

           3)電感量、負載電流及工作頻率對電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式的影響;

           4)LC濾波器的影響;

        5)DRC緩沖電路作用研究。

        3、Cuk電路拓撲研究

          1)電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下輸入電壓、占空比與輸出電壓關系式驗證;

           2)電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下各電壓、電流波形觀測;

           3)電感量、負載電流及工作頻率對電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式的影響;

           4)LC濾波器的影響;DRC緩沖電路作用研究。

        4、電流控制型Boost穩壓電源研究

           負載調整率測試(電壓調整率測試)。

        5、電流控制型Cuk穩壓電源研究

           負載調整率測試(電壓調整率測試)。

        (3)主要技術參數

        1、電流控制型 PWM IC UC3842應用電路

           工作頻率:10kHz~30kHz;占空比調節范圍:15%~62.5%。

        2、Boost電路拓撲

           額定輸入交流電源電壓: 220V±10%;  輸入直流電壓:30V;

           輸出直流電壓:35V~80V;負載:510Ω~1.02kΩ(510Ω+510Ω)。

        3、Cuk電路拓撲研究

        額定輸入交流電源電壓:220V±10%   輸入直流電壓:30V;

            輸出直流電壓:5V~50V;  負載:200Ω~400Ω(200Ω+200Ω)。

        13、 “半橋、全橋電路”實驗掛箱DDS 33

        (1)實驗項目

        該實驗掛箱可承擔兩個實驗項目:半橋電路實驗和全橋電路實驗以及芯片UC3825應用研究。

        (2)可完成實驗項目

        1、PWM IC UC3825應用研究

        PWM輸出波形占空比調節; PWM輸出波形觀測。

        2、半橋電路拓撲與穩壓電源研究

           1)電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下輸入電壓、占空比與輸出電壓關系式驗證;

           2)電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下各電壓、電流波形觀測;

           3)負載對電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式的影響;

           4)負載調整率測試(電壓調整率測試)。

        3、全橋電路拓撲與穩壓電源研究

           1)電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下輸入電壓、占空比與輸出電壓關系式驗證;

           2)電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式下各電壓、電流波形觀測;

           3)負載對電流連續(CCM)、臨界與斷續(DCM)三種工作模式的影響;

               4)負載調整率測試(電壓調整率測試)。

        (3)主要技術參數:

        1、PWM IC UC3825應用電路

           工作頻率:40kHz;    占空比調節范圍:10%~80%。

        2、半橋電路拓撲

           額定輸入交流電源電壓:220V±10%;   輸入直流電壓:80V;

           輸出直流電壓:65V~100V;  負載:1kΩ、2kΩ、4.7kΩ、8.2Ω。

        3、全橋電路拓撲研究

        額定輸入交流電源電壓:220V±10%;  輸入直流電壓:40V;

           輸出直流電壓:65V~100V;  負載:75Ω~150Ω(75Ω+75Ω)。

        4、輸出功率:<20W

        14、 “移相全橋電路”實驗掛箱DDS 34

        (1)實驗項目

        該實驗掛箱可承擔以下實驗項目:移相全橋電路實驗以及芯片UC3875應用研究。

        (2)可完成實驗項目

        1、PWM IC UC3875應用研究

        PWM輸出波形移相調節;PWM輸出波形頻率調節觀測。

        2、移相全橋電路拓撲與穩壓電源研究

           1)輸入電壓、占空比與輸出電壓關系式與拓撲工作原理驗證;

           2)電路各電壓、電流波形觀測與開關管零電壓開通與零電壓關斷驗證;

           3)電壓占空比丟失觀測;

           4)負載、頻率對超前橋臂與滯后橋臂實現零電壓條件研究;

           5)負載對電壓占空比丟失研究;頻率對電壓占空比丟失研究;

           6)負載調整率測試(電壓調整率測試)。

        (3)主要技術參數:

        1、PWM IC UC3875應用電路

           工作頻率:45kHz—55kHz;  移相調節范圍:20%~80%。

        2、移相全橋電路拓撲研究

        額定輸入交流電源電壓:220V±10%;  輸入直流電壓:80V;

