SBDLZ-780A型電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗實訓裝置
一、概述
電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗實訓裝置是根據(jù)《維修電工(高級)》(中國勞動社會保障出版社出版)培訓教材中關于電力電子與自動控制部分的技能培訓要求,吸收國內(nèi)同類產(chǎn)品的優(yōu)點,充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢精心研制而成。它不僅涵蓋了各職業(yè)院校、高級技校所開設的《電力電子技術》、《半導體變流技術》、《直流調(diào)速系統(tǒng)》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》等專業(yè)課程所要求的主要實驗項目,還可以用于對從業(yè)人員進行崗位培訓、就業(yè)培訓以及各省、市的維修電工培訓和鑒定考核使用。
(圖片僅提供參考,具體以實物配置為準)
二、電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗實訓裝置產(chǎn)品特點
1.體現(xiàn)"工程環(huán)境"理念,效仿生產(chǎn)現(xiàn)場實際:系統(tǒng)應從相關工業(yè)產(chǎn)品移植而來,可很好實現(xiàn)對學生能力(波形分析和系統(tǒng)調(diào)試能力)的培養(yǎng)和技術知識的應用。
2.各個系統(tǒng)的配置合理:各個系統(tǒng)采用的元件、觸發(fā)(驅(qū)動)電路、主電路、控制方式、控制對象及保護環(huán)節(jié)等,應能概括當前工業(yè)上的技術應用,內(nèi)容豐富多樣,體現(xiàn)了"典型性、先進性、實用性和可行性"的要求,能引起學生興趣,能使學生獲得很大的收獲。
3.部分模塊采用PCB烤漆工藝制成,正面為原理圖和測試點,背面焊有對應的元件,增強了學生對實驗內(nèi)容的感性認識與理性認識。
4.元件與單元電路性能實驗,在小系統(tǒng)環(huán)境中進行:這樣有利于學生理解該元件和該單元用于何處、它們的性能對整個系統(tǒng)的影響,有利于學生知識的鞏固和實際應用。
5.本裝置通過隔離變壓器供電,而且具有接地保護、漏電保護功能,安全性符合相關的國家標準,確保人身安全。
6.電工電子電拖及自動控制技能鑒定3D動畫模擬實訓特點:
(1)在指導方針上,不以某專業(yè)或課程的教學大綱為依據(jù),而是以國家維修電工職業(yè)標準為指導。
(2)在系統(tǒng)定位上,不以理論性系統(tǒng)性為主線,而是以職業(yè)技能的訓練養(yǎng)成為主要任務。
(3)在內(nèi)容選擇上,不以驗證性的實訓為主要目的,而是以職業(yè)標準規(guī)定的技能點的仿真實訓為主線。
(4)在媒體使用上,不以簡單的播放式動畫為主,而是側(cè)重于動畫編程、受訓者的參與交互性訓練上。
(5)在表現(xiàn)形式上,不以實物照片而滿足,而是為追求最佳情景性效果采用三維建模技術。
(6)在教學設計上,不以簡單完成某個技能為滿足而是圍繞該技能設置了諸如目的、原理、認識、結構、拆裝、布局、連線、操作、排故、考評等盡可能完備的模塊。
(7)該軟件包含初級工與中級工、高級工全部12個實訓單元的研制工作,總共包含了近100多個實訓項目,基本覆蓋了電工、電子、電拖、維修電工、PLC等職業(yè)技能實訓和鑒定設備技術規(guī)范中所列出的主要技能項目。網(wǎng)絡版用于學生獨自仿真模擬練習,單機版用于老師教學實訓。
三、裝置的配置說明
1.PE-1 電源控制屏
(1) 交直流電源
三相四線(或五線)電網(wǎng)輸入經(jīng)電源總開關漏電保護器(容量10A,漏電動作電流≤30mA,動作時間≤0.1S)和交流接觸器再到三相隔離變壓器給實訓設備供電;通過起動、停止、急停按鈕控制交流接觸器,設有供電指示燈及缺相指示。
控制屏的供電由三相電網(wǎng)經(jīng)三相漏電保護開關、電網(wǎng)電壓指示表、熔斷器、啟/停按鈕控制交流接觸器輸出,具有漏電聲光告警、過流保護等功能,同時配有一只急停按鈕,便于切斷電源,還配有一只指針式交流電壓表,通過切換和轉(zhuǎn)換開關,可方便地指示三相電網(wǎng)和三相調(diào)壓輸出的每一相的線電壓。
(2)同步變壓器:一組三相同步變壓器,380V/15V三只。
(3)直流勵磁電源:220V/0.5A,具有輸出短路保護。
(4)交流電參數(shù)表
①交流真有效值數(shù)字電壓表1只,測量范圍0~500V,量程自動切換,三位半數(shù)顯,精度0.5級,輸入阻抗10MΩ。
②交流真有效值數(shù)字電流表1只,測量范圍0~5A,量程自動切換,三位半數(shù)顯,精度0.5級,具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源等功能。
