電力電子及電氣傳動實驗平臺

一、電力電子及電氣傳動實驗平臺特點：
1、綜合性強：本裝置綜合了目前國內各類院校電機及電氣類課程的全部實驗項目。
2、適應性強：能滿足各類學校相應課程的實驗教學，實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機地結合。裝置采用組件式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發新實驗，只需添加部件即可，不易淘汰。
3、整套性強：從儀器儀表、專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導線等均配套齊全，配套部件的性能、規格等均密切結合實驗的需要進行配置。
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，節約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數；小電機耗電省，節約能源；實驗

噪聲小，整齊美觀，改善實驗環境；電氣控制實驗，內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外，還為學生走向社會打下良好的基礎；測量儀表采用指針式（帶超量程告警等）、數字式、智能化及人機對話等相結合，密切結合教學實驗需要進行配置，使裝置測量手段現代化；設有定時器兼報警記錄儀，為學生實驗技能的考核提供一個統一的標準。
6、開放性強：控制屏供電隔離（浮地設計），并設有內、外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；各電源輸出均有監示及短路保護等功能，使用方便；各測量儀表均有保護功能。整套裝置經過精心設計，加上可靠的元器件質量及可靠工藝作為保障，產品性能優良，所有這些均為開放性實驗創造了條件，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。
二、電力電子及電氣傳動實驗平臺技術性能：

1、       輸入電源：三相四線(或三相五線) ～380V±10% 50Hz
2、工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度＜85%(25℃)  海拔＜4000m
3、裝置容量：＜1.5KVA
4、重 量：350Kg
5、外形尺寸：1870×700×1580mm3

三、實驗項目：

（一）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

(二)現代電力電子器件線路實驗

1、全橋DC/DC 變換

2、單相SPWM交直交變頻原理

(三)現代控制理論的研究實驗

（1）基于IGBT的比例積分（PI）調節器的雙閉環H橋可逆直流調速系統

(四）直流電機實驗

1、認識實驗

2、復勵直流發電機實驗

3、并勵直流電動機實驗

4、串勵直流電動機實驗

（五）變壓器實驗

1、單相變壓器：（測變比、空載試驗、短路試驗、純電阻和阻感性負載實驗）

2、三相變壓器實驗（變比測量、空載實驗、短路實驗、負載特性）

3、三相變壓器的連接組和不對稱短路（三相連接組判別、Y/YO-12單相短路、Y/Y-12兩相短路、Y/YO零序阻抗測定）

4、單相變壓器的并聯運行（空載并聯、阻抗電壓相等的并聯、阻抗電壓不相等的并聯）

（六）異步電機實驗

1、三相籠型異步電動機的工作特性（空載試驗、短路試驗、負載試驗）

2、三相異步電動機的起動與調速（直接起動、Y-Δ起動、自耦變壓器降壓起動、轉子串電阻起動、 轉子串電阻調速）

3、單相電容啟動異步電動機（空載試驗、短路試驗、負載試驗）

4、單相電容運轉異步電動機（空載試驗、短路試驗、負載試驗）

（七）同步電機實驗

1、三相同步發電機的運行特性（空載試驗、三相短路試驗、純電感負載試驗、外特性、調節特性）

2、三相同步發電機的并聯運行（準整步法和自整步法并網、并網發電機的有功與無功調節、V形曲線）

3、三相同步電動機實驗（異步起動、V形曲線、工作特性）

4、三相同步發電機參數的測定（轉差法測定同步電抗Xd和Xq、反同步旋轉法測定負序電抗X-、單相電源測定零序電抗X0?、靜止法測定超瞬變同步電   抗Xd＂和Xq＂）

（八）電動機機械特性的測定

1、直流他勵電動機四象限機械特性：電動及回饋制動機械特性；電動及反接制動機械特性；能耗制動機械特性；

2、三相異步電機在各種運行狀態下的機械特性：測定三相繞線異步電動機在電動運行狀態下的機械特性；測定三相繞線異步電動機再生發電制動機械特性；測定三相繞線異步電動機反接制動運行狀態下的機械特性

3、三相異步電機M-S曲線的測繪

（九） 繼電接觸控制與電力拖動（電氣控制）實驗

1、三相異步電動機點動和自鎖控制線路實驗；

2、三相異步電動機的正反轉控制線路實驗；

3、三相異步電動機Y/△降壓起動控制線路實驗；

4、能耗制動控制實驗；

5、兩臺三相異步電動機起動順序控制

6、三相線繞式異步電機起動控制線路

7、工作臺往返自動控制實驗；

8、兩地控制線路

四、裝置的基本裝備：
1、DQ01電源控制屏(鐵質噴塑結構，鋁質面板)

