KYDD-601E型电力电子与电机拖动实验装置

KYDD-601E型电力电子与电机拖动实验装置

一、概述
　　KYDD-601E型电力电子与电机拖动实验装置，依据高等院校最新统编教材《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》（第三版）(上海大学陈伯时编著)等实验大纲的要求，吸收国内、外同类产品的优点，充分考虑了实验室的现状和发展趋势，精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。

二、特点
　　1、综合性强 电力电子与电机拖动实验装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直流调速、交流变频、电机控制、控制理论等实验项目。
　　2、适应性强 能满足各类学校相应课程的实验教学，深度和广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机的结合，电力电子与电机拖动实验装置采用积木式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。
　　3、整套性强 从专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配套。
　　4、直观性强 各实验挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。
　　5、科学性强 电力电子与电机拖动实验装置占地面积少，节约实验用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电省，节约能源，实验噪声小，整齐美观，改善实验环境；实验内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外还可结合实际开设设计性实验。
　　6、开放性强 控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，并设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠；控制屏还设有定时器兼报警记录仪，为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。由于整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠的工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实验室，创造了条件。
　　7、先进性强 电力电子与电机拖动实验装置着重从新器件高度来考虑，在保留了晶闸管实验的基础上，加入了新器件的特性、新器件的驱动以及典型的新器件应用的大量现代电力电子技术实验，让学生对新器件有足够的认识和了解，紧跟时代步伐。
三、适用范围
　　电力电子与电机拖动实验装置涵盖了各类院校等所开设的"电力电子技术(或称半导体变流技术)"、"直流调速"、"交流调速"、"电机控制"、"电力拖动自动控制系?"及"控制理论"等专业课程所要求的实验实验项目。
四、技术性能
　　1、输入电源: 三相四线(或三相五线 380V±10％ 50HZ)
　　2、工作环境: 温度-10℃－+40℃　相对湿度＜85％（25℃） 海拨＜4000m
　　3、装置容量：＜1.5KVA
　　4、外形尺寸：187×72×162 cm3
五、装置的基本配备
　1、DK01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：
　　1)三相缺相指示、相序检测及过压指示。
　　2)交流电源(均带有过流保护措施)
　　提供交流电源：直流调速档为三相交流电 200V/3A，交流调速档为三相交流电 240V/3A
　（2）高压直流电源
　　励磁电源：220V（0.5A），具有输出短路保护。
　（3）指针式仪表：
　　交流电压表一只：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;
　(4)数字式仪表
　　1）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；
　　2）真有效值交流数字电压表一只：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、指示等功能，为交流调速系统提供电流指示；
　　3）直流数字电压表一只：测量范围0～500V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级；
　　4）直流数字毫安表一只：测量范围为0～2000mA，三位半数显，精度0.5级。
　　（5）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、弱电连接线及插座分开，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。
　（6）定时器兼报警记录仪（服务管理器）
　　功能要求:平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警、电源短路的总次数, 为实训技能的考核提供一个统一的标准.
　（7）控制屏其它设施
　　控制屏正面大凹槽内，设有两根不锈钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设有3芯插座，挂箱的供电由这些插座提供。控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座，还设有实验台照明用的40W日光灯一盏。
　2、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，形状似长方体封闭式结构，造形美观大方；设有两个大抽屉、柜门，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。
　3、DQ03-1固定电机导轨、测速系统及智能数显转速表。
　4、DQ27三相可调电阻（每组900Ω×2/0.41A）
　5、DK03晶闸管主电路
　　提供12只5A/1000V的晶闸管，分成正、反桥两组，，每只晶闸管均设有保护装置，晶闸管可通过外加信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验；设有带镜面精密指针式直流电压表±300V一只，正反偏，精度1.0。级带镜面直流电流表±2A，正反偏，精度1.0级一只。和平波电抗器一组（0，100mH，200mH，700mH）。
