SGD-41電力電子及電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置

1、SGD-41電力電子及電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置一、概述本裝置是根據(jù)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的發(fā)展，集眾多國內(nèi)外廠家的優(yōu)點(diǎn)，精心研制、 改進(jìn)而成的新一代實(shí)驗(yàn)設(shè)備。依據(jù)高等院校電機(jī)學(xué)，電機(jī)與拖動(dòng)，西 安交通大學(xué)王兆安教授等編著的電力電子技術(shù)（第五版）和上海大學(xué)陳伯 時(shí)教授編著的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)（第三版）實(shí)驗(yàn)大綱要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 涵蓋了“電機(jī)學(xué)"、"電機(jī)與變壓器""電機(jī)與拖動(dòng)""電力電子技術(shù)"、"直流調(diào) 速"、"交流調(diào)速"、"電機(jī)控制"、”電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)”等專業(yè)課程所開設(shè)的 實(shí)驗(yàn)

2、項(xiàng)目。特別適用于高等院?，F(xiàn)有的電機(jī)、電力電子技術(shù)及電氣控制實(shí)驗(yàn)設(shè) 備的更新改造，同時(shí)也為中等專業(yè)學(xué)校、職業(yè)技術(shù)學(xué)院等新建或擴(kuò)建實(shí)驗(yàn)室， 迅速開設(shè)實(shí)驗(yàn)課提供了理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為教師或研究生開發(fā)新實(shí)驗(yàn)或進(jìn)行科 學(xué)研究工作提供良好的實(shí)驗(yàn)條件。二、實(shí)驗(yàn)裝置特點(diǎn)1、綜合性強(qiáng) 本裝置掛件配齊時(shí)可完成目前國內(nèi)各類院校電機(jī)，電力電子及電 氣控制學(xué)科課程的全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。2、適應(yīng)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。裝置采用組件式 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3、整套性強(qiáng)從儀器儀表、專用電源、電

3、機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專用導(dǎo)線等均配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配置。4、直觀性強(qiáng)各實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)方便。5、科學(xué)性強(qiáng)裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房，減少基建投資；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù)；小電機(jī)耗電省，節(jié)約能源；實(shí)驗(yàn)噪聲小，整齊美觀，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；電氣控制實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識外，還為學(xué)生走向社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)；6、開放性強(qiáng)控制屏供電隔離(浮地設(shè)計(jì))，并設(shè)有外電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)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(hù)等功能，使用

4、方便；各測量儀表均有保護(hù)功能。整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造了條件，有利于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。三、技術(shù)性能1、輸入電源：三相四線(或三相五線)380V± 10% 50Hz2、工作環(huán)境：溫度-10C+40C 相對濕度 85%(25C)海拔 4000m3、裝置容量： 1.5KVA4、重量： 480Kg5、外形尺寸：187X70X 160cm3四、裝置的基本裝備1、DQ01Bt源控制屏(鐵質(zhì)噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板)(1) 交流電源提供三相0450V可調(diào)交流電源，同時(shí)可得到單相 0250V可調(diào)電源(配有一臺(tái) 三

5、相同軸聯(lián)動(dòng)自耦調(diào)壓器(規(guī)格 1.5KVA、0450V),克服了三只單相調(diào)壓器 采用鏈條結(jié)構(gòu)或齒輪結(jié)構(gòu)組成的許多缺點(diǎn)) ?？烧{(diào)交流電源輸出處設(shè)有過流保護(hù)技術(shù)，相間、線間過電流及直接短路均能自動(dòng)保護(hù)，克服了調(diào)換保險(xiǎn)絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關(guān)指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào) 壓電壓。(2) 高壓直流電源兩路提供220V(1A)勵(lì)磁電源及0250V(3A)連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電樞電源(內(nèi)設(shè)過流過壓保護(hù)措施)各一組，并設(shè)有直流數(shù)顯電壓表及切換開關(guān)。(3) 人身安全保護(hù)五大體系設(shè)有三相隔離變壓器一組(三相電源經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器后，到隔離變壓器，再經(jīng)三相調(diào)壓器輸出)，使輸出與電網(wǎng)隔離，對人身安全起