(5)交直流電源、直流儀表提供~220V/24V、20V、±15V、±12V、±5V,100VA直流電源(具有短路及過載保護功能),,單相同步變壓器(包括~220V/~60V、~30V、~15V、雙~7V)、三相同步變壓器(380V/15V),給定顯示與0~±15V給定,直流300V/2.5級中零表一只、2A/2.5級中零表一只。
提供3位半直流數(shù)顯300V電壓表儀表1只,提供3位半直流數(shù)顯2000mA毫安表表1只。(6)智能故障考核實訓組件
提供藍色寬屏液晶智能故障考核儀一只,一次故障設置多達24個,并帶有擴展接口,可擴展更多的故障設置。故障設置方便、靈活,可以對學生的技能進行鑒定考核。
2.PE-2 實訓桌
實訓桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固,形狀似長方體封閉式結構,造型美觀大方;設有抽屜、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。實訓桌底部裝有四個帶剎車的萬向輪,
3.DQ03-1提供固定電機的導軌、編碼器測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表(帶0-10V速度反饋,并可在線設置編碼器分辨系數(shù),速度反饋系數(shù),提供人機交互界面)
(1)電機導軌平整度好,無應力變形,加工精細,同心度好,互換性好,能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲,電機運行噪聲小,實驗參數(shù)典型,能較好滿足實驗要求。導軌還帶有便攜式手柄和減振底腳。
(2)測速可以實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速0~9999r/min的精確測量,并通過單片機實現(xiàn)轉(zhuǎn)速數(shù)字信號與電壓信號的線性轉(zhuǎn)換V=f(n),能提供精確穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速反饋電壓信號,正反轉(zhuǎn)輸出電壓對稱性誤差≤1‰,克服了采用測速發(fā)電機測速精度低、測量范圍小、對稱性差及非線性變化等缺點。
4.DQ09 直流他(并)勵電動機(1500r/min)
5.DQ10三相鼠籠式異步電動機(380 /Y /220V/△)、0.5A、100W、1420r/min)
6.DQ07-1 直流發(fā)電機 (1500r/min)
7.DQ29-1可變電阻器提供阻值容量150W 、1.5A 、0~90Ω/×2連續(xù)可調(diào)的瓷盤電阻器1只及150W 、0.5A 0~900Ω/×2連續(xù)可調(diào)的瓷盤電阻1只,電阻接線端均已連接至操作面板上,可方便地組合串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等多種方式使用,可在0.5A、1A、1.5A、3A不同電流要求的負載下使用。
8.PE-15晶閘管及電抗器組件提供6只單向晶閘管,帶阻容保護電路,另提供0~700mH帶抽頭電抗器,分為100mH,200mH,700mH三檔。
9.PE-26A新型電力電子器件提供SCR、MOSFET、IGBT、GTR新型電力電子器件,可測定其特性曲線;與新器件驅(qū)動與保護電路組件配套使用,可完成電力電子新器件的驅(qū)動與保護實訓。
提供3只雙向晶閘管,帶阻容保護,用于交流調(diào)壓電路、單相三相交流調(diào)功。
提供功率器件及功率器件的驅(qū)動與保護電路,以及PWM波形發(fā)生器。
10.PE-26B電力電子器件驅(qū)動與保護電路實驗箱
(1)其中IGBT的驅(qū)動電路采用專用芯片EXB841,其他驅(qū)動電路由運放、門電路及分立元件組成。
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檔,通過鈕子開關切換,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驅(qū)動電路提供PWM波形,頻率調(diào)節(jié)范圍400Hz~1kHz;占空比在各頻率點上均能從0%調(diào)至100%。
11.PE-16 三相TCA785脈沖列觸發(fā)電路組件提供由西門子TCA785等專用的集成觸發(fā)電路構成的三相觸發(fā)電路、正橋功放電路。
12.DK05 晶閘管觸發(fā)電路組件提供由分立元件構成的單結晶體管觸發(fā)電路,兩路由分立元件構成的鋸齒波同步移相觸發(fā)電路I和Ⅱ,可完成單相晶閘管全控及半控整流實驗;一路KC05集成鋸齒波觸發(fā)電路。
(1)提供由獨立器件以BT33為核心的鋸齒波觸發(fā)電路,可完成單相鋸齒波晶閘管觸發(fā)電路實訓內(nèi)容;
(2)提供由獨立器件組成的典型正弦波同步移相觸發(fā)電路,以原理性的形式,與晶閘管組合成同步觸發(fā)實訓電路。
(3)提供鋸齒波同步移相觸發(fā)電路Ⅰ、Ⅱ,與晶閘管組合,可完成單相晶閘管全控及半控整流實訓內(nèi)容。
(4)提供以KC05集成塊為核心的鋸齒波觸發(fā)電路,與晶閘管組合,可完成單相全波半控整流電路及交流調(diào)壓電路實訓內(nèi)容