           輸出直流電壓:30V~50V;    輸出功率:<20W。

        15、 “準諧振軟開關電路”實驗掛箱DDS 35

        (1)實驗項目

        該實驗掛箱可承擔兩個實驗項目:Buck ZCS電路實驗和Boost ZVS電路實驗以及芯片UC3861應用研究。

        (2)可完成實驗項目

        1、PWM IC UC3861應用研究

        PWM輸出波形占空比調節;PWM輸出波形觀測。

        2、PWM IC UC3865應用研究

        PWM輸出波形占空比調節;PWM輸出波形觀測。

        3、Buck ZCS電路拓撲與穩壓電源研究

           1)輸入電壓、占空比與輸出電壓關系式驗證;

           2)Buck ZCS電路拓撲定寬調頻工作原理研究;

           3)輸出電壓對Buck電路實現ZCS(零電流開關)定寬調頻的影響。

        4、Boost ZVS電路拓撲與穩壓電源研究

           1)輸入電壓、占空比與輸出電壓關系式驗證;

           2)Boost ZVS電路拓撲定寬調頻工作原理研究;

           3)輸出電壓對Boost電路實現ZVS(零電壓開關)定寬調頻的影響。

        (3)主要技術參數:

        1、PWM IC UC3861應用電路

           工作頻率:80kHz—100kHz;   占空比調節范圍:10%~80%。

        2、PWM IC UC3865應用電路

           工作頻率:80kHz—100kHz;   占空比調節范圍:10%~60%。

        3、Buck ZCS電路拓撲

           額定輸入交流電源電壓:220V±10%;   輸入直流電壓:80V;

           輸出直流電壓:30V~50V。

        4、Boost ZVS路拓撲研究

        額定輸入交流電源電壓:220V±10%;  輸入直流電壓:80V;

           輸出直流電壓:100V~120V。

        5、輸出功率:<20W

        16、單相正弦波SPWM逆變實驗掛箱DDS37

        (1) 該實驗掛箱包括兩個實驗項目,單相正弦波逆變電源(SPWM)研究和單相交流斬控調壓實驗。

        (2) 可完成實驗項目

            1、單相交流斬控調壓電路研究

        1) PWM控制電路輸出波形觀測;

        2) 單相斬控交流輸出PWM電壓觀測;

        3) 單相斬控交流輸出電流、電壓調節與觀測。

        2、單相SPWM逆變電路研究

        1) 控制電路三角波、正弦波、SPWM波、及分相與死區控制驅動波形觀測;

        2) 主電路SPWM電壓波形、電流波形、RC濾波后輸出正弦波觀測;

        3) 調制波正弦波頻率調節對逆變輸出正弦波頻率影響;

        4) 調制波正弦波幅度調節(幅度調制比)對逆變輸出正弦波頻率影響;

        5) 載波三角波頻率調節(頻率調制比)對逆變輸出正弦波諧波影響;

        6) 負載對SPWM電壓波形、電流波形的影響(純阻性、感性負載)。

        (3) 主要技術參數

        調制波正弦波頻率:40Hz~60Hz;  載波三角波頻率:2kHz~3kHz;

        額定輸入交流電源電壓:220V±10;  

        負載:純阻性900Ω,感性:電阻450Ω+電感1H。

        17、SPWM正弦脈寬調制變頻調速實驗掛箱DDS17

        采用自關斷器件的正弦脈寬調制(SPWM)變頻調速是當今變頻調速技術的主流,也是《電機控制》、 《交流調速》等課程的主要學習內容。

        (1)產品性能

        SPWM(正弦脈寬調制)變頻調速實驗裝置除具備一般變頻器的多項功能外,還特別能滿足課程的教學實驗要求,主要是:

        1) 夠進行多種調制方式的研究,如異步調制,同步調制,混合調制(分段同步調制)。

        2) 能反映最基本的SPWM生成機理――自然采樣法,可通過普通雙蹤示波器直觀再現正弦調制波與三角載波相交產生SPWM波的過程。

        3) 考慮到學生實驗可能的誤操作,裝置具有良好的保護功能,運行的可靠性,維修的簡便性。

        4) 采用微機實現靈活的全數字控制,使裝置有較高的性能價格比。是電機控制實驗裝置的功能擴展。

        (2) 實驗內容

        1) 用SPWM變頻器拖動三相異步電動機實現變頻調速運行。

        2) 改變調制方式(同步、異步、混合調制),觀測變頻器調制波形,不同

        負載(空載、滿載)下輸出電壓、電流波形(即電機端部線電壓、線

        電流波形)。

        3) 改變V/F曲線,觀察變頻器在不同低頻補償條件下低速運行情況。

        4) 改變加速時間,觀察加速過程。

        (3) 掛箱主要內容

        1)提供變頻器主電路,由三相整流橋、濾波、電流采樣及三相逆變橋組成。

        2)提供功率器件的驅動保護電路以及由單片機構成的數字控制器、控制鍵盤和運行顯示單元。

        (4)工作電源為220V。

        18、SVPWM空間矢量脈寬調制變頻調速裝置DDS18

        空間電壓矢量脈寬調制(SVPWM)是一種不同于正弦脈寬調制(SPWM)的先進調制方式。它的調制機理是建立在電機統一理論和電機坐標變換理論基礎之上,把電動機和變頻電源作為一個整體考慮來實現波形生成,其特點是教學模型簡單,非常適合微機處理器實時控制,可使變頻器調速系統獲得更為優良的運行性能。

        (1) 產品性能

        SVPWM(空間電壓矢量脈寬調制)變頻調速裝置除具備一般變頻器的多項功能外,還特別能滿足課程的教學實驗要求,主要性能是:

        1) 反映SVPWM生成機理,可通過示波器觀察電機內部的磁通旋轉磁場。

        2) 能觀察到不同追蹤模式下基準磁鏈圓的跟蹤逼近情況和電機運行中的有關電量。

        3) 裝置具有良好的保護功能,運行可靠,維修簡便,能有效防止學生實驗中的誤操作。

        4) 采用微機實現靈活的全數字控制,裝置具有很高的性能/價格比。

        5) 是原有DKSZ-1型電機控制系統實驗裝置的功能擴展。

        (1) 實驗內容

        1) 用SVPWM變頻器拖動三相異步電動機實現變頻調速運行。

        2) 改變零矢量控制方式(劈零/不劈零)和調制比,觀察變頻器的輸出調制波形和相應的電機電壓,電流波形及電機運行情況。

        3) F曲線,觀察變頻器在不同低頻補償條件下的低速運行情況。

        4) 改變加速時間,觀察加速過程。

        (3)掛箱主要內容

        1) 提供變頻器主電路,由三相整流橋、濾波、電流采樣及三相逆變橋組成。

        2) 提供功率器件的驅動保護電路以及由單片機構成的數字控制器、控制鍵盤和運行顯示單元。

        (4)工作電源為220V

        19、雙閉環可逆直流PWM(H橋可逆)調速系統實驗箱DDS19

        隨著全控式電力電子器件的不斷發展,采用全控器件組成的直流脈沖寬度調制(PWM)型的調速系統日趨成熟,用途也越來越廣泛。與傳統V-M系統相比,在很多方面有優越性:

        1) 頻率高,電流容易連續,諧波少,電機損耗和發熱小。

        2) 調速范圍寬,穩速精度高,低速性能好。

        3) 快速響應性能好,動態抗擾能力強。

        4) 直流側采用不控整流,功率因數高。

         (1)產品性能

        1) DDS19(直流可逆調速器)采用P-MOSFET電力電子器件為主回路構成雙極式H型PWM變換器。與相關的電機控制系統實驗裝置構成雙閉環(電流反饋,速度反饋)調速系統。也是根據《電力拖動自動控制系統》教材變化對原DKSZ-1型電機控制系統實驗裝置中直流調速實驗的有力補充和深化。

        2) DDS19(直流可逆調速器)由脈寬調制環節UPW,調制波發生器GM,邏輯延時環節DLD,和P-MOSFET驅動環節GD,過流保護環節FA,和H橋P-MOSFET主回路構成。

        3) DDS19采用三角波作調制信號的脈寬調制器,在實驗箱面板設有多處觀察孔,可以用以觀察:

        a) 作為調制信號的三角波波形。

        b) 寬脈沖隨給定電壓增加而脈寬變化情況。

        c) MOSFET下組橋脈沖波型,用以觀察邏輯延時環節。

        (2)實驗內容

        1)各控制單元調試;

        2)測定開環機械特性及高低速時完整的系統閉環靜特性;

        n=f(Id)

        3)閉環控制特性n=f(Ug)測定。

        20、  220V直流可調穩壓電源DT02

        (1) 220V直流可調穩壓電源,采用高頻開關穩壓電路,效率高、性能穩定,具有短路保護功能。

        (2) 調節范圍50V~240V,額定電流1.7A,超過額定電流,電源降壓限流,作為直流電機的電樞,勵磁電源。由于采用了開關電源的先進保護技術,所以具有極強的保護能力??梢栽试S電機的重載起動。

