FCDD-1型创新型电力电子技术实验装置
一、产品概述
“FCDD-1型创新型电力电子技术实验装置”是由本企业设计的新型实验装置，综合了目前我国高等院校《电力电子技术》、《交直流电源控制》、《数字化电力电子》、《DSP电机控制》、《数字化电源》等课程实验大纲的要求，能对上述课程的实验项目进行实验操作。特别适用于高等院校现有的实验设备的更新改造，为教师和研究生开发或进行科学研究工作提供良好的条件。
二、总体描述
1、设备配套教学资料
提供实验指导书（分教师版、学生版）；提供实验指导教师培训；提供实验操作指导视频；在实验指导书中提供详细的操作步骤和记录的数据表格等内容，实验内容配套1:1教学操作视频。
三、详细技术参数
（一）系统组成和功能
1、实验供电采用模块化设计，方便实验教学及维修。
2、设备中所有元器件采用工业级或以上产品，主要部件采用国内主流厂商产品：
（二）主要技术参数
实验装置：所有组件（电源部分及实验挂件）模块化设计，便于维修，详细配置如下：
1、实验台架
实验桌桌面为防火、防水、耐磨27mm厚高密度板，实验装置主框架采用四根75mm×75mm优质欧标型材（单面边长33mm+中缝9mm+边长33mm），四周采用成型“8”字型铝材支架固定，安装螺丝采用M8+滑块螺母，设计有带门可拆卸的钣金机箱，所有模块采用激光雕刻工艺，30度专用防火材料摸具制作，具有2个专用拉手，具有平衡线路供电，
2、电源部分
（1）FCDY-1 交流电源控制模块
提供三相固定380V交流电源，380V交流电源经空气开关控制后输出至三相调压器以及隔离变压器，面板上设有钥匙开关、启动、停止以及急停按钮，整体设计成独立模块，可以单独使用，便于维修，工艺采用塑料专用模具设计，操作面板尺寸为200mm*250mm，模块箱后置单相以及三相插座，电源插座、电源插头采用鸿雁电器品牌，按钮采用德力西品牌产品。
（2）FCDY-2 直流高压电源模块
提供220V(1A)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）FCDY-3 隔离变压器
隔离变压器起保护、防雷、滤波作用，隔离变压器的输出端跟输入端是完全“断路”隔离的。隔离变压器对于发现闪电、放电、电网切换、电机启动等其它电网燥志引起的干扰作用都有抑制作用，输出输入电容耦合小，可以有效安全的起到保护设备的作用；并设有过流保护，相间、线间过电流及直接短路均能自动保护。
3、实验挂件部分
3.1、数字化电力电子部分（基础实验）
（1）FCDT-01晶闸管触发电路及电机调速挂箱
提供三相集成锯齿波移相触发电路和 6 只分成正桥的晶闸管，每只晶闸管均设有过流、过压保护装置，正桥晶闸管可通过外加信号进行触发(内部已连接到脉冲输出接口)，可更好的完成设计性实验；设有平波电抗器一组；
提供7寸MCGS触摸屏一个，通过触摸屏来控制给定电压，来完成交直流电机调速。
内部设计有2路模拟量输入（电压采样利用GS8591芯片，可测量0-10V范围内的电压值）和1路模拟量输出模块，采用DSP28335芯片完成，开环、单闭环、双闭环等实验，此外提供两路电流采样则通过30mΩ精密采样电阻，可测量0-1A的电流值。这些采样数据可以通过控制板处理并显示在触摸屏上。
（2）FCDT05-3晶闸管触发电路实验
提供锯齿波同步移相触发电路、TCA785集成触发电路共二个触发电路实验。
（3）FCDT03-1晶闸管桥式电路挂箱(一)
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。
（4）FCDY-9单相调压器模块
提供单相变压器一只，可输出AC0-36V，指针交流电压表（AC50V）一个。
（5）FCDT07-3直流斩波实验
《电力电子技术》(第四版)中相关的直流斩波内容而设计的；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。可完成教材中降压斩波电路(Buck Chopper)、升压斩波电路(Boost Chopper)、升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)、Cuk斩波电路等典型实验。典型电路采用专用电路设计，右边提供原理图，左面提供专用器材，采用大面板布局，使结构清楚，接线方便。
（6）FCDT-28-3功率器件驱动电路实验（一）
提供IGBT电力电子器件；可完成电力电子新器件的驱动特性实验。并提供一组管沟隔离触发电路。电源：为驱动电路提供电源，包括±5V、±15V 直流电源；PWM 波形发生器：主要是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15khz～33khz.
