BCDD-3型 现代电力电子技术实验装置
基本配置实验项目:
(一)晶闸管触发电路实验项目
1.单结晶体管触发电路
2.锯齿波同步移相触发电路实验
3.三相集成锯齿波触发电路实验(由KC04等组成)
(二)晶闸管线路实验项目
1.单相半波可控整流电路实验
2.单相桥式半控整流电路实验
3.单相桥式全控整流及有源逆变电路实验
4.三相半波可控整流电路实验
5.三相桥式半控整流电路实验
6.三相半波有源逆变电路实验
7.三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
8.单相并联逆变电路实验
9.单相交流调压电路实验
(三)新器件特性及驱动保护实验项目
1.单向晶闸管(SCR)特性实验
2.功率场效应管(MOSFET)特性实验
3.绝缘双极性晶体管(IGBT)特性实验
4.功率场效应管(MOSFET)驱动与保护电路实验
5.绝缘双极性晶体管(IGBT)驱动与保护电路实验
(四)典型新器件线路实验
1.单相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变电路实验
2. 半桥型开关稳压电源的性能研究
3. 直流斩波电路的性能研究(降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路)
BCDD-3型 现代电力电子技术实验装置
四、现代电力电子技术实验装置的基本装备
1、DX-01电源控制屏(铁质双层亚光密纹喷塑结构,铝质面板)
(1)交流电源(带有过流保护措施)
提供交流电源:三相交流电源(220V/1.5A)
(2)高压直流电源
直流电源:输出220V/0.5A,具有输出短路保护。
(3)数字式仪表
1.交流数字电压表:可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压,精度1.0级;
2.真有效值交流数字电压表一只:测量范围0~500V,量程自动判断、自动切换,精度0.5级,三位半数显,为交流调速系统提供电压指示;
3.真有效值交流数字电流表一只:测量范围0~5A,量程自动判断、自动切换,精度0.5级,三位半数显,具有超量程告警、指示及切断总电源功能,为调速系统提供电流的指示;
4.直流数字电压表一只:测量范围0~300V,三位半数显,输入阻抗为10MΩ,精度0.5级;
5.直流数字电流表一只:测量范围0~5A,三位半数显,精度0.5级,具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。
(4)带镜面的指针表:直流电压表(测量范围0~±300V,为中零式,精度为1.0级)直流电流表(测量范围0~±2A,为中零式,精度为1.0级)
(5)三相可调电阻(90Ω×2/0.41A一个 、900Ω×2/0.41A两个)
(6)平波电抗器:提供100mH、200mH、700mH电感,在1A下保持线性。
(7)给定:±15V可调电压输出,带数显,指示输出电压。
(8)单相调压:提供了一只0~250V/0.5KVA单相交流自耦调压器,为相应的实验提供可调交流电源,并带过流保护。
(9)三相整流滤波电路:可对单相及三相交流电源进行整流和滤波,具有输出短路保护。
(10)变压器:提供三相芯式变压器一个(该变压器有2套副边绕组,原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V),用于三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验。
(11)人身安全保护体系
三相隔离变压器一组:三相电源首先通过三相漏电保护器,然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器,使主电路输出与电网隔离(浮地设计),对人身安全起到一定的保护作用。
电压型漏电保护器1:对隔离变压器前的线路出现的漏电现象进行保护,使控制屏内的接触器跳闸,切断电源。
电压型漏电保护器2:对隔离变压器后的线路及实验过程中的接线等出现的漏电现象进行保护,发出报警信号并切断电源,确保人身安全。
电流型漏电保护装置:控制屏若有漏电现象,漏电流超过一定值,即切断电源。
实验连接线及插座:强、弱电连接及插座分开,不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺,使用安全、可靠、防触电。
(12)实验管理器
具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能;还可以自动记录与区分由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警等。
