电力电子及电机自动控制实训系列

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上海方晨科教设备制造有限公司

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    FCDQ-03A型电力电子实验装置

    FCDQ-03A型电力电子实验装置


    一、设备特点
    1.安全作为本设备重要考虑,设置有多重保护体系。
    2.项目一体化教学模式设计本装置
    3.所有线路学即可用,技术设计,与现在工业上使用芯片完全一致,不落伍。
    二、装置的配置
    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℃) 海拔<4000m
    3.装置容量:<1.5KVA
    4.重    量:480Kg
    5.外形尺寸:1390mm*730mm*1630mm
    6.安全保护:安全保护措施体系完善(电压型漏电保护,电流型漏电保护,当超过50mA漏电时自动切断电源)
    三、实验内容
    (一)电力电子技术部分
    1.单结晶体管触发电路;
    2.正弦波同步移相触发电路实验;
    3.锯齿波同步移相触发电路实验;
    4.西门子TCA785集成触发电路实验;
    5.三相数字晶闸管触发电路实验(TC787);
    6.单相半波可控整流电路实验;
    7.单相桥式半控整流电路实验;
    8.三相半波可控整流电路实验;
    9.三相桥式半控整流电路实验;
    10.三相桥式全控整流电路实验
    11.三相桥式全控源逆变电路实验;
    12.单相交流调压/调功电路实验
    13.新器件特性与保护
    14.电力电子器件封装认识
    15.可关断晶闸管(GTO)特性实验;
    16.功率场效应管(MOSFET)特性实验;
    17.电力晶体管(GTR)特性实验;
    18.绝缘双极型晶体管(IGBT)特性实验;
    19.可关断晶闸管(GTO)驱动电路实验;
    20.功率场效应管(MOSFET)驱动电路实验;
    21.电力晶体管(GTR)驱动与保护电路实验;
    22.绝缘双极型晶体管(IGBT)驱动与保护电路实验;
    (三)典型电力电子器件线路实验
    1.单相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变电路实验(IGBT);
    2.降压斩波电路
    3.升压斩波电路
    4.升降压斩波电路
    5.Cuk斩波电路
    6.Sepic斩波电路
    7.Zeta斩波电路(IGBT)
    8.有源功率因素校正实验
    9.静止无功补偿实验
    五、设备配置
    1、电源控制屏
    (1)交流电源
    提供三相0~450V可调交流电源,同时可得到单相0~250V可调电源(配有一台三相同轴联动自耦调压器(规格1.5KVA、0~450V),克服了三只单相调压器采用链条结构或齿轮结构组成的许多缺点)。可调交流电源输出处设有过流保护技术,相间、线间过电流及直接短路均能自动保护,克服了调换保险丝带来的麻烦。配有三只指针式交流电压表,通过切换开关指示三相电网电压和三相调压电压。
    (2)高压直流电源两路
    提供220V(0.5A)励磁电源及0~250V(4A)连续可调稳压电枢电源(具有过压、过流、过热及短路软截止自动恢复保护功能)各一组,并设有直流数显电压表及切换开关。
    (3)人身安全保护五大体系
    设有三相隔离变压器一组(三相电源经钥匙开关、接触器后,到隔离变压器,再经三相调压器输出),使输出与电网隔离,对人身安全起到一定的保护作用;
    设有电压型漏电保护器1,如果隔离变压器前的线路有漏电现象,即能实施保护并切断电源;
    设有电压型漏电保护器2,如果隔离变压器后的线路及实验过程中的接线等有漏电现象,即能告警并切断电源;
    设有电流型漏电保护器,控制屏若有漏电现象,漏电流超过一定值,即切断电源。实验连接线及插座,采用全封闭结构,使用安全、可靠、防触电。
    (4)仪表保护体系
    设有多只信号插座,与仪表相连,仪表超量程,即能告警并切断电源,对仪表起到良好的保护作用。
    (5)实验管理器:具有设定时间、到时报警、切断电源及记录各种告警次数等功能。
    (6)控制屏正面大凹槽内,设有两根不锈钢钢管,可挂仪表及实验部件。凹槽底部设有多个小圆形单相三芯220V电源插座,供仪表等部件供电用。控制屏两侧设有三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。
    2、智能直流电压电流表
    (1)智能直流电压表
    直流数字电压表:具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装48mm*96mm、精度:0.5级,1000V档位显示格式:999.99(带2个小数点),显示单位:V;100V档位显示:99.999(带3个小数点),显示单位:V;10V档位显示:9.9999(带4个小数点),显示单位:V,超强过载能力:当误接入高压1500V时,不会损坏仪表,也不影响精度,读数锁定功能,越限自动报警。
    (2)智能直流电流表
    直流数字毫安表:具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装48mm*96mm、精度:0.5级,5A档位:4999.9(带1个小数点),显示单位:mA;1000mA档位:999.99(带2个小数点),显示单位:mA;100mA档位:99.999(带3个小数点),显示单位:mA。采用透明面板设计,全量程内阻10毫欧。超强过载能力,即使误接入交流电源,也不会损坏仪表,不会影响精度。极性接反声光报警提示。报警时不会切断总电源,不影响其它仪表测量和模块实验,读数锁定功能,越限自动报警。
