HYK-860A型電力電子技術(shù)實訓(xùn)裝置
一、概述
電力電子技術(shù)綜合實驗臺主要是用于機電及自動化各專業(yè)的如下專業(yè)課程:電機原理與電力拖動(電機與電氣控制),電力電子技術(shù)(功率電子技術(shù)),電氣傳動控制系統(tǒng)(運動控制系統(tǒng))等的實驗教學工作,應(yīng)能夠擔負完成相關(guān)實驗教學任務(wù),并擁有足夠擴展自由度,以適應(yīng)未來進一步的深化研究要求。
二、產(chǎn)品特點
1、采用固定式模塊(負載、交直流電源、質(zhì)量重的模塊采用固定式結(jié)構(gòu))和掛箱式模塊相結(jié)合的獨特結(jié)構(gòu)設(shè)計,不僅減少了老師實驗前的準備工作強度,也為實驗臺功能的擴展提供了方便。(目前市場上大多采用掛箱式模塊,每次更換實驗時,需要更換多個實驗箱,老師的勞動強度不可忽視)
2、該實驗臺在完成傳統(tǒng)的實驗項目的同時,突出對現(xiàn)代電力電子器件和現(xiàn)代控制理論的研究。整個現(xiàn)代電力電子及電氣傳動實驗分成三大部分:器件的研究、線路的研究、系統(tǒng)的研究。
線路主要有Buck-Boost電路、開關(guān)電源、單相交流調(diào)壓電路等。
學生通過完成以上實驗,能對各種器件在不同的場合的應(yīng)用有了深刻的了解,對目前流行的各種線路均能熟練掌握,直至能夠獨立地設(shè)計各種線路甚至系統(tǒng)。
實驗裝置設(shè)置了完善的人身安全和設(shè)備安全保護功能。設(shè)備的交流電源的輸出設(shè)計了過流保護功能,并在各觸發(fā)脈沖觀察孔端設(shè)有高壓保護電路,功率器件設(shè)有安全保護線路。為了不使強電信號加入弱電電路中,采用了三種實驗導(dǎo)線,使學生接線時高低壓線路不會插錯,而導(dǎo)致低壓電路的損壞。
三、產(chǎn)品技術(shù)條件
1、整機容量:<1.5kVA;
2、工作電源:~3N/380V/50Hz/3A;
3、尺 寸:1800mm*720mm*1500mm
4、重 量:<150kg
四、完成的實驗項目
1、電力電子技術(shù)(傳統(tǒng)的整流)
(1)單結(jié)晶體管同步移相觸發(fā)電路實驗
(2)正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗
(3)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗
(4)TCA785觸發(fā)電路實驗
(5)單相半波整流電路實驗
(6)單相橋式半控整流電路實驗
(7)單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
(8)晶閘管三相半波有源逆變電路的研究
(9)三相半波可控整流電路實驗
(10)三相橋式半控整流電路實驗
(11)三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
(12)單相交流調(diào)壓電路實驗
(13)三相交流調(diào)壓電路實驗
2、電力電子器件實驗(全控型器件特性部分)
(14)單向晶閘管(SCR)特性實驗
(15)可關(guān)斷晶閘管(GTO)特性實驗
(16)功率場效應(yīng)管(MOSFET)特性實驗
(17)電力晶體管(GTR)特性實驗
(18)絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實驗
3、電力電子技術(shù)(全控型器件典型線路部分)
(1)直流斬波電路(Buck、Cuk、Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta等六種電路)的性能研究
五、產(chǎn)品技術(shù)功能說明
1、實驗臺的安全保護說明
1)設(shè)備的人身安全保護
◆三相隔離變壓器的浮地保護,將實驗用電與電網(wǎng)完全隔離,對人身安全起到有效的保護作用;
◆三相電源輸入端設(shè)有電流型漏電保護器,設(shè)備的漏電流大于30mA即可斷開開關(guān),符合國家標準對低壓電器安全的要求;
◆三相隔離變壓器的輸出端設(shè)有電壓型漏電保護,一旦實驗臺有漏電壓將會自動保護跳閘。
◆強電實驗導(dǎo)線采用全塑封閉型手槍式導(dǎo)線,導(dǎo)線內(nèi)部為無氧銅抽絲而成發(fā)絲般細的多股線,質(zhì)地柔軟,護套用粗線徑、防硬化化學制品制成,插頭采用實芯銅質(zhì)件,避免學生觸摸到金屬部分而引起的雙手帶電操作觸電的可能。
2)設(shè)備的安全保護體系
◆三相交流電源輸出設(shè)有電子線路及保險絲雙重過流及短路保護功能,其輸出電流大于3A即可斷開電源,并告警指示;
◆晶閘管的門陰極和各觸發(fā)電路的觀察孔設(shè)有高壓保護功能,避免學生誤接線;
◆實驗臺采用三種實驗導(dǎo)線,相互間不能互插,強電采用全塑型封閉安全實驗導(dǎo)線,弱電采用金屬裸露實驗導(dǎo)線(其實芯銅直徑大于強電導(dǎo)線),觀察孔采用2#實驗導(dǎo)線,避免了學生誤操作將強電接到弱點的可能;
◆實驗臺交直流電源設(shè)有過流保護功能。
2、控制屏技術(shù)說明
1)HYPE-02實驗桌
實驗桌為鋁合金結(jié)構(gòu),桌面采用高密度度防腐防火板。造型美觀大方,設(shè)有兩只抽屜和存放柜,用于置放工具,掛箱及資料等。實驗桌設(shè)有四個輪子,便于移動和固定,有利于實驗室布置。
2)HYPE-01電源控制屏