6、到一定的保護(hù)作用；設(shè)有電流型漏電保護(hù)器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。實(shí)驗(yàn)連接線及插座，采用全封閉結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。(4) 儀表保護(hù)體系設(shè)有多只信號插座，與儀表相連，儀表超量程，即能告警并切斷電源，對儀表起到良好的保護(hù)作用。（ 5）實(shí)驗(yàn)管理器：具有設(shè)定時(shí)間、到時(shí)報(bào)警、切斷電源及記錄各種告警次數(shù)等功能。（6） 控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼鋼管，可掛儀表及實(shí)驗(yàn)部件。凹槽底部設(shè)有多個(gè)小圓形單相三芯 220V電源插座，供儀表等部件供電用?？刂破羶?側(cè)設(shè)有三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。設(shè)有實(shí)驗(yàn)裝置照明用的 220V、40W日光燈一盞。2、DQ02s

7、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, 結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)，造形美觀大方；設(shè)有兩個(gè)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(gè)寬敞舒適的工作臺(tái)面。實(shí)驗(yàn)桌還設(shè)有四個(gè)萬向輪和四個(gè)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動(dòng)和固定，有利于實(shí)驗(yàn)室的布局。3、 DQ03-1 固定電機(jī)導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表。4、DQ0匕相組式變壓器（三只相同白單相變壓器組成，原邊 220V/0.35A,副邊 55V/1.4A）5、DQ07直流復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)（Un=DC200V, IN=0.5A , PN=100W , n=1600RPM , 絕緣等級E ）6、DQ09

8、ft流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)（Un=DC220V, IN=1.1A , PN=185W , n=1500RPM,絕緣等級E ）7、DQ1CE相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（Un= AC3800V/220V 接法Y/ A,轉(zhuǎn)速1420RPM功率100W，電流0.5A,絕緣等級E）8、DQ11三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)（AC220V接法丫，轉(zhuǎn)速1380RPM功率120W，電流0.6A,絕緣等級E）9、GDQ1線繞式異步電機(jī)起動(dòng)與調(diào)速電阻箱提供0、 2、 5、 15、 35 五檔同軸聯(lián)調(diào)的三相繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子起動(dòng)、調(diào)速電阻一組。10、DQ19K正直流測功機(jī)（Un=220V IN=2.2A、PN=355W n=1500r/min

9、 ,絕緣等級E）即可作電動(dòng)機(jī)又可作測功機(jī)，做電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，可作為發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)，也可用于拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)完成四象限測試；作測功機(jī)使用時(shí)，由于電機(jī)經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，容量是被測電機(jī)的23倍，并經(jīng)精密儀器校正，能很好的完成被測電機(jī)的加載輸出轉(zhuǎn)矩的測試。11、DQ22ft流數(shù)字電壓、毫安、安培表（三只）直流數(shù)顯電壓表一只，采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速M(fèi)Pl元設(shè)計(jì)爾成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。具有自動(dòng)與手動(dòng)量程，測量范圍0-300V。手動(dòng)量程為：2V、20V、300V。測量精度為0.5級。具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢功能。具有超量程報(bào)警、指示及切斷總電源等功能。直流數(shù)顯毫安表一只，采用ICL公司

10、高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速M(fèi)Pl>元設(shè)計(jì)爾成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。具有自動(dòng)與手動(dòng)量程，測量范圍：0-2000mA手動(dòng)量程為：20mA 200mA 2000mA測量精度為0.5級。 具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢功能。具有超量程報(bào)警、指示及切斷總電源等功能。直流數(shù)顯電流表一只，測量范圍 05A,三位半數(shù)顯，精度為0.5級，具有超量程報(bào)警、指示及切斷總電源等功能。12、DQ2M三相智能型功率、功率因數(shù)表由24位專用DSP 16位高精度AD轉(zhuǎn)換器和高速M(fèi)PUI元設(shè)計(jì)爾成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。軟件上采用RTO毀計(jì)思路，同時(shí)配有PC監(jiān)控軟件來加強(qiáng)分析能力。能同時(shí)測