（7）FC27三相可调电阻
一组900Ω*2，0.41A，瓷盘电阻，可调电阻设置有刻度盘，指示旋转位置的大概阻值。
（8）变频器
0.4K，单相输入，三相输出。
4、数字化电源控制部分（整批配置1套）
（1）FCDSP-4整流与逆变电路
1）AC-DC电路（提供原理图、PCB、DSP源程序，电感和电容需要2组切换（留示波器测试点），观察不同的效果），输入电压：10~60V，输入过压保护，输入欠压保护（输入电压、电流采集至DSP，留示波器测试点），输出过流保护（输出电流采集至DSP，留示波器测试点），输出过压保护（输出电压采集至DSP，留示波器测试点）
2）芯片采用280049C系统控制板，带通信接口，ADC、PWM等接口。
5、线上电力电子仿真软件（整批配置1套）：具备三维虚拟实验室环境，可以自由漫游观察；仿真软件需采用云服务器模式，在有网络的教室等环境均可登录即可选择相应设备进行实验，可通过电脑及移动端等登录学习，实现流畅操作，为了方便随时随地线上学习，不接受单机版仿真软件；（至少需提供PC端及移动端网页登录、设备选择、实验操作等多方面介绍，需展示以下仿真实验内容需求课程），为了方便随时随地线上学习，
（1）三维环境及模型技术要求
配套主要设备模型：电机与电力电子实验装置，配套仪表测量挂件、配套电源模块、配套可调电阻器、变压器、电抗器、晶闸管模块、电机调速模块、交流调压模块等。
（2）模型要和真实供货硬件设备按照 1:1 比例制作，学生可在仿真环境里进行自由接线及其它实验内容拓展，进行相关实验等，需设置打分功能；软件具有自动判断功能。
（3）至少具备以下功能模块需求：
①、实验说明：通过软件介绍仿真实验的组成模块，操作方法，以及计分规则；
②、实验目的：通过简单的测试，让学生明白本次仿真实验的目的；
③、实验原理：根据对实验的了解，让学生选择出正确的实验原理图；
④、设备选择：熟悉实验中用到的设备，从众多混淆选项中选出本次实验所需要的设备；
⑤、实验连线：根据试验原理图练习线路连接，可对导线进行换色、删除、清空操作；
⑥、设备仿真：根据实验指导书来操作相应的按钮，显示数据和动作，达到仿真学习的目的；
⑦、实验报告：把实验仿真中得到的实验数据填入对应的表格中，并生成实验记录；
⑧、实验成绩：实验全部完成之后可以查看各个模块实验得分；
⑨、软件具备学籍注册功能。
（4）仿真软件需包含但不限于以下实验，提供仿真软件源代码，支持用户自行开发：
1）电机3D仿真实验内容：①、单相变压器空载、负载、短路实验；②、三相变压器空载、负载、短路实验；③、直流他励电动机回馈制动、反接制动、能耗制动实验；④、直流并励电动机机械特性、调速、能耗制动实验；⑤、他励直流发电机空载特性、外特性、调整特性实验；⑥、并励发电机自励、外特性实验；⑦、三相鼠笼异步电动机空载、短路、负载、能耗制动、空载损耗实验。
2）电力电子3D仿真实验内容：①、晶闸管直流调速系统主要单元的调速；②、三相半波有源逆变电路实验；③、三相半波可控整流电路实验；④、单相交流调压电路实验；⑤、直流斩波电路的性能研究：Zeta斩波电路、Sepic斩波电路、Cuk斩波电路、升降压斩波电路、升压斩波电路、降压斩波电路；⑥、双闭环三相异步电机调压调速实验；⑦、双闭环不可逆直流调速系统实验；⑧、单闭环不可逆直流调速系统实验；⑨、转速单闭环不可逆直流调速系统实验；⑩、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验；⑪、单相桥式全控整流电路实验。
四、设备配置
1、示波器
2、实验导线：每套设备配有四色、不同长度实验导线，采用高可靠护套结构手枪插连接线，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。（不存在任何触电的可能）
五、设备可完成实验内容
1、传统电力电子实验
（1）IGBT的认识与特性实验（包含驱动）；
（2）直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）
1）降压斩波电路(Buck Chopper)
2）升压斩波电路(Boost
Chopper)
3）升降压斩波电路(Boost-Buck
Chopper)
4）Cuk斩波电路
（3）三相半波可控整流电路实验
（4）三相桥式半控整流电路实验
（5）三相交流调压电路实验
2、直流电机调速系统实验
（1）晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验
（2）晶闸管直流调速系统主要单元的调试
（3）单闭环不可逆直流调速系统实验
3、变频器调速实验
（1）变频器功能参数设置与操作；
（2）变频器报警与保护功能；
（3）变频器外部端子点动控制；
（4）变频器控制电机运行时间操作；
（5）变频器控制电机正反转运行；
（6）外部模拟量（电压/电流）变频调速、多段速度选择变频调速；
（7）三相异步电动机的变频调速；
4、数字电源相关实验
5、线上电力电子仿真系统实验