13. PE-07 IGBT直流斬波電路。EXB841實現(xiàn)的IGBT直流斬波;頻率1.2K,占空比12%-98%。
14.DK19-1半橋型開關穩(wěn)壓電源電路提供了半橋型開關穩(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"開關電路在開環(huán)與閉環(huán)下負載特性的測試"以及"電源電壓波動對輸出的影響"等實訓內(nèi)容。直流輸出0~15V/2A,具有短路及過載保護功能。
15.PE-12 GTR單相并聯(lián)逆變電路組件提供555時基電路作為逆變觸發(fā)電路,工作頻率可以從45Hz~55Hz之間調(diào)節(jié),功率主回路采用GTR功率三極管作為開關器件,完成單相并聯(lián)逆變電路實訓內(nèi)容。
16. PE-19 單相SPWM控制(IGBT)H型交直交變頻電路組件提供單相SPWM控制(IGBT)H型交直交變頻電路,用于展示交直交變頻原理,主要讓學生了解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。能完成如下實訓項目:
(1)SPWM波形成的過程;
(2)交直交變頻電路在不同負載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。
SPWM發(fā)生器核心為兩片ICL8038集成函數(shù)信號發(fā)生器,采用IR2110專用集成(IGBT)驅(qū)動芯片,載波頻率調(diào)節(jié)范圍50~10KHz,基波頻率調(diào)節(jié)范圍5~60Hz。
17.DK06-2直流調(diào)速組件(Ⅰ)提供用于調(diào)速系統(tǒng)的速度、電流調(diào)節(jié)器(調(diào)節(jié)器I、II)、轉(zhuǎn)速變換器(FBS)、電流反饋和保護電路(FBC+FA)、給定及反號器(AR)等,實訓時可以靈活改變系統(tǒng)的控制參數(shù),觀測不同的參數(shù)對系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能穩(wěn)定性及相應時間等影響;更可以讓學生從調(diào)速系統(tǒng)的各種參數(shù)(如電機的機電時間常數(shù)等)出發(fā)對調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間的參數(shù)分別設計,同時進行實際結果的驗證。
18.PE-21 燈組負載提供三只絲口型220V/ 25W彩色燈泡負載,可作為單、三相負載,實訓結果直觀。
19.PE-24步進電機的驅(qū)動運行電路提供步進電機及步進電機驅(qū)動器一套。
20.PE-25 交流伺服電機及驅(qū)動系統(tǒng)提供交流伺服電機及伺服驅(qū)動器一套。
21.PE-26 PWM直流脈寬不可逆調(diào)速系統(tǒng)提供基于SG3525的PWM直流脈寬不可逆調(diào)速系統(tǒng)實驗輔件。
22.SB06 實訓連接線及配件根據(jù)不同實訓項目的特點,配備兩種不同的實訓聯(lián)接線,強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線,里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)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(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構聯(lián)接線,兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座,這樣大大提高了實訓的安全及合理性。
23、正版電工電子3D建模模擬實訓系統(tǒng)1套模塊分為電工基礎、照明電路、儀器儀表、低壓電器、電力拖動、電子器件、電子技術、機床電路、PLC控制等100多個實訓內(nèi)容,學?梢愿鶕(jù)學生學習進度選擇相應的訓練模塊進行訓練。
四.人身安全保護體系
(1)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)接觸器到隔離變壓器,使輸出與電網(wǎng)隔離(浮地設計)。
(2)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)象進行保護,使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘,切斷電源。
(3)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。
(4)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。
五.可完成的實訓內(nèi)容
1.電力電子器件特性
(1)晶閘管(SCR)
(2)雙向晶閘管(TRIAC)
(3)電力晶體管(GTR)
(4)場效應管(MOSFET)
