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電力電子技術與自動控制系統(tǒng)

一、MY-402G電力電子技術與自動控制系統(tǒng)-概述：
該實驗臺是根據(jù)《維修電工（高級）》（中國勞動社會保障出版社出版）培訓教材中關于電力電子與自動控制部分的技能培訓要求，吸收國內(nèi)同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢精心研制而成。它不僅涵蓋了各職業(yè)院校、高級技校所開設的《電力電子技術》、《半導體變流技術》、《直流調(diào)速系統(tǒng)》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》等專業(yè)課程所要求的主要實驗項目，還可以用于對從業(yè)人員進行崗位培訓、就業(yè)培訓以及各省、市的維修電工培訓和鑒定考核使用。

二、裝置特點：
1、體現(xiàn)“工程環(huán)境”理念，效仿生產(chǎn)現(xiàn)場實際：系統(tǒng)應從相關工業(yè)產(chǎn)品移植而來，可很好實現(xiàn)對學生能力（波形分析和系統(tǒng)調(diào)試能力）的培養(yǎng)和技術知識的應用。
2、各個系統(tǒng)的配置合理：各個系統(tǒng)采用的元件、觸發(fā)（驅(qū)動）電路、主電路、控制方式、控制對象及保護環(huán)節(jié)等，應能概括當前工業(yè)上的技術應用，內(nèi)容豐富多樣，體現(xiàn)了“典型性、先進性、實用性和可行性”的要求，能引起學生興趣，能使學生獲得很大的收獲。
3、元件與單元電路性能實驗，在小系統(tǒng)環(huán)境中進行：這樣有利于學生理解該元件和該單元用于何處、它們的性能對整個系統(tǒng)的影響，有利于學生知識的鞏固和實際應用。
4、本裝置通過隔離變壓器供電，而且具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準，確保人身安全。
三、裝置的配置說明：
1、電源控制屏
   （1） 交直流電源：
三相四線（或五線）電網(wǎng)輸入經(jīng)電源總開關漏電保護器（容量10A，漏電動作電流≤30mA，動作時間≤0.1S）和交流接觸器再到三相隔離變壓器給實訓設備供電；通過起動、停止、急停按鈕控制交流接觸器，設有供電指示燈及缺相指示。
交流電源輸出處設有過流保護裝置，當相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調(diào)換保險絲帶來的麻煩，并具有過流聲光告警�？刂破恋墓╇娪扇嚯娋W(wǎng)經(jīng)三相漏電保護開關、電網(wǎng)電壓指示表、熔斷器、啟/停按鈕控制交流接觸器輸出，具有漏電聲光告警、過流保護等功能，同時配有一只急停按鈕。
（2）同步變壓器:一組三相同步變壓器，220V/15V 1只。
（3）交流電參數(shù)表
①測量范圍0～500V，量程自動切換，三位半數(shù)顯，精度0.5級，輸入阻抗10MΩ。
②交流數(shù)字電流表1只，測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，。
（4）交直流電源、直流儀表
提供～220V/24V、20V、±15V、±12V、±5V，100VA直流電源（具有短路及過載保護功能），不控整流元件，單相同步變壓器（包括～220V/、～30V、～15V、雙～7V）、給定顯示與0～±15V給定，直流300V/0中零表一只、2A中零表一只。
1）直流數(shù)顯電壓表1只，測量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，精度為0.5級，輸入阻抗為10MΩ。
2）直流數(shù)顯毫安表1只，測量范圍0～2000mA，三位半數(shù)顯,精度為0.5級，設有短路保護措施。
3）直流數(shù)顯安培表1只，測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度為0.5級，具有短路保護措施。
2、實訓桌：
實訓桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)，造型美觀大方；設有抽屜、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寬敞舒適的工作臺面。實訓桌底部裝有移動的萬向輪，
3、電力電子器件特性實驗：
提供BCR /TRIAC、SCR、MOSFET、IGBT、GTR新型電力電子器件，配合設備提供的輔助元件，可測定器件的參數(shù)，性能及工作特性曲線。
4、晶閘管觸發(fā)電路組件：
（3）提供以TCA785集成塊為核心的鋸齒波觸發(fā)電路，與晶閘管組合，可完成單相半波，全波，橋式整流電路及交流調(diào)壓電路實訓內(nèi)容。
5、直流（IGBT）斬波電路的性能研究。
  根據(jù)西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四版)中相關的直流斬波內(nèi)容而設計的；提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專用的PWM控制集成電路SG3525�？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚˙uck 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驗。
6、SPWM單相交直交變頻原理：