(13)控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内,设有两根方型不锈钢管,可挂置实验部件,凹槽底部设有7芯、3芯等插座, 挂件的供电由这些插座提供。控制屏两侧设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。
2、DX02实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固,形状似长方体结构,造形美观大方;设有两个大抽屉,用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构,便于移动和固定,有利于实验室的布局。配有示波器搁板。
3、DX03三相可控整流电路(一)
提供6只5A/1000V的晶闸管,每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置,晶闸管可通过外加触发信号进行触发(留有触发脉冲输入接口),可更好的完成设计性实验。
三相触发电路由KC04、KC41、KC42、4066等集成电路组成,可通过钮子开关选择双窄脉冲或宽脉冲,同时提供六路触发脉冲功放电路等。
4、DX04晶闸管触发电路(一)
提供单结晶体管触发电路实验、锯齿波同步移相触发电路实验。
5、DX05晶闸管触发电路(二)
提供正弦波同步移相触发电路实验、单相交流调压触发电路实验及单相并联逆变触发电路实验共三种。
6、DX06功率器件驱动与保护电路(一)
主要是为完成新器件特性实验提供电源、驱动电路及PWM波形发生器。
(1)电源:为驱动电路提供电源,包括±5V、±15V和+20V直流电源。
(2)驱动电路:包括MOSFET和IGBT的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用芯片EXB841,其它的由运放、门电路及分立元件组成。
(3)PWM波形发生器:以SG3525为核心的PWM波形发生器主要是为新器件驱动电路提供PWM驱动波形,可以通过频率调节旋钮进行频率调节;通过占空比电位器来调节PWM波的占空比。频率范围分为2挡,通过钮子开关切换,高频档是为MOSFET和IGBT驱动电路提供PWM波形,频率调节范围4KHz~10KHz;低频档是为GTR和GTO驱动电路提供PWM波形,频率调节范围400Hz~1KHz;占空比可从0%调至100%。
7、DX07功率器件驱动与保护电路(二)
提供GTO和GTR的驱动保护电路,PWM信号和直流电源均从PE14上取。
8、DX08单相交直交变频原理
根据普通高等教育“九五”重点教材王兆安,黄俊主编的《电力电子技术》(第四版)的内容进行开发。用于展示交直交变频原理,主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法,了解IGBT管集成驱动芯片的特点及其使用,能完成如下实验项目: 1)SPWM波形成的过程;2)交直交变频电路在不同负载(电阻,电感或电机)时的工作情况和波形,并研究工作频率对电路工作波形的影响;3)IGBT管集成驱动芯片的工作特性。
9、DX09 DC/DC变换电路
提供了DC/DC变换电路实验的主电路和控制电路。电力电子器件为IGBT,控制电路采用PWM控制集成电路SG3525,挂箱面板上还提供了所需的观测孔。
10、DX10半桥型开关稳压电源
提供了半桥型开关稳压电源的主电路和控制电路,主电路的电力电子器件为电力MOSFET管;控制电路采用PWM控制集成电路SG3525,采用恒频脉宽调制控制方案。可完成“开关电路在开环与闭环下负载特性的测试”以及“电源电压波动对输出的影响”等实验内容。
11、DX11直流斩波实验
根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关内容而设计。提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用的PWM控制集成电路SG3525。可完成教材中降压斩波电路(Buck Chopper)、升压斩波电路(Boost Chopper)、升降压斩波电路(Boost -Buck Chopper)、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。
12、DX12斩控式交流调压电路
根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关内容而设计,采用全控型器件IGBT管实现“斩控式交流调压实验”。
13、DX13单相交流调压/调功电路
根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关内容而设计,实现单相交流调压和交流调功的实验内容。采用的电力电子器件为双向晶闸管,在交流调压实验中采用由双向触发二极管构成触发控制电路;在交流调功实验中采用由555时基电路组成触发控制电路。