(5)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)
2.觸發(fā)(驅(qū)動)單元電路的測試
(1)單結晶體管觸發(fā)電路(分列元件)
(2)正弦波同步移相觸發(fā)電路(分列元件)
(3)鋸齒波移相觸發(fā)電路(分列元件)
(4)KC05鋸齒波觸發(fā)電路
(5)EXB841大規(guī)模集成(絕緣柵雙極型晶體管IGBT)驅(qū)動與保護電路
(6)電力晶體管(GTR)驅(qū)動與保護電路
(7)功率場效應管(MOSFET)驅(qū)動與保護電路
(8)三相TCA785脈沖列觸發(fā)電路
(9)SG3525觸發(fā)模塊
(10)SG3525專用PWM控制電路
(12)IR2110專用集成(IGBT)驅(qū)動電路
3.電力電子電路
(1)單相晶閘管可控半波整流電路
(2)單相晶閘管半控橋式整流電路
(3)單相晶閘管全控橋式整流電路
(4)三相晶閘管可控半波整流電路
(5)三相晶閘管半控橋式整流電路
(6)三相晶閘管全控橋式整流電路
(7)GTR單相并聯(lián)逆變電路
(8)直流(IGBT)斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、 Cu k 斬波電路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波電路六種典型線路)
(9)單相(雙向晶閘管)交流調(diào)壓電路
(10)三相交流調(diào)壓電路(反并聯(lián)晶閘管)
(11)PWM控制(MOSFET)開關型穩(wěn)壓電源電路
4.直流/交流電機調(diào)速實訓
(1)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實驗 (SCR)
(2) 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試 (SCR)
(3) 轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
(4) 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)不可遞直流調(diào)速系統(tǒng)
(5) 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研究
(6) SG3525 直流脈寬不可逆調(diào)速系統(tǒng) (PWM系統(tǒng)〉
5. 微特電機
(1)步進電機控制實驗
(2)交流伺服電機控制實驗(
(3)旋轉(zhuǎn)編碼器實驗
六.電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗實訓裝置配置清單
序號 |
編 號 |
名 稱 |
數(shù)量 |
1 |
PE-1 |
電源控制屏 |
1套 |
2 |
PE-2 |
實驗桌 |
1張 |
3 |
DQ03-1 |
固定電機導軌、光碼盤測速系統(tǒng)(光電編碼器)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表(0-10V電壓反饋) |
1件 |
4 |
DQ09 |
直流并勵電動機 |
1臺 |
5 |
DQ10 |
三相鼠籠式異步電動機 |
1臺 |
6 |
DQ07-1 |
直流發(fā)電機 |
1臺 |
7 |
DQ29-1 |
可調(diào)電阻器、電容器90Ω*2/1.3A、900Ω*2/0.41A |
1件 |
8 |
PE-15 |
晶閘管及電抗器組件 |
1件 |
9 |
PE-26A |
新型電力電子器件 |
1件 |
10 |
PE-26B |
電力電子器件驅(qū)動與保護電路實驗箱 |
1件 |
11 |
PE-16 |
三相TCA785脈沖列觸發(fā)電路組件 |
1件 |
12 |
DK05 |
晶閘管觸發(fā)電路組件 |
1件 |
13 |
DK07 |
直流斬波電路組件 |
1件 |
14 |
PE-19 |
單相SPWM控制(IGBT)H型交直交變頻電路組件 |
1件 |
15 |
DK19 |
半橋型開關穩(wěn)壓電源電路 |
1件 |
16 |
PE-12 |
GTR單相并聯(lián)逆變電路 |
1件 |
17 |
DK06-2 |
直流調(diào)速組件(Ⅰ) |
1件 |
18 |
PE-24 |
步進電機的驅(qū)動運行電路 |
1件 |
19 |
PE-25 |
交流伺服電機及驅(qū)動系統(tǒng) |
1件 |
20 |
PE-21 |
燈組負載 |
1件 |
21 |
PE-26 |
PWM直流脈寬不可逆調(diào)速系統(tǒng) |
1件 |
22 |
SB06 |
實訓連接線及配件 |
1套 |
23 |
指導書 |
實驗指導書(紙質(zhì)+電子文檔) |
1套 |
24 |
軟件 |
正版電工電子電拖及自動控制技能鑒定3D仿真軟件(電類虛擬實驗教學) |
1套 |
25 |
軟件 |
網(wǎng)絡型故障考核系統(tǒng)軟件1套 |
1套 |