SBDDZ-03型電力電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置
一、概 述
電力電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置, 電力電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是針對(duì)大中專院校開設(shè)的電力電子變流技術(shù)實(shí)訓(xùn)大綱的要求而研制。電力電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括電力電子基礎(chǔ)知識(shí)、電力電子元件、典型電路、交直流電能的轉(zhuǎn)換等。
（部分掛件圖片）
二、技術(shù)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，正面為實(shí)驗(yàn)原理圖和測(cè)試點(diǎn)，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、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、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(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3.裝置容量：＜1.5kVA
4.裝置尺寸：約1650mm×700mm×1600mm。
四、實(shí)訓(xùn)裝置基本裝備
實(shí)訓(xùn)裝置由控制屏、實(shí)訓(xùn)桌以及各個(gè)實(shí)訓(xùn)組件構(gòu)成
（一）控制屏：采用掛件式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、牢固、美觀大方，控制屏上層可掛實(shí)訓(xùn)組件。
（二）實(shí)訓(xùn)組件：
1.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(hù)和漏電保護(hù)功能，設(shè)有隔離變壓器輸出，實(shí)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(hù)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(jì))。
（2）電流型漏電保護(hù)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。
2.PE-02功率二極管組件
提供大功率整流二極管七個(gè)（熔絲保護(hù)電路），鈕子開關(guān)一個(gè)，作為整流和續(xù)流使用。
3.PE-03晶閘管組件
提供6只單向晶閘管，用于可控整流實(shí)訓(xùn)，設(shè)有RC阻容吸收及熔絲保護(hù)電路。
4.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(shí)訓(xùn)。
5.PE-05 GTR、MOSFET、IGBT組件
提供GTR(大功率晶體管)、MOSFET(功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣雙極性晶體管)三種功率器件。
6.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。
7.PE-07燈組負(fù)載組件
由三只250V/4A燈座組成，實(shí)訓(xùn)時(shí)作為電阻性負(fù)載使用。
8.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
9.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。
10.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(cè)量范圍0～500V，量程自動(dòng)判斷，自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，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(cè)量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷，自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯。
11.PE-11直流電參表組件
提供直流數(shù)字電壓表一只，測(cè)量范圍0～1000V，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，輸入阻抗10MΩ。
提供直流數(shù)字電流表兩只，測(cè)量范圍0～5A，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯。
12.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(hào)，用于控制單相晶閘管組成的整流電路。
13.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(duì)零點(diǎn)的識(shí)別更加可靠，輸出脈沖的齊整度好，移相范圍更寬，同時(shí)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(shí)訓(xùn)。
14.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(diǎn)，而且裝調(diào)簡(jiǎn)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。
15.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(fù)載使用。
16.PE-16 直流斬波電路實(shí)訓(xùn)
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)的直流斬波內(nèi)容而設(shè)計(jì)的；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）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實(shí)驗(yàn)。
17.PE-17 全橋DC-DC變換電路
通過對(duì)四個(gè)橋臂上IGBT管的觸發(fā)控制，來實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路DC-DC控制，主要由主回路部分、控制電路部分組成。主回路由直流電源、四種IGBT管組成；控制回路部分由專用芯片產(chǎn)生PWM脈沖波，PWM波脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的四路控制脈沖，分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)橋臂的IGBT管。
（三）實(shí)訓(xùn)桌
實(shí)訓(xùn)桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，形狀似長(zhǎng)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(gè)寬敞舒適的工作臺(tái)面。實(shí)訓(xùn)桌底部裝有四個(gè)帶剎車的萬向輪，和四個(gè)可固定的支撐腳。
（四）實(shí)訓(xùn)連接線
根據(jù)不同實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)訓(xùn)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，里面采用無氧銅抽絲而成頭發(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)訓(xùn)的安全及合理性。
五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1.電力電子器件導(dǎo)電特性實(shí)訓(xùn)
(1)電力二極管特性測(cè)試
(2)晶閘管SCR特性特性測(cè)試
(3)雙向晶閘管BCR特性測(cè)試
(4)IGBT特性測(cè)試
(5)MOSFET特性測(cè)試
(6)GTR特性測(cè)試
2.觸發(fā)電路實(shí)訓(xùn)
(1)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路（BT35/BT33）調(diào)試
(2)西門子TCA785單相集成觸發(fā)電路調(diào)試
(3)西門子TCA787三相集成觸發(fā)電路調(diào)試
3.整流電路實(shí)訓(xùn)
電力二極管不控整流
(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)三相星形連接不控整流電路
(5)三相橋式全波不控整流
晶閘管可控整流
(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)三相星形連接半波可控整流
(6)三相橋式半控整流電路
(7)三相橋式全控整流
4.逆變電路實(shí)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(shí)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(shí)訓(xùn)
（1） 降壓斬波電路（Buck Chopper）、
（2） 升壓斬波電路（Boost Chopper）、
（3） 升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）、
（4） Cuk斬波電路、
（5） Sepic斬波電路、
（6） Zeta斬波電路六種典型實(shí)驗(yàn)
7.全橋DC-DC變換電路
六、產(chǎn)品配置清單
序號(hào) | 編號(hào) | 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(fù)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 | 全橋DC-DC變換電路 | 1件 |
18 | 實(shí)訓(xùn)桌 | 鐵質(zhì)長(zhǎng)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(tái) |
19 | 實(shí)訓(xùn)連接線 | 配備兩種不同的實(shí)訓(xùn)聯(lián)接線，兩種不可以互插，實(shí)訓(xùn)安全。 | 1套 |
20 | 學(xué)生凳 | 方形鋼架結(jié)構(gòu)，木質(zhì)凳面， | 2張 |
