HLDDZ-01型電力電子技術及電機控制實訓裝置

一、概述

“HLDDZ-01型電力電子技術及電機控制實訓裝置”依據(jù)高等院校統(tǒng)編教材《電力電子技術》(第五版)(西安交通大學王兆安編著)、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學陳伯時編著)等實驗大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結構合理、功能完善、可靠性好、性價比高。

二、特點

1、綜合性強 本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學校電力電子、半導體變流、交直流調速、交流變頻、電機控制、控制理論等實驗項目。
  2、適應性強 能滿足各類學校相應課程的實驗教學，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調整，普及與提高可根據(jù)教學的進程作有機的結合，裝置采用積木式結構，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，淘汰。
  3、整套性強 從專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結合實驗的需要進行配套。
  4、直觀性強 各實驗掛件采用分隔結構形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確，操作、維護方便。
  5、科學性強 裝置占地面積少，節(jié)約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經(jīng)特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數(shù)；小電機耗電省，節(jié)約能源，實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環(huán)境；實驗內(nèi)容豐富，設計合理，除了加深理論知識外還可結合實際開設設計性實驗。
  6、開放性強 控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護等功能，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠。由于整套裝置經(jīng)過精心設計，加上可靠的元器件質量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實驗室，創(chuàng)造了條件。
  7、性強 本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實驗的基礎上，加入了新器件的特性、新器件的驅動以及典型的新器件應用的大量現(xiàn)代電力電子技術實驗，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。

三、適用范圍

  本裝置涵蓋了各類院校等所開設的“電力電子技術(或稱半導體變流技術)”、“直流調速”、“交流調速”、“電機控制”、“電力拖動自動控制系統(tǒng)”及“控制理論”等專業(yè)課程所要求的實驗實驗項目。
四、技術性能
  1、輸入電源: 三相四線(或三相五線 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：＜1.5KVA

4、外形尺寸：187×72×162 cm 

五、裝置的基本配備

1、HLDK01電源控制屏（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板）

（1）交流電源（均帶有過流保護措施）

 (1)三相缺相指示、相序檢測及過壓指示

當輸入設備的三相電源電壓缺少任何一路或者兩路，控制屏面板上相應指示燈亮；當三相電源正常時自動檢測輸入電源的相序關系，當電網(wǎng)電壓值大于255V時自動發(fā)出告警信號。

(2)交流電源(均帶有過流保護措施)

提供交流電源：直流調速檔為三相交流電 200V/3A，交流調速檔為三相交流電  240V/3A

  （3）高壓直流電源
       勵磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護。

（4）指針式儀表：

交流電壓表一只：可通過其下方的波段開關切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級;

(5)數(shù)字式儀表

1）真有效值交流數(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，為交流調速系統(tǒng)提供電壓指示；

2）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：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，具有超量程告警、指示等功能，為交流調速系統(tǒng)提供電流指示；

3）直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級；

4）直流數(shù)字毫安表一只：測量范圍為0～2000mA，三位半數(shù)顯，精度0.5級。

 （6）人身安全保護體系

三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經(jīng)鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(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。

實驗連接線及插座：強、弱電連接線及插座分開，不能混插。強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。

(7)定時器兼報警記錄儀

（8）控制屏其它設施

控制屏正面大凹槽內(nèi)，設有兩根不銹鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有3芯插座，掛箱的供電由這些插座提供?？刂破羶蛇呍O有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。

2、HLDK02實驗桌
    實驗桌為鐵質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，形狀似長方體封閉式結構，造形美觀大方；設有兩個大抽屜、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。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調節(jié)機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。
   3、DQ03-1不銹鋼電機導軌、測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉速表   

4、DQ27三相可調電阻（每組900Ω×2/0.41A）
   5、HLDK03晶閘管主電路
    提供12只5A/1000V的晶閘管，分成正、反橋兩組，，每只晶閘管均設有保護裝置，晶閘管可通過外加信號進行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實驗；設有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V一只，正反偏，精度1.0。級帶鏡面直流電流表±2A，正反偏，精度1.0級一只。和平波電抗器一組（0，100mH，200mH，700mH）。
   6、HLDK04三相晶閘管觸發(fā)電路
    提供三相觸發(fā)電路、功放電路等，與“HLDK03”配套使用。
   7、HLDK05 單相晶閘管觸發(fā)電路實驗