        (3) 數字顯示輸出的電壓和電流值。

        21、  220V直流勵磁電源和同步電機勵磁電源 DT03

        (1) 提供直流電機的勵磁電源(220V、0.5A)。

        (2) 提供同步電機的勵磁電源(32V、3A),采用開關電源技術,具有短路保護功能。

        (3) 輸出電流數字顯示。

        22、220V勵磁電源及開關箱 DT03A

        (1) 提供直流電機的勵磁電源(220V、0.5A)。輸出電流數字顯示。

        (2) 提供三刀雙擲開關一組,用于電力電子和電機拖動實驗的切換開關用。

        23、 直流電機調節電阻(抽屜式)DT04

                 提供兩只可調電阻,一只為磁盤可調電阻(0-100Ω,150W)、一只為磁盤可調電阻(0-3000Ω,150W),輸出加熔斷器作為過流保護。

        24、 繞線電機啟動電阻(抽屜式)DT05

        提供0、2Ω、5Ω、15Ω、∞五檔可調繞線電機起動電阻

        25、  電機導軌及渦流測功系統(DT06)及轉矩加載(反饋閉環)、轉矩轉速顯示部件(DT09) 

        (1) 電機導軌用于安置各種型號電機,和渦流測功機同軸相聯。拆裝靈活、方便。

        (2) 渦流測功系統和測速發電機同軸相聯,采用壓力傳感器,測出轉矩;光電碼盤測出轉速。轉速、轉矩都采用數據連接線采樣到DT09上,直接儀表顯示。讀取方便,精確。DT09同時配有專用X-Y記錄儀輸出端口,通過外接X-Y記錄儀可以完整測繪電機的M-S曲線。

        (3) DT09采用雙路工作電源,一路為三相交流線電壓220V的電源,作為渦流測功機的勵磁工作電源,一路為七芯電源插座,作為轉速和轉矩數字顯示的工作電源。

        (4) DT09采用獨特的反饋控制線路可以穩定測量電機的完整M-S曲線,(可以使被測電機穩定工作在不穩定工作區域)。通過手動加載,逐點描述方式完整測繪完整M-S曲線。

        (5) 采用和被測電機同軸相連的光電碼盤測轉速,直接數字顯示轉速。具有顯示正、反讀數功能。

        (6) 采用渦流測功機加載的方式,壓力傳感器測轉矩,數字直讀顯示,轉矩顯示在DT09上??赏ㄟ^選擇開關來控制是否為常規加載或T-n測繪,后者為交流異步電動機全特性測試時專用。

        (7) 在系統中具有轉速檢測和超速保護功能,當檢測到的電機轉速超過限定的轉速(直流電機2100r/min),DT09即發出告警信號,同時切斷輸出電源,保證實驗的安全??紤]到雙速電機的額定轉速高于限定值,因此加裝了電機選擇開關,當使用雙速電機時,將電機選擇開關置于特種電機檔位即可。

        26、  電機導軌及測速系統 DT06A

        (1) 電機導軌用于安置各種型號電機,和測速發電機同軸相聯。拆裝靈活、方便。

        (2) 導軌測速裝置,具有轉速顯示功能。

        27、  智能數字直流電壓、電流表  DT14

        (1) 工作電源36V。

        (2) 提供數字直流電壓表和直流電流表。信號采集、處理采用單片機技術,具有計算機串口通信功能,四位LED顯示。

        (3) 電壓量程:0~250V;電流量程:0~5A。

        (4) 內部自動切換量程,取消琴鍵開關。

        (5) 測量精度0.5級。

        28、  智能數字交流電壓、電流表   DT15

        (1) 工作電源36V。

        (2) 提供數字交流電壓表和交流電流表各一個。信號采集、處理采用單片機技術,具有計算機串口通信功能,四位LED顯示。

        (3) 電壓量程:0~500V;電流量程:0~5A。

        (4) 內部量程自動切換, 取消琴鍵開關。

        (5) 測量精度0.5級。

        29、  智能數字多功能交流儀表   DT16

        (1) 工作電源36V。

        (2) 提供智能數字多功能交流儀表兩個。信號采集、處理采用單片機技術,具有計算機串口通信功能,四位LED顯示。

        (3) 可以測量交流電壓、交流電流、功率、功率因數(相位),并自動判斷負載的性質。

        (4) 電壓量程:0~500V;電流量程:0~5A。

        (5) 內部量程自動切換,取消琴鍵開關。

        (6) 測量精度0.5級。

        30、  DT20 三相可調電阻

        (1) 提供三組可調電阻,每組由兩個可變電阻(0-900歐姆、0.41A)構成,同

        軸調節,輸出加熔斷器作為過流保護(0.5A)。

        (2) 順時針旋轉,輸出接線柱 A3-A2(B3-B2、C3-C2),A3-A1(B3-B1、C3-C1)