14、DX14单端反激式隔离开关电源
输入交流电压范围为50V~200V,输出为三组直流电源,分别为+5V、5A;+12V、1A;-12V、1A,在输入交流电压和直流输出负载变化时输出电压的变化率小于0.3%。
15、DX15 PS-ZVS-PWM软开关技术
主要包括H桥电路、控制电路和稳压反馈电路,用于展现移相零电压开关的电路结构和工作原理。H桥电路有四只MOSFET管组成,控制电路采用全桥软开关电源移相PWM控制芯片UCC3895和驱动芯片HIP4081组成,稳压反馈电路由TL431等元件组成。
16、DX16整流电路有源功率因数校正
主要有整流电路、升压变换器、控制电路三部分组成。控制电路采用功率因数控制芯片UCC3817N和元器件组成。输出功率是100W(200V±5%,0.5A),工作频率为100KHz。通过适当的连线可以完成下列实验项目:
(1) 无滤波电容的整流电路带纯阻性负载的测试
(2) 有滤波电容的整流电路带纯阻性负载的测试
(3) 整流电路有源功率因数校正的测试
(4) 控制电路的波形测试,功率栅极控制信号观察
(5) 整流电路有源功率因数校正电路的性能测试
17、DX17实验元器件
提供晶闸管(均设有RC吸收和保险丝保护)、压敏电阻(作为过压保护元件,内部已连成三角形接法)、二极管及灯座、RC吸收电路。
18、DX18单端电流反馈他激式隔离开关电源
采用集成电路UC3844作PWM控制器,可直接驱动MOSFET功率场效应管。通过与直流可调电源、负载的配合可展示电路原理,各点波形测试,输入电压和负载改变时的波形变化和性能测试等项目。
19、DX19升、降压与复合斩波电路
通过PWM控制器与两个IGBT三极管,两个二极管的简单联结,配以发电机、电动机的组合负荷,用双踪示波器能展示降压电路的象限电压-电流图,升压电路的第二象限电压-电流图,复合电路的、第二象限电压-电流图。同时能展示以上三种状态下的续流、临界断流、断流时的电压、电流波形(改变输入电压、改变PWM脉宽、改变负荷电机力矩)。并可简单地联结成升、降压与复合电路,由于结构上的特点,实验还可演示斩波电路电机负荷能耗制动、回馈制动等的实验效果。
20、DX20三相可控整流电路(二)
提供6只5A/1000V的晶闸管,每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置,晶闸管可通过外加触发信号进行触发(留有触发脉冲输入接口),可更好的完成设计性实验。
三相触发电路由晶闸管新型集成触发电路Tc787组成,体现了现代晶闸管触发技术的新应用;同时提供六路触发脉冲功放电路等。
21、DX21晶闸管触发电路(三)
由西门子晶闸管集成触发电路Tca785组成,可完成单相集成触发电路实验,体现了现代晶闸管触发技术的新应用。
22、DX22单相智能功率、功率因数表
由微电脑、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。在硬、软件上均分八档区域,自动判断、自动换档,功率测量精度1.0级,电压、电流量程分别为450V、5A,还可储存数据,供随时查阅。
23、DQ03-1不锈钢电机导轨、光码盘测速系统(日本欧姆龙1024光电编码器)及数显转速表
24、DQ07-1直流复励发电机
25、DQ09直流并励电动机
26、DQ17单相电阻启动异步电动机
27、实验连接线:根据不同实验项目的特点,配备两种不同的实验联接线,强电部分采用高可靠护套结构手插连接线(不存在任何触电的可能),里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线,达到超软目的,外包丁晴聚氯乙烯绝缘层,具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点,插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片,接触安全可靠;弱电部分采用弹性铍轻铜结构联接线,两种导线都只能配合相应内孔的插座,这样大大提高了实验的安全及合理性。
BC-890型 电气装配实训台(单面双组型)
电气装配实训装置由钢板作制作的多功能安装板(网孔板)实训台和电源装置等组成。实训时选择的各种元件、器件和部件,可方便地安装在网孔板上,方便灵活。
根据教学和实训的需要,选择不同的元件、器件和部件,可进行不同课程模块,不同项目的实训,电气装配实训装置适用范围广,可完成的教学内容和实训项目多。使用完毕的元件、器件和部件,从实训台上拆下,集中保管,损坏和丢失少。一个实训场所,可以完成几个专业的教学和实训,经济适用。对实训场所不多、教学经费投入受限制的学校,电气装配实训装置是一种理想的职业教育实训设备。
一.电气装配实训装置外形
电气装配实训台