該掛件用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅(qū)動芯片的特點及其使用。能完成如下實驗項目：1、SPWM波形成的過程；2、交直交變頻電路在不同負載時的工作情況和波形，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)動芯片的工作特性。
7、半橋型開關穩(wěn)壓電源電路：
提供了半橋型開關穩(wěn)壓電源的主電路和控制電路，主電路中的電力電子器件為電力MOSFET管；控制電路采用專用PWM控制集成電路SG3525，采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案�？赏瓿�“開關電路在開環(huán)與閉環(huán)下負載特性的測試”以及“電源電壓波動對輸出的影響”等實訓內(nèi)容。直流輸出0～15V/2A，具有短路及過載保護功能。
8、三相集成觸發(fā)電路組件：
提供專用的集成觸發(fā)電路構(gòu)成的三相觸發(fā)電路、功放電路。
9、晶閘管及電抗器組件：
提供6只單向晶閘管，帶阻容保護電路，另提供0～700mH帶抽頭電抗器，分為100mH，200mH，700mH三檔。
10、燈組負載：
提供三只絲口型220V/ 25W彩色燈泡負載，可作為單、三相負載，實訓結(jié)果直觀。
11.可變電阻器：
提供阻值容量150W、1.5A 、0～90Ω/×2連續(xù)可調(diào)的瓷盤電阻器1只及150W 、0.5A 0～900Ω/×2連續(xù)可調(diào)的瓷盤電阻1只，電阻接線端均已連接至操作面板上，可方便地組合串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等多種方式使用，可在0.5A、1A、1.5A、3A不同電流要求的負載下使用。
12、步進電機的驅(qū)動運行電路：
提供56系列兩相混合式步進電機一只，帶轉(zhuǎn)盤標志，提供開關電源，脈沖發(fā)生器，驅(qū)動器等步進電機驅(qū)動系統(tǒng)一套。
13、交流伺服電機及驅(qū)動系統(tǒng);
提供交流伺服電機及伺服驅(qū)動器一套。
14、旋轉(zhuǎn)變壓器中頻電源及實驗部件:
提供0～70V/400Hz連續(xù)可調(diào)的中頻電源（帶電壓輸出監(jiān)視）及旋轉(zhuǎn)變壓器一只。旋轉(zhuǎn)變壓器型號：36XZ20-5；電壓比：0.56；電壓： 60V；頻率：400Hz，激勵方：定子，空載阻抗；2000Ω，絕緣電阻：≥100MΩ，精度：1級。
15、自整角機實驗裝置
提供接收機1只：型號BS-404A、提供發(fā)送機1只：型號BD-404A-2。
激磁電壓： 220V±5%；激磁電流0.2A，次級電壓49V，頻率50HZ
16、直流他（并）勵電動機
17、傳感器實驗箱1套具體參數(shù)見附件一
18、實訓連接線及配件：
根據(jù)不同實訓項目的特點，配備兩種不同的實訓聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插連接線，里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實訓的安全及合理性。
四、可完成的實訓內(nèi)容：
1、電力電子器件參數(shù)/性能與波形的測定：
（1）晶閘管（SCR）
（2）雙向晶閘管（TRIAC）
（3）電力晶體管（GTR）
（4）場效應管（MOSFET）
（5）絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）
2、電力電子器件觸發(fā)（驅(qū)動）單元電路的測試
（1）西門子TCA785集成鋸齒波觸發(fā)電路（晶閘管/雙向晶閘管觸發(fā)電路）
（2）PWM觸發(fā)電路（SG3525）（IGBT/MOSFET觸發(fā)驅(qū)動電路）
（3）三相晶閘管集成脈沖列觸發(fā)電路（在實訓單元完成）
（4）IGBT（M57959L）專用集成驅(qū)動電路
3、電力電子電路實驗/實訓
（1）單相晶閘管可控半波整流電路
（2）單相晶閘管半控橋式整流電路
（3）單相晶閘管全控橋式整流電路
（3）三相晶閘管可控半波整流電路
（4）三相晶閘管半控橋式整流電路
（5）三相晶閘管全控橋式整流電路
（6）單相（雙向晶閘管）交流調(diào)壓電路
（7）三相交流調(diào)壓電路
（8）直流（IGBT）斬波電路的性能研究：降壓斬波電路（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驗。
（9）PWM控制（MOSFET）開關型穩(wěn)壓電源電路
（10）單相SPWM控制（IGBT）交直交變頻原理實驗
4、傳感器的使用電路（至少包含客戶提出的以下實驗，具體實驗內(nèi)容見附件）
傳感器實驗：（1）應變片特性實驗（2）壓阻式壓力傳感器實驗（2）差動變壓器實驗（4）電容式傳感器實驗（5）電渦流傳感器實驗（6）熱電偶實驗
（7）熱敏電阻實驗（8）霍爾式傳感器實驗（9）磁電式傳感器實驗
5、微控制電機實驗/實訓
（1）步進電機控制實驗（步進電機的認識，控制及驅(qū)動器參數(shù)的設置）
（2）旋轉(zhuǎn)變壓器實驗（旋轉(zhuǎn)變壓器的原理/認識及控制與運行）
（3）自整角機實驗（自整角機接收機/發(fā)送機的原理/認識及控制與運行）
6、排故實訓
（4）可控整流電路連接：單相、三相、半波、全波
（5）某型230V整流電源故障排除訓練，至少可計算機設置5個故障點
（6）直流/交流伺服電機調(diào)速實訓
7、研究型實驗
（1） PMSM三閉環(huán)FOC矢量控制
（2）異步電機VF控制、
（3）異步電機矢量控制、
（4）BLDC方波控制、
（5）BLDC正弦波FOC矢量控制

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