提供單結晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路、單相交流調壓觸發(fā)電路及西門子TCA785集成觸發(fā)五種電路。

8、HLDK06電機調速控制實驗（Ⅰ）

提供以下模塊：給定（帶數(shù)顯）、調節(jié)器I、轉速變換（FBS）、調節(jié)器II、反號器（AR）、電流變換（FBC）。其中調節(jié)器I和調節(jié)器II的比例增益由電位器調節(jié)。

9、HLDK06-1電機調速控制實驗（Ⅱ）

    提供以下模塊提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。

10、HLDK07直流斬波實驗

根據(jù)西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第五版)中相關的直流斬波內(nèi)容而設計的；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驗。

11、HLDK08給定及實驗器件

  提供給定（±15V可調電壓輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內(nèi)部已連成三角形接法）、二極管等。

12、HLDK09新器件特性實驗

提供SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，與HLDK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅動特性實驗。

13、HLDK10可調電阻、電容箱
   提供耐壓AC63V的可調電容三組，調節(jié)范圍為0.1～11.37μF，0～999kΩ十進制可調電阻兩組；供電流調節(jié)器，速度調節(jié)器反饋回路使用，可靈活改變調節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間。

14、HLDK11單相調壓與可調負載

提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器，為相應的實驗提供可調電源；一個整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調電阻，為相應的實驗提供一個可調的阻性負載。
   15、HLDK12變壓器實驗
    提供三相芯式變壓器一個（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機串級調速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設有三相不控整流電路等模塊。

   16、HLDK17雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調速系統(tǒng)

   可完成的實驗項目有：(1)全橋DC/DC變換電路實驗；(2)雙閉環(huán)可逆直流脈寬調速實驗。

  17、DQ07-1直流發(fā)電機 （220V、240W、1500r/min）

18、DQ09直流并勵電動機 （185W，220V，1500r/min）

19、DQ11三相線繞式異步電動機：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min

20、GDQ12線繞式異步電機起動與調速電阻箱

提供0、2歐、5歐、15歐、35歐五檔同軸聯(lián)調的三相繞線異步電動機轉子起動、調速電阻一組。

21、實驗連接線：

根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結構插連接線（不存在任何觸電的可能），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，兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。

六、本裝置能開設的實驗項目

電力電子技術實驗項目

（一）電力電子技術實驗（晶閘管部分）

1） 單結晶體管BT35觸發(fā)電路

2） 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路

3） 正弦波移相觸發(fā)電路

4） TCA785 集成觸發(fā)電路

5） 單相半波可控整流電路

6） 單相橋式半控整流電路

7） 單相橋式全控整流電路及有源逆變電路

8） 三相半波可控整流電路實驗

9） 三相半波有源逆變電路

10） 三相橋式半控整流電路

11） 三相橋式全控整流及有源逆變電路

12） 單相交流調壓電路

13） 三相交流調壓電路

（二）電力電子器件特性實驗

1） 單向晶閘管(SCR)特性實驗

2） 可關斷晶閘管(GTO)特性實驗

3） 功率場效應管(MOSFET)特性實驗

4） 電力晶體管(GTR)特性實驗

5） 絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實驗

6） 雙向晶閘管特性研究

（三）電力電子器件典型線路實驗

1）直流斬波電路的性能研究

（降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路）

    2）全橋DC/DC變換電路（IGBT）　

（四）電力拖動自動控制系統(tǒng)部分

直流調速部分

1）晶閘管直流調速系統(tǒng)主要單元的調試

2）轉速單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)

3）電流單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)

4) 電壓、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)

5）轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)

6）邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)

7）雙閉環(huán)可逆直流脈寬調速實驗（H橋/IGBT）

交流電機調速系統(tǒng)實驗

1）雙閉環(huán)三相異步電機調壓調速系統(tǒng)實驗(SCR)

2）雙閉環(huán)三相異步電機串極調速系統(tǒng)實驗(SCR)

七、裝置的配置清單：