（1）交流電源

提供三相0～450V可調交流電源，同時可得到單相0～250V可調電源(配有一臺三相同軸聯動自耦調壓器（規格1.5KVA、0～450V），克服了三只單相調壓器采用鏈條結構或齒輪結構組成的許多缺點)?？烧{交流電源輸出處設有過流保護

技術，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關指示三相電網電壓和三相調壓電壓。
（2）高壓直流電源兩路

提供220V(0.5A)勵磁電源及0～250V(3A)連續可調穩壓電樞電源(PWM電源內設過流過壓保護功能等功能)各一組，并設有直流數顯電壓表及切換開關。
（3）人身安全保護體系

設有三相隔離變壓器一組(三相電源經鑰匙開關、接觸器后，到隔離變壓器，再經三相調壓器輸出)，使輸出與電網隔離，對人身安全起到一定的保護作用；

設有電壓型漏電保護器，如果實驗中的線路有漏電現象，即能實施保護并切斷電源；

設有電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。

強電連接線及插座，采用全封閉結構，使用安全、可靠、防觸電。

（4）定時器兼報警記錄儀（服務管理器）：具有設定時間、到時報警、切斷電源及記錄各（5）控制屏正面大凹槽內，設有兩根不銹鋼鋼管，可掛儀表及實驗部件。凹槽底部設有多個小圓形單相三芯220V電源插座，供儀表等部件供電用?？刂破羶蓚仍O有三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。設有實驗臺照明用的220V、40W日光燈一盞。
2、DQ02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機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。
3、DQ03-1固定電機導軌、1024光電編碼器測速系統及智能數顯轉速表

包括固定電機的導軌等。導軌平整度好，無應力變形，加工精細，同心度好，互換性好，能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲，電機運行噪聲小，實驗參數典型，能較好滿足實驗要求。測速系統采用高精度光電編碼器測速系統，克服了用測速發電機測速線性度差，測量不精確等缺點。

4、DQ05三相組式變壓器（三只相同的單相變壓器組成，原邊220V/0.35A，副邊55V/1.4A）
5、DQ07直流復勵發電機

（Un=DC200V，IN=0.5A，PN=100W，n=1600RPM/min，絕緣等級E ）

6、DQ08直流串勵電動機

額定電壓、額定電流、額定功率和額定轉速分別為220V、0.8A、120W、1400r/min

7、DQ09直流并（他）勵電動機 （Un=DC220V，IN=1.1A，PN=185W，n=1500RPM，絕緣等級E ）

8、DQ10三相鼠籠式異步電動機（AC3800V/220V，接法 Y/Δ，轉速1420RPM，功率100W，電流0.5A，絕緣等級E）

9、DQ11三相線繞式異步電動機（AC220V，接法 Y，轉速1380RPM，功率120W ,電流0.6A，絕緣等級E）

10、GDQ12線繞式異步電機起動與調速電阻箱

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

11、DQ14三相同步電機

作為發電機使用時，PN（W）=170W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.45A， nN(r/min)= 1500，UfN（V）=14V，IfN（A）=1.2A，絕緣等級E級。

作為電動機使用時，PN（W）=90W，UN(V)=220（Y），IN(A)= 0.35A， nN(r/min)= 1500，UfN（V）=10V，IfN（A）=0.8A，絕緣等級E級。

12、DQ15單相電容起動異步電動機

（AC220V，轉速 1400 RPM，功率90W ,電流1.45A，啟動電容35uF ，絕緣等級E）

13、DQ16單相電容運轉異步電動機

Un=220V、IN=1.0A、PN（W）=120W、n=1420r/min

14、       DQ19校正直流測功機（220V、2.2A、 355W、1500r/min）

即可作電動機又可作測功機，做電動機使用時，可作為發電機的原動機，也可用于拖動電動機完成四象限測試；作測功機使用時，由于電機經特殊設計，容量是被測電機的2～3倍，并經精密儀器校正，能很好的完成被測電機的加載輸出轉矩的測試。

15、DQ22直流數字電壓、毫安、安培表(三只)

直流數顯電壓表一只，采用ICL公司高性能AD轉換器配以高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍0-300V。手動量程為：2V、20V、300V。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

直流數顯毫安表一只，采用ICL公司高性能AD轉換器配以高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-2000mA。手動量程為：20mA、200mA、2000mA。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

