SBMC-02現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗裝置
一、概述
電力電子技術(shù)實驗裝置,是依據(jù)西安交通大學(xué)王兆安編著的《電力電子技術(shù)》(第五版)、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》教材實驗大綱的要求,吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點,充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,對原"電力電子技術(shù)及電機控制實驗裝置"在外形、功能上進(jìn)行優(yōu)化組合,精心研制而成。
(此圖片僅作為結(jié)構(gòu)參考,具體實物要根據(jù)配置而定)
二、適用范圍:
涵蓋了各高等院校等所開設(shè)的"電力電子技術(shù)"、"半導(dǎo)體變流技術(shù)"等專業(yè)課程所要求的實驗項目。
三、技術(shù)性能
1、輸入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10% 50HZ)
2、工作環(huán)境: 溫度-10℃-+40℃ 相對濕度<85%(25℃) 海撥<4000m
3、裝置容量:<1000W
4、外形尺寸:1700×700×1580 mm
四、裝置的基本裝備
1、DX-01電源控制屏(鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu),鋁質(zhì)面板)
(1)交流電源(帶有過流保護措施)提供交流電源:三相交流電源(220V/1.5A)
(2)高壓直流電源:輸出220V/0.5A,具有輸出短路保護。
(3)數(shù)字式儀表
①.交流數(shù)字電壓表:可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓,精度1.0級;
②.真有效值交流數(shù)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(shù)顯,為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示。
③.真有效值交流數(shù)字電流表一只: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(shù)顯,具有超量程告警、指示及切斷總電源功能,為調(diào)速系統(tǒng)提供電流的指示;
④.直流數(shù)字電壓表一只:測量范圍0~300V,三位半數(shù)顯,輸入阻抗為10MΩ,精度0.5級;
⑤.直流數(shù)字電流表一只:測量范圍0~5A,三位半數(shù)顯,精度0.5級,具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。
(4)帶鏡面的指針表:直流電壓表(測量范圍0~±300V,為中零式,精度為1.0級)直流電流表(測量范圍0~±2A,為中零式,精度為1.0級)
(5)三相可調(diào)電阻(90Ω×2/0.41A一個 、900Ω×2/0.41A兩個)
(6)平波電抗器:提供100mH、200mH、700mH電感,在1A下保持線性。
(7)給定:±15V可調(diào)電壓輸出,帶數(shù)顯,指示輸出電壓。
(8)單相調(diào)壓:提供了一只0~250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器,為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)交流電源,并帶短路保護。
(9)三相整流濾波電路:可對單相及三相交流電源進(jìn)行整流和濾波,具有輸出短路保護。
(10)變壓器: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),用于三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗。
(11)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(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器,使主電路輸出與電網(wǎng)隔離(浮地設(shè)計),對人身安全起到一定的保護作用。
電壓型漏電保護器1:對隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護,使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘,切斷電源。
電流型漏電保護裝置:控制屏若有漏電現(xiàn)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。
(12)實驗管理器
具有設(shè)定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能;還可以自動記錄與區(qū)分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
(13)控制屏其它設(shè)施 控制屏正面大凹槽內(nèi),設(shè)有兩根方型不銹鋼管,可掛置實驗部件,凹槽底部設(shè)有7芯、3芯等插座, 掛件的供電由這些插座提供?刂破羶蓚(cè)設(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。
2、DX02實驗桌