二.电气装配实训台技术指标
1. 外型:整体尺寸1632mm×750mm×1638mm;
2. 实训台架的材料:钢板、铝合金结构;
3. 电源:
1)输入:三相AC 380V ±10% 50HZ 三相五线;
2)固定交流输出:三相五线 380V 接插式2组、220V接插式2组。
3)可调直流输出: 0~24V/2A连续可调2组(带有指针电压、指针电流表实时监控电源变化);
4. 接口及仪表:指针式电压表 2 只,时刻监控电网电压变化;
5. 保护:熔断器作短路保护,断路器具有过载保护,漏电开关具有漏电保护功能,漏电保护动作电流≤30mA。
三、 电气装配实训台结构功能
本实训台由实训屏(内置电源)、实训桌、实训储物柜三大部分组成。
1. 以30mm×30mm成型方钢作为设备主要框架材料;实训屏、地盘采用焊接连接、关键部位采用三角筋用内六角螺钉加固连接,表面经高温喷塑处理,美观大方且有效起到防锈绝缘的作用;由两条35mm×35mm铝合金型材及滑槽组成网孔板固定机构;固定机构的下方是铁制双工位电源箱,每工位电源箱的布局依次为电源保护装置、电源指示装置、电源输出;
2. 实训桌桌面采用25mm麻灰色高密度层压板封边特制,有效提高绝缘等级;实验桌底部装有至少4个导向轮,方便实训台架移动;
3.实训储物柜采用标准结构和抽屉式,左侧有3层抽屉,用于存放工具以及实训资料;右侧的双拉门式设计,可同时存放两块通用挂板。实训储物柜的位置可根据需要灵活调整,外形尺寸为:1300mm×600mm×510mm。
4.网孔板:采用数控冲床精加工而成,网孔分布合理、均匀。孔径统一,可在上面安装的元气件包括各类低压电气、PLC、单片机、变频器、触摸屏等。网孔板厚度1。5MM,大小774*580MM
四、参考实训项目
1.电工布线工艺实训
2.两个开关控制一盏灯线路训练
3.声控开关控制白炽电路训练
4.二地控制一盏灯电路训练
5.三地控制一盏灯电路训练
6.日光灯线路接线训练
7.单相电度表直接安装接线
8.单相电度表经电流互感器安装接线
9.室内照明电路安装训练
10.配电板安装训练
11.交流负载电功率的测量
12.三相异步电动机直接启动控制
13.三相异步电动机接触器点动控制线路
14.三相异步电动机接触器自锁控制线路
15.三相异步电动机Y/△自动控制线路
16.用倒顺开关控制三相异步电动机正反转线路
17.接触器联锁的正反转控制线路
18.按钮联锁的三相异步电动机正反转控制线路
19.双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路
20.三相异步电动机多地控制
21.工作台自动往返控制线路
22.三相异步电动机串电阻降压启动控制线路
23.三相异步电动机能耗制动控制线路
24.双速电机的控制线路
五、实训台元器件配置清单(1台)
BC-780G电力电子高工实训考核装置
详细说明:
一、电力电子高工实训考核装置特点
本装置是为电子类工种和电工工种的等级电工实训考核而设计,能反映电力电子技术的发展对工厂企业应用的及时性和先进性,结合上海科学技术出版社出版的《职业技能鉴定培训教材维修电工中级》中相关内容及要求,以科学的手段对相关工种技术工人进行实训、考核、鉴定。其同时也适合各大中专院校开设的《电力电子学》、《变流技术》等课程学生实验、实训。
1、控制屏采用框架式结构,实训考核组件可以自由结合,通用性强,增加核心部件即可扩展新课题的实训、考核,与相应软、硬件技术的发展而同步升级。
2、采用德国流行的实训考核装置结构、技术、方法,合理科学,实训从简到难,循序渐进的原则,注重学员对电力电子线路细节分析及实际运用。
3、装置保护功能完善、工艺先进、造型大方。
二、电力电子高工实训考核装置技术性能
(一)输入电源:交流380V ±10% 50Hz,三相五线
(二)输出电源:
1、外部电源经安全隔离变压器和多级安全保护装置后从多组插座输出,提供~380V、~220V、~110V交流电源。
2、直流电源:0~15V/1.5A电源为控制板供电,1路12V电源为故障设置电源。
三、电力电子高工实训考核装置构成与配备
(一)实训桌:1500×800mm,钢木结构。
(二)挂箱支架:长1400mm,上下二层,内有滑槽。
(三)实训模块配置:直流电源板、三相电源变压器、同步变压器模块、双脉冲控制器、晶闸管Ⅰ、晶闸管Ⅱ、二极管板、负载板。
(四)附件:电源插座挂板1块、安全导线50根、标准导线50根、短接桥10只、通信电缆1组、数字万用表1只。
四、实训考核装置实训项目
1、三相半波可控整流电路(电感性负载)
2、三相桥式半控整流电路(电阻性负载)
3、三相桥式半控整流电路(电感性负载)
4、三相桥式全控整流电路(电阻性负载)
5、三相桥式全控整流电路(大电感性负载)
6、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路