?sh)力与?sh)子专业的技术实验台研发
发表旉Q?009-10-15
?要:(x) 为满?A target=_blank>数控机床实训讑֤的单设课的教学要求,我校q行?jin)?sh)力电(sh)子技术实验装|的自主研发Q吸取市(jng)售品设备优点,参考了(jin)本校最新科研成果,开发了(jin)C代电(sh)力电(sh)子技术实验装|M思\是,采用挂箱式结构,可能兼容生产厂家的L屏供?sh)设备,做到不改动或者最改动厂家的实验q_卛_直接使用Qƈ且自制装置兼顾实用性、基性、先q性、易l护性和可拓展性,L多种创新性解x案,q具备从内到外的整套技术图U及(qing)器g购买机械陈列?/A>渠道Q具有可生性?/P>
关键词:(x) ?sh)力电(sh)子Q实验装|;实验讑֤
??sh)力电(sh)子技术”是甉|工程与自动化专业重要的专业技术基评Qؓ(f)?jin)突出实践能力的培养和徏立面向行业的工程能力培养的实验教学理?[1-3] Q体现“注重素质,注重l合Q注重创新?[4] Q我校将?sh)力电(sh)子技术实验单独设课,单独机械原理陈列?/A>考核?
我们发现?jng)售产品不能满单独设课的教学要求,军_立自nQ从实验讑֤入手q行攚wQ其主要原因是缺控制电(sh)路和ȝ(sh)路的支\甉|相关试点,仅能完成开环控?A target=_blank>教学挂图 Q而且没有基本的电(sh)力电(sh)子变换器实验挂箱?
译֠教学中的单端正激和单端反Ȁ?sh)\是最基本的隔d?sh)力电(sh)子变换器拓扑是重点内容之一Q而著名的生?sh)力电(sh)子实验教?仪器 的厂Ӟ却没有该cd的实验挂?
因此Q我们认为有必要自主研发实验装置Q吸取厂家设备优点和本单位最新科研成果,开发新一代电(sh)力电(sh)子实验设备,最l研制出7U实验挂?
1 自制讑֤的设计思想
我校讑֤自制的M思\是,使自制装|兼֮用性、基性、先q性、易l护性和可拓展性,L多种创新性解x案,q具备从内到外的整套技术图U,h可生产性?
在实验内容上要注重实验教学的pȝ性,而且要合理设|观点Q充分兼主?sh)\与控制电(sh)路的实验研究内容。实验讑֤可同时观研I主?sh)\内容、控制电(sh)路内容及(qing)闭环反馈内容 [5] ?
2 具体实施Ҏ(gu)
Q?Q确定研制实验挂q重点
“电(sh)力电(sh)子技术”课E内容主要分Z大部分:(x)以晶闸管Z表的传统?sh)力电(sh)子部分和以全控器gZ表的C?sh)力电(sh)子部分。现在,以高频变换ؓ(f)主要特征的现代电(sh)力电(sh)子技术逐渐成ؓ(f)技术核?j),新的拓扑l构和控制方法成?A target=_blank>?sh)工电(sh)子电(sh)力拖动实验室设?/A>研究最为活跃的方向。ؓ(f)适应q种发展势Q高频功率电(sh)子学已作为我校实验实跉|学的重点内容?
因此Q我校自制的实验挂箱Q除?jin)基性的相控整流部分外,其余自制挂箱都是各种高频变换DC-DC变换器?
Q?Q兼Ҏ(gu)安全性实施方?
Z(jin)兼容生厂家的主控屏供电(sh)讑֤Q我们开发的甉|挂箱作ؓ(f)W二U供?sh)设备。这栯使挂里不再使用二次甉|Q还避免?jin)挂内高压늚转换Q输人的?sh)压也都是低压?sh)Q彻底解决了(jin)?sh)工模?sh)数电(sh)甉|控制实验室设?/A>安全性问题。这也就解决?jin)强制性安全认证只存在于电(sh)源挂׃U设备中的问题?
Z(jin)q一步解军_全问题,在开发电(sh)源挂时Q我们采用了(jin)l过安全认证的开关电(sh)源做Z甉|。但׃开关电(sh)源的噪声?sh)压q度太高Q会(x)Ҏ(gu)正常采样信号Q我们采用了(jin)环构成的共模噪声抑制电(sh)路和R-C低通o(h)波器l合抑制高频噪声Q此Ҏ(gu)术已h权的实用新型专利 [6] ?
Q?Q相控整实施方?
