YLDD-1P型電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置

一、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 概述

“YLDD-1P 型電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置”依據(jù)高等院校統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》（第四版）（西安交通大學(xué)王兆安編著）《半導(dǎo)體變流技術(shù)》實(shí)驗(yàn)大綱的要求，吸收國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理、功能完善，可靠性好，性價(jià)比高。本裝置適用于各類高等院校所開設(shè)的“電力電子技術(shù)(或稱半導(dǎo)體變流技術(shù))”等專業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

二、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 特點(diǎn)

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(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保人身安全；根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備了兩種不同的實(shí)驗(yàn)連接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)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(shí)驗(yàn)的安全及合理性。

2、擴(kuò)展性強(qiáng)

能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)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(jìn)程作有機(jī)地結(jié)合。裝置采用掛件式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可，永不淘汰。

3、直觀性強(qiáng)

實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，面板采用PCB烤漆工藝制成，正面為實(shí)驗(yàn)原理圖和測(cè)試點(diǎn)，背面有對(duì)應(yīng)的元件，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)；面板布置合理，接插線方便，學(xué)生可獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)，有利于提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。

4、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方便

配備相應(yīng)的CAI多媒體光盤軟件，輔以動(dòng)畫與講解，方便實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

5、系統(tǒng)性、先進(jìn)性強(qiáng)

實(shí)驗(yàn)涉及了常用的四大類變流技術(shù)實(shí)驗(yàn)，且多為廣泛應(yīng)用的實(shí)用電路，但為教學(xué)方便，又不失其簡(jiǎn)潔性；本裝置又從新器件高度來(lái)考慮，加入了新器件的特性實(shí)驗(yàn)、新器件的驅(qū)動(dòng)以及典型的新器件應(yīng)用的現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)新器件有足夠的認(rèn)識(shí)和了解，緊跟時(shí)代步伐。

三、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 技術(shù)性能

1、輸入電源: 三相五線380V±10%，50HZ

輸入電源：?jiǎn)蜗噍斎耄?20V   50HZ

2、工作環(huán)境: 溫度-10℃－+40℃　相對(duì)濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m

3、裝置容量：＜ 1KW

4、大負(fù)載電流：2.5A

5、外形尺寸：180×70×160

四、裝置的配備

 1、PDK-1電源控制屏（包括交流電源和直流電源）

1）交流電源

交流電源有兩部分，一部分是由三相380伏（線電壓）的電源經(jīng)過主變壓器變換后成為50伏（線電壓）的三相交流電，供三相橋式全控整流電路的主電路使用。另一部分提供20伏(相電壓)的三相交流電為三相橋式全控整流電路提供同步信號(hào)。主變壓器和同步變壓器的原邊為三角形接法，副邊為星形接法。對(duì)于交流380伏電源進(jìn)線，有三相開關(guān)控制其開斷，有電表顯示其電壓，主電路電源開關(guān)控制其是否對(duì)整流電路加主電源。

2）控制用直流電源

控制用直流電源有＋15和－15伏各兩組，實(shí)驗(yàn)時(shí)只要把它們用插接線和實(shí)驗(yàn)箱的＋15和－15伏連接即可。這兩組電源是共地的?？刂齐娐冯娫撮_關(guān)可控制其的開斷。

使用＋15和－15伏電源時(shí)，要打開控制電源開關(guān)。

3）驅(qū)動(dòng)用直流電源

驅(qū)動(dòng)用直流電源部分包括一組＋24伏和四組獨(dú)立的＋24伏，供單相交直交變頻電路使用，驅(qū)動(dòng)電路電源開關(guān)控制其開斷。

2 、PDK-2 實(shí)驗(yàn)桌

   實(shí)驗(yàn)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；左右設(shè)有兩個(gè)大抽屜(帶鎖)，用于放置工具及資料。右邊設(shè)有放置示波器用的可拆卸擱板。

3、PDK-3 顯示測(cè)量?jī)x表

顯示部分包含交流電流表，交流電壓表，直流電流表，直流電壓表，電源線電壓指示儀表等，用以測(cè)量實(shí)驗(yàn)電路的電流和電壓參數(shù)。

4、PDK-4 阻感負(fù)載模塊

負(fù)載為一組功率電阻和電感，電阻的功率為25瓦。實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生可根據(jù)需要并聯(lián)或串聯(lián)組成合適的電阻。

