CRG-ZLTB現代電力電子技術(shù)實(shí)驗裝置

一、概述
　　CRG-ZLTB現代電力電子技術(shù)實(shí)驗裝置是依據西安交通大學(xué)王兆安編著(zhù)的《電力電子技術(shù)》（第五版）、《半導體變流技術(shù)》教材實(shí)驗大綱的要求，吸收國內、外同類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗室的現狀和發(fā)展趨勢，對原"CRG-ZLTB電力電子技術(shù)及電機控制實(shí)驗裝置"在外形、功能上進(jìn)行優(yōu)化組合，精心研制而成。

二、適用范圍
　　涵蓋了各高等院校等所開(kāi)設的"電力電子技術(shù)"、"半導體變流技術(shù)"等專(zhuān)業(yè)課程所要求的實(shí)驗項目。
三、技術(shù)性能
1、輸入電源: 三相四線(xiàn)(或三相五線(xiàn) 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構，鋁質(zhì)面板）
　?。?/span>1）交流電源（帶有過(guò)流保護措施）提供交流電源：三相交流電源(220V/1.5A)
　?。?/span>2）高壓直流電源：輸出220V/0.5A，具有輸出短路保護。
　?。?/span>3）數字式儀表
①．交流數字電壓表：可通過(guò)其下方的波段開(kāi)關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線(xiàn)電壓，精度1.0級；
②．真有效值交流數字電壓表一只：測量范圍0～500V，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級，三位半數顯，為交流調速系統提供電壓指示。
③．真有效值交流數字電流表一只：測量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級，三位半數顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，為調速系統提供電流的指示；
④．直流數字電壓表一只：測量范圍0～300V，三位半數顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級；
⑤．直流數字電流表一只：測量范圍0～5A，三位半數顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。
　?。?/span>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）
　?。?/span>5）三相可調電阻（90Ω×2/0.41A一個(gè) 、900Ω×2/0.41A兩個(gè)）
　?。?/span>6）平波電抗器：提供100mH、200mH、700mH電感，在1A下保持線(xiàn)性。
　?。?/span>7）給定：±15V可調電壓輸出，帶數顯，指示輸出電壓。
　?。?/span>8）單相調壓：提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器，為相應的實(shí)驗提供可調交流電源，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。
　?。?/span>10）變壓器：提供三相芯式變壓器一個(gè)（該變壓器有2tao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(shí)驗。
　?。?/span>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(guò)三相漏電保護器，然后經(jīng)鑰匙開(kāi)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(xiàn)路出現的漏電現象進(jìn)行保護，使控制屏內的接觸器跳閘，切斷電源。
　　電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現象，漏電流超過(guò)一定值，即切斷電源。
實(shí)驗連接線(xiàn)及插座：強、弱電連接及插座分開(kāi)，不能混插。強電連接線(xiàn)及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
　?。?/span>12）實(shí)驗管理器
　　具有設定實(shí)驗時(shí)間、定時(shí)報警、切斷電源等功能；還可以自動(dòng)記錄與區分由于接線(xiàn)或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
　?。?/span>13）控制屏其它設施 控制屏正面大凹槽內，設有兩根方型不銹鋼管，可掛置實(shí)驗部件，凹槽底部設有7芯、3芯等插座， 掛件的供電由這些插座提供?？刂破羶蓚仍O有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。
2、DX02實(shí)驗桌
　　實(shí)驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長(cháng)方體結構，造形美觀(guān)大方；設有兩個(gè)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(gè)寬敞舒適的工作臺面。實(shí)驗桌還設有四個(gè)萬(wàn)向輪和四個(gè)固定調節機構，便于移動(dòng)和固定，有利于實(shí)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，每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實(shí)驗。 三相觸發(fā)電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)選擇雙窄脈沖或寬脈沖，同時(shí)提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。