在驱动电(sh)路的设计中,变换实训讑֤不同接线可改变不同相控整主?sh)\拓扑Q一个挂ppȝ性完成两个不同主?sh)\性能研究。触发角度在Uȝ范围内全E连l变化,可细致观和控制相关所有特性?
挂箱可完成的实验cd有,三相半L可控整流?sh)\?qing)其触发电(sh)\实验研究和三相桥式全控整电(sh)路及(qing)其触发电(sh)路实验研I?
各实验类别可完成实验内容包括Q①全面_l致研究ȝ(sh)路和触发?sh)\工作情况Q②比较不同负蝲性质工作情况Q③研究外特性;④比较不同拓扑结构工作的异同?
Q?Q直-直变换器M实施Ҏ(gu)
?直变换器内容实施Ҏ(gu)为面板引U设计中保能反映主?sh)\、控制电(sh)路及(qing)闭环反馈的内容,在确保进行基性实验研I的同时Q拓展到l合性提高研I和设计性实验研I。可完成实验cd有:(x)①BUCK变换器主?sh)\?qing)控制?sh)路实验研IӞ②BOOST变换器主?sh)\?qing)控制?sh)路实验研IӞ③单端正Ȁ变换器主?sh)\?qing)控?A target=_blank>?sh)工电(sh)子实验室设?/A>实验研究Q④单端反激变换?A target=_blank>教学讑֤ȝ(sh)路及(qing)控制?sh)\实验研究?
其实验研I包括如下层ơ?
①基性实验研IӞ包括能细致观研I主?sh)\、控制电(sh)路及(qing)闭环反馈的内容,q进行全面分析?
②提高?A target=_blank>汽RN模拟?/A>实验研究Q包括改变控刉率观察电(sh)连l点和断l点的{化及(qing)?sh)\性能实验Q已h专利授权 [7] Q、研I吸收电(sh)路和~冲?sh)\作用的实验以?qing)通过改变关键部g变压器变比参数研I主?sh)\性能变化的实验?
③设计性实验研Iؓ(f)可自L变关键部件电(sh)感参数变压器参数q行性能变化研究。如?所C,从厂家购买的L屏供늳l对自制的直电(sh)源挂p行供?sh),再由该挂对自制的BUCK变换器实验挂׃c(din)BUCK 变换?汽R教学讑֤实验挂箱面板上包含主?sh)\实验内容、控制电(sh)路驱动电(sh)路实验内容和闭环反馈的内宏V其所带负载ؓ(f)自制的挂p载?
3 自制实验挂箱的特?
Q?Q实验模块不仅可以进行验证性实验,而且可以q行一定的研究性实验。例如实验模块可以通过改变控制?sh)\的振荡频率PWM波信号实现变频,使电(sh)(f)界连l点发生改变Q从而在不改变硬件电(sh)路(ȝ(sh)路)(j)的情况下Q观到甉|q箋QCCMQ和甉|断箋QDCMQ工作情늚转化Q有利于全面分析?sh)\性能Q深入理?A target=_blank>汽R教学模型?sh)\工作原理?
Q?Q实验模块不仅可以进行变换器的开环实验,而且可以q行闭环实验研究。该模块除了(jin)?jng)售电(sh)力电(sh)子实验讑֤的主电(sh)\实验功能外,q具备了(jin)其不能完成的控制?sh)\实验?
Q?Q增加了(jin)E控C教?/A>控制?sh)\中关键点?sh)压波Ş的检点?qing)主电(sh)\中主要支路电(sh)L形的(g)点Q以同时观测研究ȝ(sh)路、控制电(sh)路及(qing)闭环反馈的状态?
Q?Q在信号(g)点上采用了(jin)透明整R教学模型技术,即不影响对信L(fng)观测Q又可以防止学生误接Uѝ误操作D讑֤的损坏,提高?jin)实验设备的可靠性?
Q?Q合理设计实验挂接U布局Q大大提高了(jin)其扩展性能?
Q?Q实验台采用l过安全认证的开关电(sh)源,可以保障实验讑֤的安全性?
4 l语
我校?sh)力电(sh)子实验自制讑֤投入q行两年多时间中Q面?A target=_blank>机电(sh)一体化数控~程实验室设?/A>专业学生开放,受益q千人。可以采用计划安排、主、集体预U和学生个h预约三种模式完成实验。兄弟院校的本科实验教学也因此受益,受到?jin)高度评仗实践表明,自制实验装置对培d生的实践能力起到?jin)良好作用? 信息来源Q?/div>
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