實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu),桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅固,形狀似長方體結(jié)構(gòu),造形美觀大方;設(shè)有兩個大抽屜,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(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu),便于移動和固定,有利于實驗室的布局。
3、DX03-1三相可控整流電路(一)
提供6只5A/1000V的晶閘管,每只晶閘管均設(shè)有RC吸收和保險絲保護裝置,晶閘管可通過外加觸發(fā)信號進(jìn)行觸發(fā)(留有觸發(fā)脈沖輸入接口),可更好的完成設(shè)計性實驗。 三相觸發(fā)電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成,可通過鈕子開關(guān)選擇雙窄脈沖或?qū)捗}沖,同時提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。
4、DK05晶閘管觸發(fā)電路
提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實驗、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路,鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗,正弦波觸發(fā)電路及TCA785集成觸發(fā)電路。
5、DK05-1晶閘管觸發(fā)電路(二)
提供KC08交流調(diào)功觸發(fā)電路、及單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路實驗等。
6、DK07直流斬波實驗
根據(jù)西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)中相關(guān)內(nèi)容而設(shè)計。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?赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚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。
7、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。
8、DK13功率器件驅(qū)動與保護電路
主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅(qū)動電路及PWM波形發(fā)生器。
(1)電源:為驅(qū)動電路提供電源,包括±5V、±15V和+20V直流電源。
(2)驅(qū)動電路:包括GTO 和 GTR, MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路。其中IGBT的驅(qū)動電路采用專用芯片EXB841,其它的由運放、門電路及分立元件組成。
(3)PWM波形發(fā)生器:以SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要是為新器件驅(qū)動電路提供PWM驅(qū)動波形,可以通過頻率調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行頻率調(diào)節(jié);通過占空比電位器來調(diào)節(jié)PWM波的占空比。頻率范圍分為2擋,通過鈕子開關(guān)切換,高頻檔是為MOSFET和IGBT驅(qū)動電路提供PWM波形,頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz~10KHz;低頻檔是為GTR和GTO驅(qū)動電路提供PWM波形,頻率調(diào)節(jié)范圍400Hz~1KHz;占空比可從 0%調(diào)至100%。
9、DK14單相交直交變頻原理
根據(jù)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(shù)》(第四版)的內(nèi)容進(jìn)行開發(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)制信號的形成方法,了解IGBT管專用集成驅(qū)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(fù)載(電阻,電感)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(qū)動芯片的工作特性。
10、DK19半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源
提供了半橋型開關(guān)穩(wěn)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(diào)制控制方案?赏瓿"開關(guān)電路在開環(huán)與閉環(huán)下負(fù)載特性的測試"以及"電源電壓波動對輸出的影響"等實驗內(nèi)容。
11、DX17實驗元器件
提供晶閘管(均設(shè)有RC吸收和保險絲保護)、壓敏電阻(作為過壓保護元件,內(nèi)部已連成三角形接法)二極管及燈座、RC吸收電路。
12、SB07實驗連接線:
根據(jù)不同實驗項目的特點,配備兩種不同的實驗聯(lián)接線,強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)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(fā)絲般細(xì)的多股線,達(dá)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(yōu)點,插頭采用實芯銅質(zhì)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(jié)構(gòu)聯(lián)接線,兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座,這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
五、本裝置能開設(shè)的實驗項目(以上配置)
(一)電力電子技術(shù)(晶閘管部分)
1、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路。
2、正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗。
3、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗。
4、西門子TCA785集成觸發(fā)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、單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗。
8 三相半波可控整流及有源逆變電路實驗。
9、三相橋式半控整流電路實驗。
10、三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗。
11、單相交流調(diào)壓電路實驗。
12、單相交流調(diào)功電路實驗。
13、三相交流調(diào)壓電路實驗。
14、單向晶閘管(SCR)特性實驗。
(二) 電力電子技術(shù)(全控型器件特性部分)
1、可關(guān)斷晶閘管(GTO)特性實驗。
2、功率場效應(yīng)管(MOSFET)特性實驗。
3、電力晶體管(GTR)特性實驗。
4、絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實驗。
5、可關(guān)斷晶閘管(GTO)驅(qū)動與保護電路實驗。
6、功率場效應(yīng)管(MOSFET)驅(qū)動與保護電路實驗。
7、電力晶體管(GTR)驅(qū)動與保護電路實驗。
8、絕緣雙極型晶體管(IGBT)驅(qū)動與保護電路實驗。
(三)典型電力電子器件線路實驗
1、直流斬波電路性能研究(IGBT,SG3525):
(1) 降壓斬波電路。
(2)升壓斬波電路。
(3)升降壓斬波電路。
(4)Cuk斬波電路。
(5)Sepic斬波電路。
(6)Zeta斬波電路)。
2、半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究。
3、SPWM單相交直交變頻電路的性能研究。
六、實驗測量儀表組件、及掛箱明細(xì)表:
序號 |
編號 |
名 稱 |
數(shù)量 |
1 |
DX01 |
電源控制屏 |
1套 |
2 |
DX02 |
實驗桌 |
1張 |
3 |
DX03-1 |
三相可控整流電路(一) |
1件 |
4 |
DK05 |
晶閘管觸發(fā)電路 |
1件 |
5 |
DK05-1 |
晶閘管觸發(fā)電路(二) |
1件 |
6 |
DK07 |
直流斬波實驗(六種典型線路) |
1件 |
7 |
DK09 |
新器件特性實驗 |
1件 |
8 |
DK13 |
功率器件驅(qū)動與保護電路 |
1件 |
9 |
DK14 |
單相交直交變頻原理 |
1件 |
10 |
DX17 |
實驗元器件 |
1件 |
11 |
DK19 |
半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源 |
1件 |
12 |
SB07 |
高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插實驗連接線及配件 |
1套 |
七、老師臺增配
★(一)、基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)(全室配1套)
由執(zhí)行裝置與網(wǎng)機組成,技術(shù)參數(shù)分別為:
(1)執(zhí)行裝置技術(shù)參數(shù)
(1)極數(shù):3P+N
(2)脫扣特性:C(5-10)In D(10-14)In
(3)額定電流:In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A
(4)額定電壓:Ue AC 230V/400V
(5)額定頻率f:50Hz
(6)額定短路分?jǐn)嗄芰Γ?span lang="EN-US">Icu10kA
(7)殼架等級額定電流:Inm63A
(8)缺相保護:設(shè)備防燒毀保護模式
(9)漏電保護:元器件損壞保護模式
(10)過載保護:電流過大防燒毀模式
(11)短路保護:碰線防燒毀模式
(12)掛鎖保護:便于維修安全
(13)過溫保護:可監(jiān)測線路溫度
(14)過欠壓保護:防止造成人身事故和機械設(shè)備損壞
(15)漏電或觸電時0.1秒斷開
(16)故障指示燈,便于查看工作狀態(tài)
★(17)掛鎖功能,檢修更方便
(2)網(wǎng)機技術(shù)參數(shù)
(1)內(nèi)置STM32F103C8T6主控芯片
(2)外置8M無源晶振
(3)采用SP3485作為485通信芯片
(4)485防浪涌保護
(5)標(biāo)準(zhǔn)RS485接口,可直接串口設(shè)備
(6)智能型數(shù)據(jù)終端,便捷實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能
★(7)提供強大的中心管理軟件,方便設(shè)備管理
