电力电子及电气传动实验平台:上海硕博科教设备有限公司

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2024年5月21日

SBDLZ-780E型电力电子及电气传动实验平台

一、概述

"电力电子及电气传动实验平台"依据高等院校最新统编教材《电力拖动自动控制系统》（第三版）(上海大学陈伯时编著)、《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)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。

(图1：实验设备实物外形参考图片，也可以根据学校要求定做）

二、特点

1、综合性强本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，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，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、先进性强本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

本装置涵盖了各高等院校等所开设的"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统"及"控制理论"等专业课程所要求的实验项目。

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：160×70×160 cm3

五、装置的基本装备

1、DK01电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构）

（1）交流电源（均带有过流保护措施）提供交流电源：三相交流电220V/3A。

（2）高压直流电源励磁电源：220V（0.5A），具有输出短路保护。

（3）指示及测量仪表

1．交流数字电压表：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压；

2．真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～500V，四位数字显示，为交流调速系统提供电压指示；

3．真有效值交流数字电流表一只：测量范围0～5A，四位数字显示，为调速系统提供电流的指示；

4．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，为调速系统提供电压指示；

5．直流数字电流表一只：测量范围为0～5A，三位半数显，精度0.5级，为调速系统提供电流指示。

（4）人身安全保护体系

1）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。

2）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。

3）实验连接线及插座：强、弱电连接及插座分开，不能混插。

4）强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。

2、DK02实验桌

1）实训桌采用四个工业铝型材立柱为支撑，立柱端部可安装调节脚，方便高度调节，主体结构通过左、右各2个C字形铝压成型构件联接，台面高度约800mm，桌面板下设支撑框架，截面尺寸为30×30mm，承受力不少于300kg。立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部配套塑料堵头，槽内适用工业铝型材通配螺母及配件。C字形铝压成型构件为左、右对称件，采用压铸成型工艺，经机加工、抛丸、喷砂，表面蓝色静电喷涂工艺。

2）实训桌桌面采用25mm麻灰色高密度层压板封边特制，有效提高绝缘等级；

3）实训储物柜采用冷冲压钣金一体成型，封闭式结构，表面静电喷涂；柜体设有门柜用于放置实训挂箱，设有一个抽屉用于放置实训导线和指导书等。

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，每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置，晶闸管可通过外加触发信号进行触发（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，精度1.0级带镜面直流电流表±2A，精度1.0级各一只和平波电抗器一组。

6、DK04三相晶闸管触发电路：提供三相触发电路、功放电路，脉冲变压器等，与"DK03"配套使用。

7、DK05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，KC05单相交流调压，西门子TCA785集成触发电路等。

8、DK06电机调速控制实验（Ⅰ）提供以下模块：电流反馈与过流保护（FBC+FA）、给定器（G）、转速变换器（FBS）、速度调节器（ASR）、反号器（AR）、电流调节器（ACR）等

9、DK10可调电阻、电容箱：提供耐压AC63V的可调电容三组，调节范围为0.1～11.37?F，0～999kΩ十进制可调电阻两组；供电流调节器，速度调节器反馈回路使用，可灵活改变调节器的放大倍数及积分时间。

10、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。

11、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。

12、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。

13、DK13功率器件驱动电路实验箱：主要是为完成新器件特性实验提供驱动和保护电路，使学生了解电力电子新器件的驱动特性。主要包括电源、驱动电路、PWM波形发生器。

（1）电源：为驱动电路提供电源，包括±5V、+20V、±15V直流电源。

（2）驱动电路：包括MOSFET、IGBT的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用了专用芯片EXB841。

（3）PWM波形发生器：由SG3525为核心的PWM波形发生器主要为新器件驱动电路提供PWM驱动波形；可以通过频率调节旋钮进行频率调节；通过占空比电位器来调节PWM波的占空比频率调节范围4KHz～10KHz。

14、DK14单相交直交变频原理：根据普通高等教育"九五"国家级重点教材王兆安，黄俊主编的《电力电子技术》（第四版）的内容进行开发。用于展示交直交变频原理，主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法，了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用，能完成如下实验项目：

1）SPWM波形成的过程；

2）交直交变频电路在不同负载（电阻，电感）时的工作情况和波形，并研究工作频率对电路工作波形的影响；

3）IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。

15、DK21 斩控式交流调压电路：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）中相关内容而设计，采用全控型器件 IGBT 管实现 " 斩控式交流调压实验 " 。

16、DK17双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统：通过对四个桥臂上IGBT管的触发控制，来实现对可逆直流他励电机进行调速的目的，主要由三大部分组成，即主回路部分、控制电路部分和调节部分。主回路由直流电源、四种IGBT管组成；控制回路部分由专用芯片产生PWM脉冲波，PWM波脉冲发生器产生的四路控制脉冲，分别驱动四个桥臂的IGBT管；调节部分由两个PI调节器组成，并通过速度环、电流环构成的反馈回路使电机的转速稳定运行在给定的转速下。本实验箱可完成的实验项目有：（1）、全桥DC/DC 变换电路实验（2）双闭环可逆直流脉宽调速实验。

17、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）。

18、DQ07-1直流发电机(DC220V，240W，n=1500RPM)

19、DQ09直流并励电动机：（Un=DC220V ， IN=1.1A ， PN=185W ， n=1500RPM ，绝缘等级E ）

20、DQ11三相线绕式异步电动机：（AC220V，接法 Y，转速 1380RPM，功率100W ,电流0.6A，绝缘等级E）

21、GDQ12线绕式异步电机起动与调速电阻箱：提供0、2、5、15的三相绕线异步电动机转子起动、调速电阻一组。

22、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。

序号	编号	名称	数量
1	DK01	电源控制屏	1件
2	DK02	实验桌	1张
3	DQ03-1	电机导轨、测速系统及数显转速表	1件
4	DQ27	三相可调电阻（每组900Ω*2/0.41A）	1件
5	DK03	晶闸管主电路	1件
6	DK04	三相晶闸管触发电路	1件
7	DK05	晶闸管触发电路	1件
8	DK06	电机调速控制实验（Ⅰ）	1件
9	DK09	新器件特性实验	1件
10	DK10	可调电阻、电容箱	1件
11	DK11	单相调压与可调负载	1件
12	DK12	变压器实验	1件
13	DK13	功率器件驱动电路实验箱	1件
14	DK14	单相交直交变频原理	1件
15	DK17	双闭环H桥DC/DC变直流调速系统	1件
16	DK21	斩控式交流调压电路	1件
17	DK06-1	电机调速控制系统（Ⅱ）	1件
18	DQ07-1	直流发电机（240W）	1台
19	DQ09	直流他（并)励电动机（185W）	1台
20	DQ11	三相线绕式异步电动机	1台
21	GDQ12	线绕式异步电机转子专用箱	1件
22	实验连接线	高可靠护套结构手枪插实验连接线及配件	1套
23	配套教学数字资源	1.在线教育课程开放平台 2.辅助教学仿真3D正版软件 1）电机与变压器仿真教学软件（正版3D软件，有软件著作权，便于升级） 2）电力拖动仿真教学软件（正版3D软件，有软件著作权，便于升级） 3）电工作业培训仿真教学软件（包含用电安全与触电急救）（正版3D软件，有软件著作权，便于升级）	（共1套，网络版）
24	指导书	实验指导书	1套
25	学生凳子	提供铁质四脚方凳	2只