　6、DK04三相晶闸管触发电路
　　提供三相晶闸管触发电路、功放电路等，与"DK03"配套使用，留有波形测试。
　7、DK05 单相晶闸管触发电路实验
　　提供单结晶体管、锯齿波同步移向、正弦波同步移向触发电路，单相交流调压，西门子TCA785触发电路等。
　8、DK06 电机调速控制实验（Ⅰ）
　　提供以下模块：给定（带数显）、调节器I、转速变换（FBS）、调节器II、反号器（AR）、电流变换（FBC）。其中调节器I和调节器II的比例增益由电位器调节。
　9、DK06-1电机调速控制电路（II）
　　提供以下模块：零电平检测（DPZ）、转矩极性鉴别（DPT）、逻辑控制（DLC）。
　10、DK07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)中相关的直流斩波内容而设计的；提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的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。
　11、DK08给定及实验器件
　　提供给定（±15V可调电压输出）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连成三角形接法）、二极管等。
　12、DK09新器件特性实验
　　提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，可完成电力电子新器件特性实验。
　13、DK10可调电阻器，电容器
　　提供耐压AC100V的可调电容三组，调节范围为0.1～11.37uF，0～999KΩ十进制可调电阻两组。
　14、DK11单相调压与可调负载
　　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电源；一个整流滤波电路以及0～90Ω/1.3A（串联）或0～45Ω/2.6A（并联）瓷盘可调电阻，为相应的实验提供一个可调的阻性负载。
　15、DK12变压器实验
　　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），用于异步电机串级调速实验和三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验；还设有三相不控整流电路等模块。
　16、DQ07-1直流发电机 （PN=240W，UN=220V， nN=1500r/min,绝缘等级为E级）
　17、DQ09直流并励电动机（PN=185W，UN=220V，IN=1.2A，nN=1500r/min,绝缘等级为E级）
　18、DQ10三相线绕式异步电动机（PN=100W，UN=220V，IN=0.5A，nN=1420r/min,绝缘等级为E级）
　19、DQ11三相线绕式异步电动机（PN=120W，UN=220V，IN=0.6A，nN=1380r/min,绝缘等级为E级）
　20、GDQ12线绕式异步电机转子专用箱
　21、GDK28 三相异步电机变频调速控制系统
　　提供日本三菱FR-D720-0.4KW-CHR变频器一只，设有BOP操作面板及外围接口。
　22、嵌入式多功能网络虚拟仪器（与开放实验室信息管理系统配套使用）
　　A、终端部分采用7寸彩色触摸屏（装学生实验屏上）同时配有虚拟示波器、虚拟逻辑分折仪、虚拟频谱仪、虚拟三用表、虚拟数字量输入输出模块。
　　B、基于LabVIEW虚拟仪器程序的编程方法，学生可自行设计各种虚拟仪器。
　　C、仪器包括
　　1）双踪存贮示波器，多种同步方式，存贮深度可编程；
　　　　通道数：2路
　　　　带宽：20MHZ
　　　　分辨率：8位
　　　　电压范围：-10~+10V
　　　　存贮深度：64K
　　2）频谱分折仪；
　　3）数字三用表，可测电阻、电流、电压等；
　　　　数字IO口
　　　　通道数：8路IO
　　　　输入电平：TTL
　　　　输出电平：TTL
　　　　电流驱动：20mA/通道
　　4）四路智能远程电源控制
　　5）数据具有上传与保存功能并能通过服务器显示
　23、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枪插连接线（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裸露结构联接线，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。
　24、优质欧式导线架1台
　　用于悬挂实验连接线。
六、本装置能开设的实验项目
　(一)电力电子技术部分
　　1.单结晶体管触发电路
　　2.正弦波同步移相触发电路实验
　　3.锯齿波同步移相触发电路实验
　　4.西门子TCA785集成触发电路实验；
　　5.单相半波可控整流电路实验
　　6.单相桥式半控整流电路实验
　　7.单相桥式全控整流及有源逆变电路实验
　　8.三相半波可控整流电路实验
　　9.三相桥式半控整流电路实验
　　10.三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
　　11.单相交流调压电路实验
　　12.三相交流调压电路实验
　　13.单向晶闸管（SCR）特性实验
　　14.可关断晶闸管（GTO）特性实验
　　15.功率场效应管（MOSFET）特性实验
　　16.电力晶体管（GTR）特性实验
　　17.绝缘双极型晶体管（IGBT）特性实验
　　18.直流斩波电路的性能研究（降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波的电路、Cuｋ斩波电路、Sepic斩波电路）
　（二）直流电机调速实验
　　1.晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验
　　2.晶闸管直流调速系统主要单元的调试
　　3.单闭环不可逆直流调速系统实验
　　4.电流，电压双闭环不可逆直流调速系统实验
　　5.转速，电流双闭环不可逆直流调速系统实验
　　6.逻辑无环流可逆直流调速系统实验
　（三）交流电机调速系统
　　1.双闭环三相异步电机串极调速系统实验
　　2.双闭环三相异步电机调压调速系统实验
　　3.三相异步电机变频调速系统实验
七、装置的配置清单