◆ 三相交流電源:通過工業(yè)旋鈕波段開關(guān)切換分別輸出三相220V和240V交流電源,給直流調(diào)速和交流調(diào)速提供輸入電源,帶過流保護。該電源經(jīng)過電流型漏電保護、三相隔離變壓器、電壓型漏電保護等安全保護電路后供學生實驗用電。
3)HYPE-01A輔助功能屏
◆電機勵磁電源:提供一組直流電機勵磁電源,具有獨立電源開關(guān)并配有一只數(shù)字電壓表,方便以后升級電機調(diào)試實驗。
◆電抗器:提供直流調(diào)速實驗中需要的平波電抗器及RC濾波,平波電抗器采用中心抽頭方式,分別為50mH、100mH、200mH、700mH.在電流小于1.5A 時保持線性。電抗器還能作為電力電子技術(shù)實驗中的電感負載。
◆直流穩(wěn)壓電源:提供±15V/1A直流穩(wěn)壓電源;24V/2A直流穩(wěn)壓電源一組。具有獨立開關(guān)并設(shè)有短路保護、過流保護等。
◆三相變壓器:作為串級調(diào)速系統(tǒng)和有源逆變線路中的逆變變壓器。
◆三相可調(diào)電阻:提供可調(diào)電阻90-1000W/1A一組,供發(fā)電機負載電阻和其它實驗阻性負載用以及作為電機起動電阻用。
4)其它:提供多功能單相三芯電源插座2只。
3、常用實驗部件的技術(shù)說明
1)YB10交流數(shù)字電壓表
交流電壓表三只:具有通信接口、具有多檔位自動量程、工業(yè)級柜裝48mm*96mm、精度:0.5級、量程:0-500V、顯示單位:V,帶RS485通訊協(xié)議。內(nèi)置TVS保護電路;通信地址即通信波特率可通過輕觸面板按鍵修改/查詢信地址0位廣播地址,非常方便學生實驗時學習通訊實驗,可使用地址為1~255,通信波特率可選擇為1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。
2)YB11交流數(shù)字電流表
交流電流表三只:具有通信接口、具有多檔位自動量程、工業(yè)級柜裝48mm*96mm、精度:0.5級、量程:0-5A、顯示單位:A,帶RS485通訊協(xié)議。內(nèi)置TVS保護電路;通信地址即通信波特率可通過輕觸面板按鍵修改/查詢信地址0位廣播地址,非常方便學生實驗時學習通訊實驗,可使用地址為1~255,通信波特率可選擇為1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。
3)HYPE-10A晶閘管觸發(fā)電路Ⅰ組件
提供TCA785集成觸發(fā)電路,鋸齒波同步觸發(fā)電路、正弦波同步觸發(fā)電路引出各觀察孔,使學生能夠直觀的了解各種觸發(fā)電路的工作原理過程,每個觸發(fā)電路的觸發(fā)信號分別已經(jīng)連到對應(yīng)的晶閘管,操作方便安全。
4)HYPE-11A三相觸發(fā)電路Ⅰ組件
觸發(fā)電路:采用數(shù)字集成電路,抗干擾能力強,三相脈沖間隔均勻,一致性好,產(chǎn)生雙窄脈沖,脈沖移相范圍為0-160°。在面板上可觀察三相同步電壓的六個脈沖波形,并通過“Uct”端對a角進行控制。另有兩脈沖控制端“Ublr”、和”Ublf”,分別對I、II組脈沖放大電路進行控制并配有電流反饋與過流保護,可用于電流閉環(huán)實驗。
5)HYPE-12三相晶閘管主回路組件
主回路:由12只可控硅,平波電抗器,RC吸收回路組成??煽毓璨捎蒙虾U髌鲝S生產(chǎn)的6A/800V金屬封裝,過載能力強、可靠性高、干擾能力強的可控硅。觸發(fā)電路通過琴鍵按鈕進行控制。
直流電壓表:提供測量范圍±300V電壓表1只。
直流電流表:提供測量范圍±2A電流表1只。
6)HYPE-14功率器件
此實驗箱實驗項目除含GTR、MOSFET、IGBT、GTO等器件的驅(qū)動電路和開關(guān)特性研究外,還可對快恢復(fù)二極管、高速光耦、電感等在電力電子線路中的應(yīng)用進行分析。面板設(shè)計時,留有較多的波形觀察孔,通過改變線路參數(shù),方便學生分析各工作點的情況以及了解參數(shù)改變對器件特性的變化。線路設(shè)計時,遵循先易后難,先分離后集成的原則,挑選了幾種常見的、比較具有實用價值的驅(qū)動電路,使學生可學以致用。
7)HYPE-15直流斬波電路
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??赏瓿山祲簲夭娐?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。所有電路采用分立元件學生通過自己搭建進行實驗。
8)HYPE-10C晶閘管觸發(fā)電路組件
提供給定電壓、6只二極管組成的三相橋式整流電路以及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路引出各觀察孔,使學生能夠直觀的了解各種觸發(fā)電路的工作原理過程,每個觸發(fā)電路的觸發(fā)信號分別已經(jīng)連到對應(yīng)的晶閘管,操作方便安全。
9)HYPLC-04變頻器掛箱
配置三菱變頻器FR-D720S-0.4KW,電源類型:單相AC220V;功率:0.4KW輸出頻率范圍:0.5至120Hz;控制方式:可選樣V/F控制或自動轉(zhuǎn)矩控制擴充PID,三角波功能;帶安全停止功能。
4、HYPJ-01實驗導(dǎo)線
實驗連接導(dǎo)線采用高可靠全封閉手槍插型式,內(nèi)部為無氧銅抽絲而成發(fā)絲般細的128股線,質(zhì)地柔軟,護套用粗線徑、防硬化化學制品制成,插頭采用實芯銅質(zhì)件。
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