BCDD-2型 电力电子技术及电机控制实验装置

BCDD-2型 电力电子技术及电机控制实验装置

一、适用范围
    本电力电子技术及电机控制实验装置涵盖了各类院校等所开设的“电力电子技术(或称半导体变流技术)”、“直流调速”、“电机控制”、“电力拖动自动控制系统”等专业课程所要求的实验项目。
二、概述
    “电力拖动自动控制系统实验装置”依据高等院校最新统编教材《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》（第三版）(上海大学陈伯时编著)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。
三、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，各测量仪表均有可靠的保护功能，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。
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：1878×700×1600mm3 
五、装置的配备介绍
1、电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）
（1）交流电源（带有过流保护措施）
提供交流电源：直流调速档为三相交流电200V/3A，交流调速档为三相交流电  240V/3A(均带有过流保护措施)
（2）高压直流电源
    励磁电源：220V（0.5A），具有输出短路保护。
（3）指针式仪表
交流电压表一只：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压，精度1.0级;
（4）数字式仪表
1）真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～500V,量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，为交流调速系统提供电压指示；
2）真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程告警、指示等功能，为交流调速系统提供电流指示；
3）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；
4）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，设有短路保护功能。
（5）人身安全保护体系
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。
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。
电压型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，发出报警提示，并切断电源。
实验连接线及插座：强、弱电连接线及插座分开，不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。
（6）定时器兼报警记录仪
平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、提前提醒后切断电源等功能，还可以自动记录由于接线或操作错误所造成的告警次数。
（7）控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内，设有两根钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设有3芯插座，挂箱的供电由这些插座提供。控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。
2、固定电机导轨、测速系统及智能数显转速表   
3、三相可调电阻（每组900Ω×2/0.41A）
4、晶闸管主电路
    提供12只5A/1000V的晶闸管，分成正、反桥两组，每只晶闸管均设有保护装置，晶闸管可通过外加信号进行触发（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一只，正反偏，精度1.0级，带镜面直流电流表±2A，正反偏，精度1.0级一只，平波电抗器一组（0，200mH，700mH）。
5、晶闸管触发电路实验
    提供单结晶体管触发电路、正弦波同步移相触发电路、锯齿波同步移相触发电路、单相交流调压触发电路及TCA785集成触发电路共五种触发电路。
6、三相晶闸管触发电路
    提供三相触发电路、功放电路等，与晶闸管主电路配套使用。
7、电机调速控制实验
提供以下模块：给定（带数显）、调节器I、转速变换（FBS）、调节器II、反号器（AR）、电流变换（FBC），电压隔离器（TVD）等。其中调节器I和调节器II的比例增益由电位器调节。提供以下模块：零电平检测（DPZ）、转矩极性鉴别（DPT）、逻辑控制（DLC）。
8、给定及实验器件
提供给定（±15V可调电压输出）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连成三角形接法）、二极管等。
9、电力电子器件特性实验
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，可测定其特性曲线。
10、可调电阻、电容箱
    提供耐压AC63V的可调电容三组，调节范围为0.1～11.37µF，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。
11、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、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、单相交直交变频原理电路
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。
14、双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统
提供了DC/DC变换电路实验的主电路和控制电路，采用LEM传感器作为电流检测，电力电子器件为IGBT，控制电路采用PWM控制集成电路SG3525，挂箱面板上还提供了所需的观测孔。
15、直流发电机 （220V、250W、1500r/min）
16、直流并励电动机 （185W，220V，1500r/min）
17、三相线绕式异步电动机：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min
18、线绕式异步电机起动与调速电阻箱
提供0、2欧、5欧、15欧四档同轴联调的三相绕线异步电动机转子起动、调速电阻一组。
19、实验连接导线：
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。
20、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,结构坚固，形状似长方体封闭式结构，造形美观大方；设有两个大抽屉、柜门，用于放置工具、存放挂件及资料等。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。
六、可完成的实验项目
1.单结晶体管触发电路实验
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.单相半波可控整流电路实验
6.单相桥式半控整流电路实验
7.单相桥式全控整流及有源逆变电路实验
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
10.三相半波有源逆变电路实验
11.三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
12.单相交流调压电路实验
13.三相交流调压电路实验
14.SCR/GTO/MOSFET/GTR/IGBT电力电子器件特性实验
15.单相正弦波脉宽调制（SPWM）逆变电路原理实验
16.全桥DC/DC变换电路（IGBT）
17.单相半波可控整流电路实验
18.晶闸管直流调速系统主要单元的调试
19.带电流截止的转速单闭环不可逆直流调速系统
20.单闭环（电压/电流/转速）不可逆直流调速系统
21.电压、电流双闭环不可逆直流调速系统
22.转速、电流双闭环不可逆直流调速系统
23.逻辑无环流可逆直流调速系统
24.双闭环可逆直流脉宽PWM调速实验（H桥/IGBT）
25.双闭环三相异步电机调压调速系统实验(SCR)
26.双闭环三相异步电机串极调速系统实验(SCR)
七、设备清单列表

序号	名      称	数 量
1	电源控制屏	1件
2	实验桌	1张
3	固定电机导轨、测速系统及智能数显转速表	1件
4	三相可调电阻（每组900Ω*2/0.41A）	1件
5	晶闸管主电路	1件
6	晶闸管触发电路	1件
7	三相晶闸管触发电路	1件
8	电机调速控制实验	1件
9	给定及实验器件	1件
10	电力电子器件特性实验	1件
11	可调电阻器，电容器	1件
12	单相调压与可调负载	1件
13	变压器实验	1件
14	单相交直交变频原理	1件
15	双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统	1件
16	直流发电机	1台
17	直流并励电动机	1台
18	三相线绕式异步电动机	1台
19	线绕式异步电机转子专用箱	1台
20	高可靠护套结构实验连接线及配件	1套