        之間電阻由900-0歐姆之間變化。順時針旋轉 X1-X2之間電阻0-1800歐姆之間變化。

        31、三相可調電阻DT21

        提供三組可調電阻,每組由兩個可變電阻(0-90Ω,1.3A)構成,同軸調節,輸出加熔斷器作為過流保護(1.5A)。

        32、三相可調電抗DT22

        (1) 提供三相獨立的調壓器,可作為調壓器和負載使用,在研究三相同步發電機的運行特性中,純電感負載實驗時,它與可調電阻相串聯一起作為負載使用。

        (2) 三相可調電抗允許輸入的最大電壓為250V,允許輸入的最大電流為0.45A。

        33、三相可變電容DT23

        (1) 提供三相可變電容。通過開關切換輸出1uF、2uF、2uF、4uF、4uF,由琴鍵開關切換輸出電容:0.1~0.9uF。

        (2) 電容的耐壓限制為220VAC。

        34、整步表、旋轉指示燈DT24

        (1) 提供整步表一只;

        (2) 由黃、綠、紅三色各兩只燈組成旋轉指示燈,當三相電源A0、B0、C0與三相電源A、B、C相序一致且電壓值相等時,三組相燈逆時針旋轉燈亮、滅;

        (3) 并網條件建立,通過并車開關完成并網實驗。

        35、波形測試及開關板DT25

        有一塊波形測試板及兩路三刀雙擲開關組成。

        36、并車開關DT26

        該組件由一個接觸器和啟停按鈕構成并車開關,及其它開關組件。

        37、繼電接觸控制箱一DT31

        該組件由1個熱繼電器、1個時間繼電器、一個中間繼電器、2個交流接觸器和3個帶燈按鈕開關組成。配合主控制屏和其它組件可完成一些常規的繼電控制實驗,如電機的星三角轉換、自藕降壓啟動、正反轉、能耗制動、點動和順序啟動等等實驗內容。

        38、三相組式變壓器DT40

        三只相同的單相變壓器組成,原邊220V/0.35A,副邊55V/1.4A

        39、DT41 三相芯式變壓器

        (1) 由一組三相三線圈芯式變壓器組成。

        (2) 變壓器的參數為PN=150W/150W/150W、UN=220V/110V55V、

        IN=0.394A/0.788A/1.576A。均為Y/Y/Y接法。

        (3) 主要完成三相變壓器相關實驗內容,還可以作為電力電子實驗中逆變變壓器使用。

        40、三相同步電機D16

        D16三相同步電機的參數為:

        PN=185W/UN=220V/IN=0.45A/nN=1500r/min;UfN=14V/IfN=1.2A

        41、并勵直流電動機D17

        D17并勵直流電動機的參數為:

        PN=185W/UN=220(Δ)/IN=0.48A/nN=1600r/min;UfN=220V/IfN<0.16A

        42、三相籠型異步電動機D21

        D21三相籠型異步電動機的參數為:

        PN=185W/UN=220V/IN=1.1A/nN=1420r/min

        43、實驗桌

        采用優質冷軋板沖模,防靜電、防火,耐磨密度板噴塑臺面。四腳安裝有可制動萬向輪,移動靈活。造型美觀,結構堅固。

         

        (三)、實驗項目

        (以下實驗內容僅供參考,具體與學校的相關配置有關):

        1、電力電子技術實驗

        (1) 單結晶體管觸發電路和單相半波可控整流電路實驗;

        (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) 單相橋式半控整流電路實驗;

        (5) 單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗;

        (6) 三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗;

        (7) 單相并聯逆變電路實驗;

        (8) 直流斬波電路實驗;

        (9) 單相交流調壓電路實驗;

        (10) 三相交流調壓電路實驗;

        (11) 自關斷電力電子器件及其驅動與保護電路實驗;

        (12) PFC功率因數校正電路實驗;

        (13) Buck-Boost開關拓撲和穩壓電源觀察實驗;