4、DK05晶閘管觸發(fā)電路
　　提供單結晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗、單相交流調壓觸發(fā)電路，鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)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交流調功觸發(fā)電路、及單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路實(shí)驗等。
6、DK07直流斬波實(shí)驗
　　根據西安交通大學(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)內容而設計。提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專(zhuān)用的PWM控制集成電路SG3525?？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚˙uck 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(shí)驗。
7、DK09新器件特性實(shí)驗
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，可完成電力電子新器件特性實(shí)驗。
8、DK13功率器件驅動(dòng)與保護電路　　
主要是為完成新器件特性實(shí)驗提供電源、驅動(dòng)電路及PWM波形發(fā)生器。
　?。?/span>1）電源：為驅動(dòng)電路提供電源，包括±5V、±15V和+20V直流電源。
　?。?/span>2）驅動(dòng)電路：包括GTO 和 GTR， MOSFET和IGBT的驅動(dòng)電路。其中IGBT的驅動(dòng)電路采用專(zhuān)用芯片EXB841，其它的由運放、門(mén)電路及分立元件組成。
　?。?/span>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動(dòng)電路提供PWM驅動(dòng)波形，可以通過(guò)頻率調節旋鈕進(jìn)行頻率調節；通過(guò)占空比電位器來(lái)調節PWM波的占空比。頻率范圍分為2擋，通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)切換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅動(dòng)電路提供PWM波形，頻率調節范圍4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅動(dòng)電路提供PWM波形，頻率調節范圍400Hz～1KHz；占空比可從　0%調至100%。
9、DK14單相交直交變頻原理
　　根據普通高等教育"九五"guo家級重點(diǎn)教材王兆安，黃俊主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）的內容進(jìn)行開(kāi)發(fā)。用于展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專(zhuān)用集成驅動(dòng)芯片的特點(diǎn)及其使用，能完成如下實(shí)驗項目：
1）SPWM波形成的過(guò)程；
2）交直交變頻電路在不同負載（電阻，電感）時(shí)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(zhuān)用集成驅動(dòng)芯片的工作特性。
10、DK19半橋型開(kāi)關(guān)穩壓電源
　　提供了半橋型開(kāi)關(guān)穩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(zhuān)用PWM控制集成電路SG3525，采用恒頻脈寬調制控制方案?？赏瓿?開(kāi)關(guān)電路在開(kāi)環(huán)與閉環(huán)下負載特性的測試"以及"電源電壓波動(dòng)對輸出的影響"等實(shí)驗內容。
11、DX17實(shí)驗元器件
　　提供晶閘管（均設有RC吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作為過(guò)壓保護元件，內部已連成三角形接法）二極管及燈座、RC吸收電路?！?/span>
12、實(shí)驗連接線(xiàn)：
根據不同實(shí)驗項目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗聯(lián)接線(xiàn)，強電部分采用高可靠護tao結構shou槍插連接線(xiàn)（不存在任何觸電的可能），里面采用無(wú)氧銅抽絲而
成頭發(fā)絲般細的多股線(xiàn)，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(diǎn)，插頭采用實(shí)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(xiàn)，兩種導線(xiàn)都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實(shí)驗的安全及合理性。
