電力電子技術(shù)實訓(xùn)裝置

   
一、概 述
        “電力電子技術(shù)實訓(xùn)裝置”是針對大中專院校開設(shè)的《電力電子技術(shù)》、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》等課程實驗實訓(xùn)大綱的要求，結(jié)合上海科學(xué)技術(shù)出版社出版的《職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)教材維修電工（高級）》相關(guān)內(nèi)容，而研制的技能實訓(xùn)裝置。同時可作為初級、中級維修電工、高級電工、技師及高級技師的技能實訓(xùn)裝置。
二、技術(shù)特點 
1、安全性可靠：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(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，確保人身安全；根據(jù)不同實驗項目的特點，配備了兩種不同的實驗連接線，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），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。
2、擴展性強：能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實驗教學(xué)，實驗的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進程作有機地結(jié)合。裝置采用掛件式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、直觀性強：實驗掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，正面為實驗原理圖和測試點，增強了學(xué)生對實驗內(nèi)容的感性認識與理性認識；面板布置合理，接插線方便，學(xué)生可獨立操作實驗，有利于提高學(xué)生實際動手能力。
4、先進性強：實驗涉及了常用的四大類變流技術(shù)實驗，且多為廣泛應(yīng)用的實用電路，但為教學(xué)方便，又不失其簡潔性；本裝置又從新器件高度來考慮，加入了新器件的特性實驗、新器件的驅(qū)動以及典型的新器件應(yīng)用的現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗，讓學(xué)生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。
三、技術(shù)性能
1. 輸入電壓：三相四線～380V±10%  50Hz
2. 工作環(huán)境：環(huán)境溫度為-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜1.5kVA
4. 裝置尺寸：1650mm×700mm×1580mm （5%左右）
四、實訓(xùn)裝置基本裝備
實訓(xùn)裝置由控制屏、實訓(xùn)桌以及各個實訓(xùn)組件構(gòu)成
（一）控制屏：采用框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、牢固、美觀大方，控制屏上層可掛實訓(xùn)組件。
（二） 實訓(xùn)組件： 
PE -01交流電源及同步變壓器組件
提供三相可調(diào)交流電源（范圍單相：0～250V；三相0-450V），自帶有過流保護和漏電保護功能，設(shè)有隔離變壓器輸出，實訓(xùn)安全，設(shè)有由三只同步變壓器及一只三刀三擲開關(guān)組成。
（1）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(shè)計)。
（2）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。
PE -02功率二極管組件
提供大功率整流二極管七個（熔絲保護電路），鈕子開關(guān)一個，作為整流和續(xù)流使用。
PE-03晶閘管組件
提供6只單向晶閘管，用于可控整流實訓(xùn)，設(shè)有RC阻容吸收及熔絲保護電路。
PE-04雙向晶閘管組件
提供3只雙向晶閘管,用于交流調(diào)壓電路實訓(xùn)
PE-05 GTR、MOSFET、IGBT組件
提供GTR(大功率晶體管)、MOSFET(功率場效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣雙極性晶體管)三種功率器件
PE-06三相芯式變壓器組件
    提供63.5V、0.8A/127V、0.4A芯式變壓器一只
PE-07燈組負載組件
由三只250V/4A燈座組成，實訓(xùn)時作為電阻性負載使用
PE-08電抗器、變壓器組件
提供平波電抗器一組，可供100mH、200mH、700mH選擇，雙路220V變壓器一只
PE-9給定及電壓指示組件
提供連續(xù)可調(diào)的+15V和-15V給定電壓，帶輸出指示。
PE-10交流電參數(shù)表組件
 提供直有效值交流數(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，輸入阻抗10MΩ。
 提供真有效值交流數(shù)字電流表兩只，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。
PE-11直流電參表組件
提供直流數(shù)字電壓表一只，測量范圍0～1000V，精度0.5級，三位半數(shù)顯，輸入阻抗10MΩ
提供直流數(shù)字電流表兩只，測量范圍0～5A，精度0.5級，三位半數(shù)顯。
PE-12單相晶閘管觸發(fā)電路（BT35單晶晶體管及TCA785觸發(fā)）
提供單結(jié)晶體管來產(chǎn)生觸發(fā)觸發(fā)信號，用于控制單相晶閘管組成的整流電路；
PE-12 B TCA785集成觸發(fā)電路
提供西門子TCA785，與KC04（KC09）等相比它對零點的識別更加可靠，輸出脈沖的齊整度好，移相范圍更寬，同時它輸出的脈沖可以人為自由調(diào)節(jié)，可用做單相整流或調(diào)壓電路實訓(xùn)。
PE-13 TC787觸發(fā)電路組件
采用TC787芯片構(gòu)成三相全控觸發(fā)電路、具有輸出穩(wěn)定、可靠、輸入阻抗高、抗干擾性能好等優(yōu)點，而且裝調(diào)簡便、使用可靠，只需一只這樣的集成電路，就可完成三相移相功能
PE-14可調(diào)電阻組件
提供90Ω×2/1.3A可調(diào)電阻一只， 900Ω×2/0.41A可調(diào)電阻一只，作為純阻性負載使用
PE-16 直流斬波電路實訓(xùn)
 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。可完成教材中降壓斬波電路（Buck Chopper）、升壓斬波電路（Boost Chopper）、升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）等典型實驗。
PE-17 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。可完成"開關(guān)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"等實驗內(nèi)容。
PE-18  SPWM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。 
（三）實訓(xùn)桌
實訓(xùn)桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)，造型美觀大方；設(shè)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(xùn)桌底部裝有四個帶剎車的萬向輪，和四個可固定的支撐腳。
（四）實訓(xùn)連接線
根據(jù)不同實訓(xùn)項目的特點，配備兩種不同的實訓(xùn)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，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(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，這樣大大提高了實訓(xùn)的安全及合理性。
五、實訓(xùn)項目
1.功率器件及輔助元件特性實訓(xùn)
(1) 電力二極管特性測試
(2) 晶閘管SCR特性特性測試
(3) 雙向晶閘管BCR特性測試
(4) IGBT特性測試
(5) MOSFET特性測試
(6) GTR特性測試
2.觸發(fā)電路實訓(xùn)
(1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路（BT35/BT33）
(2) 西門子TCA785單相集成觸發(fā)電路
(3) 西門子TCA787三相集成觸發(fā)電路
(4) SG3525 PWM波形發(fā)生器電路
(5) IGBT及MOSFET開關(guān)管驅(qū)動電路
3.整流電路實訓(xùn)
不控整流
(1) 單相半波不控整流電路
(2) 單相全波橋式不控整流
(3) 變壓器中心抽頭雙半波不控整流
(4) 三相橋式全波不控整流
可控整流
(1) 單相半波可控整流
(2) 單相橋式半控整流
(3) 單相橋式全控整流
(4) 變壓器中心抽頭雙半波可控整流
(5) 三相橋式半控整流電路
(6) 三相橋式全控整流
4.逆變電路實訓(xùn)
(1) 單相橋式整流有源逆變  
(2) 三相橋式整流有源逆變
5.交流調(diào)壓電路實訓(xùn)
(1) 單相晶閘管交流調(diào)壓電路
(2) 三相晶閘管交流調(diào)壓電路
(3) 單相雙向晶閘管交流調(diào)壓電路
(4) 三相雙向晶閘管交流調(diào)壓電路
6.IGBT直流斬波電路實訓(xùn)
     （1）降壓型斬波電路（（Buck Chopper）
     （2）升壓型斬波電路（Boost Chopper）
     （3）生降壓型斬波電路（Boost -Buck Chopper）
7.半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源電路研究
8. SPWM單相交直流變頻原理
 