        (14) Cuk開關拓撲和穩壓電源實驗;

        (15) 全橋、半橋開關拓撲和穩壓電源實驗;

        (16) 移相全橋零電壓開關穩壓電源實驗;

        (17) 準諧振軟開關穩壓電源實驗;

        (18) 單相交流調壓實驗(斬控);

        (19) 單相SPWM變頻調速實驗。

        2、直流調速系統實驗

        (1) 晶閘管直流調速系統參數和環節特性測定;

        (2) 晶閘管直流調速系統主要單元調試;

        (3) 單閉環晶閘管不可逆直流調速系統實驗;

        (4) 雙閉環晶閘管不可逆直流調速系統實驗;

        (5) 邏輯無環流直流可逆調速系統實驗;

        (6) 雙閉環可逆直流PWM(H橋可逆)調速系統實驗;

        3、交流調速系統實驗

        (1) 雙閉環三相異步電動機調壓調速系統實驗;

        (2) 雙閉環三相異步電動機串級調速系統實驗;

        (3) 三相異步電動機(SPWM)變頻調速實驗;

        (4) 空間矢量控制(SVPWM)變頻調速系統實驗。

         

        4、直流電機實驗

        (1) 直流電機認識實驗;

        直流電動機起動與調速實驗

        (2) 直流發電機:

        他勵實驗;復勵實驗;空載特性實驗、外特性實驗、調整特性實驗;自勵條件、自勵外特性實驗等

        (3) 直流并勵電動機:

        工作特性實驗、機械特性實驗、調速特性實驗、效率測定

        (4) 直流串勵電動機:

        工作特性實驗、機械特性實驗、調速特性實驗、效率測定

        5、變壓器實驗

        (1) 單相變壓器實驗

        測變比、空載特性、短路及純電阻和阻感性負載實驗

        (2) 三相變壓器的參數測定

        測極性測變比、空載特性、短路YO實驗、純電阻負載實驗

        (3) 三相變壓器的聯接組和不對稱短路

        三相連接組判別、Y/YO-12單相短路、Y/Y-12兩相短路、Y/YO零序阻抗測定

        (4) 單相變壓器的并聯運行

        (5) 三相變壓器的并聯運行

        (6) 三相三繞組變壓器

        6、異步電機實驗

        (1) 三相鼠籠式異步電動機的工作特性;

        空載實驗、短路實驗、負載實驗

        (2) 三相異步電動機的啟動與調速;

        直接起動、Y-起動、自耦變壓器降壓起動

        (3) 三相繞線式異步電動機實驗

        電機轉子串電阻起動、轉子串電阻調速

        (4) 異步電動機的M-S全特性測繪;

        (5) 異步電動機溫升實驗

        (6) 單相電容啟動異步電動機(空載實驗、短路實驗、負載實驗)

        7、同步電機實驗

        (1) 三相同步發電機的運行特性

        空載特性、三相短路實驗、純電感負載實驗、外特性、調節特性

        (2) 三相同步電機的并聯運行

        異步啟動、V形曲線、工作特性

        (3) 三相同步電機參數的測定

        轉差法測定同步電抗Xd和Xq、反同步旋轉法測定負序電抗X-、單相電源測定零序電抗XO、靜止法測定超瞬變同步電抗Xd〞和Xq〞

        8、電機機械特性的測定

        (1) 直流他勵電動機的四象限機械特性的測定;

        電動及回饋制動機械特性,電動及反接制動機械特性,能耗制動特性實驗

        (2) 三相異步電動機四象限機械特性的測定;

        測定三相繞線式異步電動機在電動運行狀態下的機械特性、再生發電制動狀態下的特性、電動以及反接制動狀態下的特性。

        9、電氣控制實驗

        (1) 三相異步電動機的直接啟動控制

        (2) 順序控制電路實驗

        (3) 點動控制電路實驗

        (4) 三相異步電動機的正、反轉控制實驗

        (5) 星、三角控制電路實驗

        (6) 三相繞線式異步電機起動控制線路

        (7) 雙速異步電動機的控制線路

        (8) 工作臺往返自動控制實驗

        (9) 兩地控制線路

        (10) 車床電氣控制電路實驗                 

        (11) 電動葫蘆電氣控制電路(能耗制動)實驗

        (12) 銑床模擬電路電氣控制電路實驗

        (13) 平面磨床模擬電氣控制電路實驗

                        


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