13、★配tao電力電子多媒體課件適應所有的教材，內容豐富并可隨意調取。合理地運用多媒體課件教學(xué)系統，可以很大程度上減輕老師講課的工作量。(包含以下內容):
第1章  電力電子技術(shù)概述
第2章  電力電子器件概述
第3章  晶閘管的結構及導通關(guān)斷原理
第4章  晶閘管的特性與主要參數
第5章  晶閘管的測試
第6章  晶閘管的導通與關(guān)斷實(shí)驗
第7章  觸發(fā)電路的要求及簡(jiǎn)易觸發(fā)電路
第8章  單結晶體管的結構、伏安特性與主要參數
第9章  單結晶體管觸發(fā)電路
第10章  單相半波可控整流電路電阻性負載的結構與工作原理
第11章  單相半波可控整流電路電感性負載的工作原理
第12章  單相橋式全控整流電路電阻性負載工作原理及主要參數計算
第13章  單相橋式全控整流電路電感性負載工作原理及主要參數計算
第14章  單相橋式全控整流電路反電動(dòng)勢負載工作原理及主要參數計算
第15章  有源逆變的工作原理
第16章  逆變失敗與逆變角的限制
第17章  單相橋式半控整流電路電阻性負載工作原理及主要參數計算
第18章  單相橋式半控整流電路電感性負載工作原理及主要參數計算
第19章  SS6B電力機車(chē)牽引電動(dòng)機主電路
第20章  雙向晶閘管的結構與工作原理
第21章  雙向晶閘管的主要參數
第22章  雙向晶閘管的測試
第23章  雙向晶閘管觸發(fā)電路
第24章  單相交流調壓電路
第25章  GTO（可關(guān)斷晶閘管）的結構與工作原理
第26章  GTR（大功率晶閘管）的結構、特性與工作原理
第27章  IGBT（絕緣柵極晶體管）的結構、特性與工作原理
第28章  DC-DC電路（直流斬波電路）的基本工作原理及降壓斬波電路
第29章  升壓斬波電路與升降壓斬波電路
第30章  直流斬波（開(kāi)關(guān)電源）電路實(shí)驗
第31章  感應加熱的原理與發(fā)展歷史及中頻感應加熱電源的用途
第32章  中頻感應加熱電源的組成
第33章  三相半波可控整流電路電阻性負載工作原理及參數計算
第34章  三相半波可控整流電路大電感負載工作原理及參數計算
第35章  三相橋式全控整流電路電阻性負載工作原理及參數計算
第36章  三相橋式全控整流電路大電感負載工作原理及參數計算
第37章  鋸齒波同步觸發(fā)電路的組成與工作原理
第38章  鋸齒波同步觸發(fā)電路調試
第39章  無(wú)源逆變電路的基本工作原理及換流方式
第40章  電壓型和電流型逆變器電路
第41章  單相并聯(lián)逆變電路調試
第42章  變頻器的用途與基本結構
第43章  變頻器主電路結構
第44章  單相橋式PWM逆變電路工作原理
第45章  三相橋式PWM變頻電路的工作原理
第46章  PWM變頻電路的調制控制方式
第47章  單相正弦波脈寬調制SPWM逆變電路調試
五、本裝置能開(kāi)設的實(shí)驗項目（以上配置）
（一）電力電子技術(shù)（晶閘管部分）
1、單結晶體管觸發(fā)電路。
2、正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗。
3、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗。
4、西門(mén)子TCA785集成觸發(fā)電路實(shí)驗。
5、單相半波可控整流電路實(shí)驗。
6、單相橋式半控整流電路實(shí)驗。
7、單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗。
8 三相半波可控整流及有源逆變電路實(shí)驗。
9、三相橋式半控整流電路實(shí)驗。
10、三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗。
11、單相交流調壓電路實(shí)驗。
12、單相交流調功電路實(shí)驗。
13、三相交流調壓電路實(shí)驗。
14、單向晶閘管(SCR)特性實(shí)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(shí)驗。
2、功率場(chǎng)效應管(MOSFET)特性實(shí)驗。
3、電力晶體管(GTR)特性實(shí)驗。
4、絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實(shí)驗。
5、可關(guān)斷晶閘管(GTO)驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗。
6、功率場(chǎng)效應管(MOSFET)驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗。
7、電力晶體管(GTR)驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗。
8、絕緣雙極型晶體管(IGBT)驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗。
(三)典型電力電子器件線(xiàn)路實(shí)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(kāi)關(guān)穩壓電源的性能研究。
3、SPWM單相交直交變頻電路的性能研究。
六、實(shí)驗測量?jì)x表組件、及掛箱明細表：