11、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(shù)測量范圍0.3-1.0 ,電壓電流量程為450V和5A,能自動(dòng)判別負(fù)載性質(zhì)（感性顯示"L”,容性顯示"C”,純電阻不顯示），并可存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)，供隨時(shí)查閱。13、DQ2r 相可調(diào)電阻器（三組90Q X 2/1.3A/150W 瓷盤電阻）14、DQ2廣相可調(diào)電阻器（三組900Q X 2/0.41A/150W 瓷盤電阻）15、DQ2訓(xùn)調(diào)電阻器、電容器提供 90 Q X 2/1.3A 及 900Q X 2/0.41A 瓷盤電阻各一組，35 仙 F/450V、4F/450V電

12、力電容各1只。16、DQ31波形測試及開關(guān)板由變壓器波形測試部分和兩個(gè)三刀雙擲開關(guān)、一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)組成。17、DQ4</模交流電流表由三只數(shù)字交流電流表和一只指針式精密交流電流組成。測量范圍05A,量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5 級，四位數(shù)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(yīng)的刻度線），測量范圍05A,分0.3A、1A、3A、5A四檔，精度1.0級，直鍵開關(guān)切換，設(shè)有超量程指示，告警等功能。18、DQ4吸/模交流電壓表由三只數(shù)字交流電壓表和一只指針式精密交流電壓表組成。指針式精密交流電壓表1 只，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭

13、（不同的量程讀取相應(yīng)的刻度線），測量范圍 0500V,分10V、30V、100M 300M500V五檔，輸入阻抗1M0,精度1.0級，直鍵開關(guān)切換，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。19、DK03晶閘管主電路提供12只6A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設(shè)有 RC吸收和保險(xiǎn)絲保護(hù)裝置，晶閘管可通過外加觸發(fā)信號進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口）。另外有一組平波電抗器（200mH 500mHm 1000mH和一組續(xù)流二極及精度1.0級帶鏡面指 針± 300V的直流電壓表、精度1.0級帶鏡面指針土 2A的直流電流表，兩表均為 正負(fù)顯示。20、DK04三相晶閘管集成觸發(fā)電路提供三相晶

14、閘管觸發(fā)電路、功放電路等，與DK03配套使用。設(shè)有觸發(fā)脈沖觀察孔、同步信號觀察孔、鋸齒波斜率調(diào)節(jié)觀察孔等。21、DK05單相晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)提供單結(jié)晶體管、正弦波觸發(fā)電路，鋸齒波同步移向、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路，TCA785#成觸發(fā)電路22、DK06電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（I ）電流反饋與過流保護(hù)（FBC+FA給定器（G）、轉(zhuǎn)速變換器（FBS）、反號器（AR）、 電壓隔離器（TVD）、調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II o其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的反饋電 阻、電容均外接（從DK10上獲得），實(shí)驗(yàn)時(shí)可以靈活改變系統(tǒng)的參數(shù)，觀測不同 的參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性及相應(yīng)時(shí)間等影響；更可以讓學(xué)生從調(diào)速系統(tǒng)的各種參數(shù)（ 如電機(jī)的機(jī)電

15、時(shí)間常數(shù)等） 出發(fā)對調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時(shí)間的參數(shù)分別設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行實(shí)際結(jié)果的驗(yàn)證，從而完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。23、DK07直流斬波實(shí)驗(yàn)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空制集成電路SG3525可完成教材中P1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)。24、DK08給定及實(shí)訓(xùn)器件提供給定（土 15V可調(diào)電壓輸出）、

16、壓敏電阻（作為過壓保護(hù)元件，內(nèi)部已連成三角形接法）、二極管等。25、DK09新器件特性實(shí)驗(yàn)提供SCR MOSFETIGBT GTO、GTR器件，可完成電力電子新器件特性實(shí)驗(yàn)。26、DK10可調(diào)電阻器，電容器提供耐壓AC100V勺可調(diào)電容三組，調(diào)節(jié)范圍為 0.111.37uF, 0999KQ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組。27、DK12變壓器實(shí)訓(xùn)提供三相芯式變壓器一個(gè)（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(jī)串級調(diào)速實(shí)訓(xùn)和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)訓(xùn)；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊。28、DK14單相交直交變頻原理根據(jù)普通高等教育"九五