    3、智能真有效值交流电压、电流表、功率表
    交流电流表:具有通信接口、分档自动量程、工业级柜装48mm*96mm、精度:0.5级,5A档位:4999,显示单位:mA;采用透明面板设计,具有工业级485通信,具有超强过载能力,抗瞬时过载3000A以上,超量程过载报警(声光报警)自动记录,报警时不会切断总电源,不影响其它仪表测量和模块实验,可同时测量参数:交流电流瞬时值有效值,交流电压瞬时值,有效值,有功功率,无功功率,功率因数,七大参数,可同时锁定多个参数便于读数。
    交流电压表: 具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装48mm*96mm、精度:0.5级,1000V档位显示格式:999.9(带1个小数点),显示单位:V;采用透明面板设计,具有工业级485通信。超量程过载报警(声光报警)自动记录,报警时不会切断总电源,不影响其它仪表测量和模块实验,读数锁定功能,能同时锁存同一界面内多个测量值。
    单相智能功率功率因数表:由24位专用DSP、16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计而成,通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件上采用RTOS设计思路,同时配有PC监控软件来加强分析能力。能测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为1.0级,功率因数测量范围0.3~1.0,电压电流量程为450V和5A,具有通信接口。
    4、实验桌
    实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板;设有两个大抽屉、柜门,用于放置工具、存放挂箱及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构,便于移动和固定,有利于实验室的布局。
    5
    晶闸管电路基础挂箱
    提供12只大功率晶闸管器件、700mH可变电感、正桥与反桥输入、指针电压表、指针电流表等部件。
    6、晶闸管驱动电路挂箱
    提供西门子TC787三相晶闸管专用电路,提供正反桥输出。
    7、晶闸管驱动挂件箱
    提供TC785单相晶闸管驱动电路、正弦波同步触发电路、单结晶体管触发电路、锯齿波触发电路等。
    8、直流斩波实验挂箱
    提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。可完成降压斩波电路(Buck Chopper)、升压斩波电路(Boost Chopper)、升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。
    9、给定及实验器件挂箱
    提供4只大功率整流二极管、压敏电阻、给定电路带数字表显示等。
    10、交流调压与调功挂箱
    提供实验用单相交流调压、调功电路和等。
    11、三相芯式变压器挂箱
    提供三相芯式变压器与三相不控整流电路等。
    12、功率器件驱动与保护电路
    提供GTR\GTO驱动与保护电路以及元器件实物各一个等。
    13、功率器件驱动电路
    提供IGBT\MOSFET驱动电路以及元器件实物各一个等。
    14、单相交直交变频原理(实验)
    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,电感和电机)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、三相可调电阻器(三组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻)
    16、三相可调电阻器(三组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻)
    17、有源功率因素校正挂箱
    主要有整流电路、升压变换器、控制电路三部分组成。控制电路采用集成功率因数控制芯片和外围元器件组成,输出功率为100W(200V±5%,0.5A),工作频率为100kHz。采用模块化设计,通过适当的连线可以完成下列实验项目:
    (1)无滤波电容整流电路带纯阻性负载的测试
    (2)有滤波电容整流电路带纯阻性负载的测试
    (3)整流电路有源功率因数校正的测试
    (4)控制电路波形测试,功率栅极控制信号观察
    (5)整流电路有源功率因数校正电路的性能测试
    18、静止无功补偿器实验
    实验连接线及配件
    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,接触优良。设备配套上位机(计算机)系统不低于:
    六、配置表
    序号 名称 数量
    1 电源控制屏 1
    2 智能直流电压电流表 1
    3 智能真有效值交流电压、电流表、功率表 1
    4 实验桌 1
    5 晶闸管电路基础挂箱 1
    6 晶闸管驱动电路挂箱 1
    7 晶闸管驱动挂件箱 1
    8 直流斩波实验挂箱 1
    9 给定及实验器件挂箱 1
    10 交流调压与调功挂箱 1
    11 三相芯式变压器挂箱 1
    12 功率器件驱动与保护电路 1
    13 功率器件驱动电路 1
    14 单相交直交变频原理(实验) 1
    15 三相可调电阻器(三组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻) 1
    16 三相可调电阻器(三组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻) 1
    17 有源功率因素校正挂箱 1
    18 静止无功补偿器实验 1
    19 实验连接线及配件