★(8)提供便捷的軟件升級和固件更新服務(wù)
★(9)提供數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份,方便查看歷史數(shù)據(jù)
(10)尺寸:89mm*67.5mm*20.5mm
(11)重量:70g
(12)電源:AC220V
(13)功耗:1.5W
(14)工作溫度:-25℃ - +70℃
(15)工作濕度:95%
(16)WiFi版最大下行傳輸速率:64kbps
(17)WiFi版最大上行傳輸速率:32kbps
提供有效、權(quán)威的證明文件,證實該產(chǎn)品的可靠、安全、先進(jìn)性。
★(二)、智慧教室綜合測控系統(tǒng)(該系統(tǒng)采用一體化設(shè)計,要求所有功能集中在一塊核心控制器上,不接受采用多種模塊拼裝,確保使用人員的人身安全及設(shè)備安全的性能指標(biāo))(全室配1套)
A、虛擬示波器所需實現(xiàn)的功能:
50MHz 2路波形測量功能;
B、2路邏輯分析儀功能;
C、1路任意波形信號發(fā)生器輸出;
200MSa/s高速實時采樣,50MHz帶寬,波形測量完全滿足教學(xué)實驗要求,波形平滑不失真。
在、2路PWM脈沖信號發(fā)生器:可設(shè)置頻率、占空比。
D、萬用表功能
1)、萬用表的電阻測量功能;
2)、萬用表的直流電壓測量功能;
3)、萬用表的交流電壓測量功能;
4)、萬用表的交流電流測量功能;
E、人機界面功能
1)、人機界面顯示所測量的波形,并顯示相應(yīng)的量測值;
2)、可通過點擊界面按鈕,將所測量的波形插入實驗報告模板中;
3)、學(xué)生的實驗報告結(jié)果可通過點擊界面按鈕,統(tǒng)一上傳到指定的教師電腦文件夾下;
(三)、免費贈送正版3D輔助教學(xué)數(shù)字資源軟件(有軟件著作權(quán),便于升級)
1.免費贈送電工作業(yè)培訓(xùn)( 用電安全與觸電急救)仿真教學(xué)軟件(正版3D軟件,有軟件著作權(quán),便于升級)
本產(chǎn)品依據(jù)中華人民共和國勞動和勞動安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(LD/T81.2-2006)《"維修電工"職業(yè)技能實驗和鑒定設(shè)備技術(shù)規(guī)范》與教育部有關(guān)專業(yè)教學(xué)大綱而設(shè)計研制。該軟件采用二維與三維結(jié)合的虛擬畫面,教導(dǎo)學(xué)生電工基礎(chǔ)知識和用電的安全及急救方法。包含電工初步知識(電工基礎(chǔ)、電工儀表使用、導(dǎo)線安全連接、安全用電工具、安全用電標(biāo)志),觸電急救(觸電的方式、安全防護措施、接地與接零保護、人工呼吸,心肺復(fù)蘇等急救方法),風(fēng)險排除(滅火器類型、滅火器的使用),電工電子基本操作(包括低壓電器、電機與變電器、照明電路、電子技術(shù))等4大模塊,15個實驗單元,72個實驗項目。軟件以技能為核心,操作步驟為主線,以學(xué)生交互訓(xùn)練為主體,具有三維可視化、智能化、全交互的特點,集職業(yè)性、情境性、過程性、交互性和靈活性于一身,性價比極高。為職業(yè)教育與技能實驗、鑒定信息化、現(xiàn)代化提供了豐富的教學(xué)資源。
2.免費贈送電機與變壓器仿真教學(xué)軟件(正版3D軟件,有軟件著作權(quán),便于升級)
電機與變壓器仿真教學(xué)軟件依據(jù)《職業(yè)院校數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范》(教職成函[2015]1 號)與教育部頒布的有關(guān)專業(yè)教學(xué)大綱而設(shè)計,選取典型的電機與變壓器,圍繞其核心知識點和技能點展開,兼顧教師的課堂教學(xué),力爭達(dá)到軟件的職業(yè)性、情境性、過程性、交互性的相互交融。
本軟件包括功率電機、控制電機、信號電機和變壓器4個實驗單元,共18個典型的實驗項目,每個實驗項目下設(shè)有外形結(jié)構(gòu)、工作原理、拆裝過程、故障檢測、常見應(yīng)用、考考你等數(shù)目不等實驗任務(wù)。
本軟件既可支持教師的課堂演示教學(xué),亦可支持學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí),重點支持學(xué)生在理論課后進(jìn)行的自主仿真實驗,并可在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)技能考核。
3.免費贈送電力拖動仿真教學(xué)軟件(正版3D軟件,有軟件著作權(quán),便于升級)
本產(chǎn)品依據(jù)中華人民共和國勞動和勞動安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(LD/T81.1-2006)《職業(yè)技能實驗和鑒定設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范》與教育部有關(guān)專業(yè)教學(xué)大綱而設(shè)計,內(nèi)容包括三相異步機單向轉(zhuǎn)動控制等30個實驗項目,涵蓋維修電工初級、中級、高級主要實驗項目,每個項目又根據(jù)需要設(shè)有實驗?zāi)康、實驗器件、實驗電路、電路原理、器件布局、元件檢查、通電運行、通電運行、故障排除等多種訓(xùn)練任務(wù)。軟件以技能為核心,項目為引領(lǐng)、任務(wù)為驅(qū)動,職場環(huán)境為背景,操作步驟為主線,學(xué)生交互訓(xùn)練為主體,具有三維可視化、智能化、全交互的特點,集職業(yè)性、情境性、過程性、交互性于一身,性價比極高。為職業(yè)教育與技能實驗、鑒定信息化、現(xiàn)代化提供了不可或缺的豐富資源。