直流數顯電流表一只，測量范圍0～5A，三位半數顯，精度為0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。
16、DQ25單三相智能型功率、功率因數表

由24位專用DSP、16位高精度AD轉換器和高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。軟件上采用RTOS設計思路，同時配有PC監控軟件來加強分析能力。能同時測量兩路單相功率P1、P2，三相功率等于兩路功率之和（兩表法測量三相總功率）。功率測量精度為1.0級，功率因數測量范圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A，能自動判別負載性質（感性顯示“L"，容性顯示“C"，純電阻不顯示），并可存儲測量數據，供隨時查閱。
17、DQ26三相可調電阻器(三組90Ω×2/1.3A瓷盤電阻)
18、DQ27三相可調電阻器(三組900Ω×2/0.41A瓷盤電阻)
19、DQ28三相可調電感器實驗箱

每相均由一個127V/0.5A的固定電抗器和一個0～250V的自耦調壓器組成，既可作固定電感和可調電抗器使用，也可作自耦調壓器使用。
20、DQ29可調電阻器、電容器

提供90Ω×2/1.3A及900Ω×2/0.41A瓷盤電阻各一組，35μF/450V、4μF/450V電力電容各1只。
21、DQ31波形測試及開關板

由變壓器的波形測試部分和兩個三刀雙擲開關、一個雙刀雙擲開關組成。
22、DQ32旋轉燈、并網開關、同步機勵磁電源

由并網用的三組相燈<黃、綠、紅各兩只>,一組并網開關和一組同步機勵磁電源<5～40v>組成。

23、DQ34 轉矩、轉速及機械功率測量儀

可顯示電機的轉速，轉矩，及輸出機械功率。

24、DQ44數/模交流電流表

由三只數字交流電流表和一只指針式精密交流電流組成。 測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，四位數碼顯示。指針式精密交流電流表一只，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相應的刻度線），測量范圍0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四檔，精度1.0級，直鍵開關切換，設有超量程指示，告警等功能。
25、DQ45數/模交流電壓表

由三只數字交流電壓表和一只指針式精密交流電流組成。 測量范圍0～450V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，四位數碼顯示。指針式精密交流電壓表一只，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相應的刻度線），測量范圍0～500V，分10V、30V、100V、300V，500V五檔，精度1.0級，直鍵開關切換，設有超量程指示、告警等功能。

26、DQ39繼電接觸控制(一)

提供交流接觸器（線圈電壓220V）三只，熱繼電器一只，電子式時間繼電器（通電延時，工作電壓220V）一只，變壓器（220V/26V/6.3V）、整流電路、能耗制動電阻（10Ω/25W）各一組，帶燈按鈕（黃、綠、紅各一只）三只。面板上畫有器件的外形，并將各器件的工作端子引到面板上，供實驗接線用，器件的工作狀態均有發光二極管指示。面板設有搖臂結構，可看到具體器件并對可需要調節的器件進行調節。

27、DQ39-1繼電接觸控制(二)

提供中間繼電器（線圈電壓220V）二只，熱繼電器一只，熔斷器三只，轉換開關三只，按鈕一只，行程開關四只，信號燈、保險絲座各一只。各器件的工作端子均已引到面板上，供實驗接線用，中間繼電器及熱繼電器的工作狀態用發光二極管指示。

28、DK08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，內部已連成三角形接法）、二極管、24V電源及電感。

29、DK09新器件特性實驗

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，可完成電力電子新器件特性實驗。

30、DK14單相交直交變頻原理

根據普通高等教育“九五"重點教材，王兆安、黃俊主編的《電力電子技術》(第四版)的相關內容進行開發，用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅動芯片的特點及其使用。

能完成如下實驗項目：1、SPWM波形成的過程；2、交直交變頻電路在不同負載（電阻，電感和電機）時的工作情況和波形，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；3、IGBT管專用集成驅動芯片的工作特性。

31、DK17雙閉環H橋DC/DC變換直流調速系統

通過對四個橋臂上IGBT管的觸發控制，來實現對可逆直流他勵電機進行調速的目的，主要由三大部分組成，即主回路部分、控制電路部分和調節部分。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生PWM脈沖波，PWM波脈沖發生器產生的四路控制脈沖，分別驅動四個橋臂的IGBT管；調節部分由兩個PI調節器組成，并通過速度環、電流環構成的反饋回路使電機的轉速穩定運行在給定的轉速下。

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

32、護套槍插結構連接線（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、韌性好等優點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸優良。