六、設(shè)備配置清單

序號	編號	名       稱	數(shù)量
1	PE-01	交流電源及同步變壓器組件	1件
2	PE-02	功率二極管組件	1張
3	PE-03	晶閘管組件	1件
4	PE-04	雙向晶閘管組件	1件
5	PE-05	GTR、MOSFET、IGBT組件	1件
6	PE-06	三相芯式變壓器組件	1件
7	PE-07	燈組負載組件	1件
8	PE-08	電抗器、變壓器組件	1件
9	PE-9	給定及電壓指示組件	1件
10	PE-10	交流電參數(shù)表組件	1件
11	PE-11	直流電參表組件	1件
12	PE-12	單結(jié)晶閘管觸發(fā)電路	1件
13	PE-12B	TC785觸發(fā)電路	1件
14	PE-13	TC787觸發(fā)電路組件	1件
15	PE-14	可調(diào)電阻組件	1件
16	PE-16	直流斬波電路	1件
17	PE-17	半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源	1件
18	SPWM	單相交直交變頻原理	1件
19	實訓(xùn)桌	鐵質(zhì)長方體封閉式結(jié)構(gòu)，造型美觀大方；設(shè)有抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料	1臺
20	實訓(xùn)連接線	配備兩種不同的實訓(xùn)聯(lián)接線，兩種不可以互插，實訓(xùn)安全。	1套

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