電感分成兩段，一段為150mH，另一段為300mH，在組成阻感負(fù)載時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求對(duì)電阻和電感的值進(jìn)行配置，以組成具有合適阻抗角的負(fù)載。

5、PDK-5 三相橋式整流電路及觸發(fā)電路

用于三相橋式全控整流電路和單相交流調(diào)壓調(diào)功電路的晶閘管主電路及三相集成觸發(fā)電路。

三相全橋主電路有6只晶閘管，每只晶閘管均設(shè)有保險(xiǎn)絲保護(hù)和RC阻容吸收濾波電路，晶閘管可通過外加信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口）。觸發(fā)電路由3片集成觸發(fā)電路芯片KJ004和1片集成雙脈沖發(fā)生器芯片KJ041組成。面板上設(shè)有信號(hào)觀測(cè)孔及移向與偏移電壓調(diào)節(jié)旋鈕。

6、PDK-6 IGBT直流斬波電路模塊

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(jì)。該掛件主要有單相不控整流電路（提供直流電源），控制電路及主電路構(gòu)成?？刂齐娐芬詫Ｓ肞WM控制芯片SG3525為核心構(gòu)成，控制電路輸出占空比可調(diào)的矩形波，其占空比受uco控制。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）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實(shí)驗(yàn)。

7、PDK-7 單相交直交變頻電路模塊

單相交直交變頻電路的主電路也是由交流電整流而得到的，而逆變部分采用單相橋式PWM逆變電路。逆變電路中IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路采用M57962L的芯片電路?？刂齐娐芬詥纹珊瘮?shù)發(fā)生器ICL8038為核心組成，生成兩路PWN信號(hào)，分別用于控制 、 和 、 兩對(duì)IGBT。

8、PDK-8半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源模塊

半橋穩(wěn)壓電源模塊的輸入是交流50V，輸出為直流5V。主電路中采用的電力電子器件為美國(guó)IR公司生產(chǎn)的電力MOSFET，其型號(hào)為IRFP450，其主要參數(shù)為：額定電流16A，額定電壓500V，通態(tài)電阻0.4歐?？刂齐娐芬許G3525為核心構(gòu)成。SG3525為美國(guó)SiliconGeneral公司生產(chǎn)的專用PWM控制集成電路，它采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案，適合于各種開關(guān)電源、斬波器的控制。SG3525其內(nèi)部包含精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器等，實(shí)現(xiàn)PWM控制所需的基本電路，并含有保護(hù)電路。

控制路的波形在控制開關(guān)和主開關(guān)中間的四個(gè)測(cè)孔。下面的一個(gè)是控制地，從上到下依次是三角波、PWM1、PWM2的測(cè)孔。

9、PDK-9單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載

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(shí)驗(yàn)提供可調(diào)電源；一個(gè)整流濾波電路以及0-90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0-45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調(diào)電阻，為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)可調(diào)的阻性負(fù)載。

10、PDK-10 電力電子新器件特性實(shí)驗(yàn)

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，與PDK-8配套使用，可測(cè)定其特性曲線。

11、PDK-11 實(shí)驗(yàn)連接線及配件

根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)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(wú)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(qiáng)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(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(shí)驗(yàn)的安全及合理性。

12、多媒體教學(xué)軟件

配備相應(yīng)的CAI實(shí)驗(yàn)多媒體教學(xué)光盤.

13、提供MATLAB/SimuLink 電力電子仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)光盤一套。

五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)

2、單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)

3、單相橋式全控整流實(shí)驗(yàn)

4、三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)

5、三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)

6、三相橋式全控整流實(shí)驗(yàn)

7、單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)

8、單向晶閘管(SCR)特性實(shí)驗(yàn)

9、可關(guān)斷晶閘管(GTO)特性實(shí)驗(yàn)

10、功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)特性實(shí)驗(yàn)

11、電力晶體管(GTR)特性實(shí)驗(yàn)

12、絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實(shí)驗(yàn)

13、降壓斬波電路（Buck Chopper）實(shí)驗(yàn)

14、升壓斬波電路（Boost Chopper）實(shí)驗(yàn)

15、升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）實(shí)驗(yàn)

16、Cuk斬波電路實(shí)驗(yàn)

17、Sepic斬波電路實(shí)驗(yàn)

18、Zeta斬波電路實(shí)驗(yàn)

19、半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究實(shí)驗(yàn)

20、電力電子技術(shù)仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)（見光盤）

六、設(shè)備配置清單