17、"國家級重點(diǎn)教材，王兆安、黃俊主編的電力電子技術(shù) （ 第四版 ）的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行開發(fā)，用于展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生了解SPWME弦波脈寬調(diào)制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅(qū)動(dòng)芯片的特 點(diǎn)及其使用。能完成如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：1、SPW跛形成的過程；2、交直交變頻電 路在不同負(fù)載（阻感）時(shí)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(qū)動(dòng)芯片的工作特性。29、DK19半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源提供了半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的主電路和控制電路，主電路的電力電子器件為電力MOSFET;控制電路采用專用PWF®制集成電路SG3525采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案。可完

18、成" 開關(guān)電路在開環(huán)與閉環(huán)下負(fù)載特性的測試" 以及"電源電壓波動(dòng)對輸出的影響"等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。30、GDK28三相異步電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)提供日本三菱FR-D720-0.4KW-CH展頻器一只，設(shè)有BOP操作面板及外圍接口 c31、SG0故驗(yàn)連接線采用高可靠護(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，接觸優(yōu)良。五、裝置可完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(一) 電機(jī)及拖動(dòng)部分實(shí)訓(xùn)1.1 直流電機(jī)(1) 電機(jī)認(rèn)知(銘牌

19、，冷態(tài)電阻，啟動(dòng)，換向，調(diào)速)(2) 直流發(fā)電機(jī)(3) 直流他勵(lì)(或并勵(lì))電機(jī)實(shí)驗(yàn)(工作特性、機(jī)械特性和調(diào)速方法)(4) 直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試1.2 變壓器實(shí)驗(yàn)(1) 單相變壓器( 空載、短路和負(fù)載實(shí)驗(yàn))(2) 三相變壓器( 空載、短路和負(fù)載實(shí)驗(yàn))(3) 三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路(4) 三相三繞組變壓器(5) 單相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行(6) 三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行1.3 異步電機(jī)(1) 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性(2)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速(直接起動(dòng)，Y-起動(dòng)，自耦變壓器起動(dòng)和繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)和調(diào)速)(3) 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的不對稱運(yùn)行(4) 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的溫升(

20、5) 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測試1.4 電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的測定(1) 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性(2) 三相異步電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性(3)三相異步電機(jī)M-S曲線測繪(二)電力電子技術(shù)及自動(dòng)控制部分實(shí)驗(yàn)2.1 電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路(2) 正弦波觸發(fā)電路(3) 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)(4)TCA785 集成觸發(fā)電路(5) 單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)(6) 單相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)(7) 單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)(8) 三相半波可控整流電路的研究(9) 晶閘管三相半波有源逆變電路的研究(10) 三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)(11) 三相橋式

21、全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)(12) 單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)(13) 三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)(14)單向晶閘管(SCR的性實(shí)驗(yàn)(15)可關(guān)斷晶閘管(GTO時(shí)性實(shí)驗(yàn)(16)功率場效應(yīng)管(MOSFET#性實(shí)驗(yàn)(17)電力晶體管(GTR的性實(shí)驗(yàn)(18)絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實(shí)驗(yàn)(14) 典型電力電子器件線路實(shí)驗(yàn)(1)單相正弦波脈寬調(diào)制(SPWM逆變電路實(shí)驗(yàn)(2) 半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究(3) 直流斬波電路的性能研究( 降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型線路)(IGBT)2.3 直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)(1) 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實(shí)驗(yàn)(SCR)(2) 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試(SCR)(3) 單閉環(huán) ( 電壓單閉環(huán)、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)、電流單閉環(huán)) 不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(SCR)(4) 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(SCR)2.4 交流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)(1)單相正弦波脈寬調(diào)制SPWME頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(IGBT)(2)