HYDD-505型現代電力電子技術(shù)實(shí)驗裝置
一、產(chǎn)品概述
HYDD-505型現代電力電子技術(shù)實(shí)驗臺 依據《電力電子技術(shù)》《半導體變流技術(shù)》教材實(shí)驗大綱的要求，吸收國內、外同類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗室的現狀和發(fā)展趨勢，對原電力電子技術(shù)及電機控制實(shí)驗裝置 ” 在外形、功能上進(jìn)行優(yōu)化組合，精心研制而成。 本裝置涵蓋了各高等院校等所開(kāi)設的“電力電子技術(shù)”、“半導體變流技術(shù)”等專(zhuān)業(yè)課程所要求的實(shí)驗項目。
二、技術(shù)性能
1 、輸入電源 : 三相四線(xiàn) ( 或三相五線(xiàn) 380V±10 ％ 50HZ)
2 、工作環(huán)境 : 溫度 -10℃ － + 40℃ 相對濕度＜ 85 ％（ 25℃ ） 海撥＜ 4000m
3 、裝置容量：＜ 1000W
4 、外形尺寸： 155×79.5× 147 cm 3
三、裝置的基本裝備
1 、 DX-01 電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質(zhì)面板）
（ 1 ）交流電源（帶有過(guò)流保護措施）
提供交流電源：三相交流電源 (220V/ 1.5A )
（ 2 ）高壓直流電源
直流電源：輸出 220V/ 0.5A ，具有輸出短路保護。
（ 3 ）數字式儀表
1 ．交流數字電壓表：可通過(guò)其下方的波段開(kāi)關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線(xiàn)電壓，精度 1.0 級；
2 ．真有效值交流數字電壓表一只：測量范圍 0 ～ 500V ，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度 0.5 級，三位半數顯，為交流調速系統提供電壓指示。
3 ．真有效值交流數字電流表一只：測量范圍 0 ～ 5A ，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度 0.5 級，三位半數顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，為調速系統提供電流的指示；
4 ．直流數字電壓表一只：測量范圍 0 ～ 300V ，三位半數顯，輸入阻抗為 10M Ω ，精度 0.5 級；
5 ．直流數字電流表一只：測量范圍 0 ～ 5A ，三位半數顯，精度 0.5 級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。
（ 4 ）帶鏡面的指針表：直流電壓表（測量范圍 0 ～ ±300V ，為中零式，精度為 1.0 級）直流電流表（測量范圍 0 ～ ± 2A ，為中零式，精度為 1.0 級）
（ 5 ）三相可調電阻（ 90Ω×2/ 0 .41A 一個(gè) 、 900Ω×2/ 0 .41A 兩個(gè)）
（ 6 ）平波電抗器：提供 100mH 、 200mH 、 700mH 電感，在 1A 下保持線(xiàn)性。
（ 7 ）給定： ±15V 可調電壓輸出，帶數顯，指示輸出電壓。
（ 8 ）單相調壓：提供了一只 0 ～ 250V/0.5KVA 單相交流自耦調壓器，為相應的實(shí)驗提供可調交流電源，并帶過(guò)流保護。
（ 9 ）三相整流濾波電路：可對單相及三相交流電源進(jìn)行整流和濾波，具有輸出短路保護。
（ 10 ）變壓器：提供三相芯式變壓器一個(gè)（該變壓器有 2 套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為 127V/63.6V/31.8V ），用于三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗。
（ 11 ）人身安全保護體系
三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過(guò)三相漏電保護器，然后經(jīng)鑰匙開(kāi)關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。
電壓型漏電保護器 1 ：對隔離變壓器前的線(xiàn)路出現的漏電現象進(jìn)行保護，使控制屏內的接觸器跳閘，切斷電源。
電壓型漏電保護器 2 ：對隔離變壓器后的線(xiàn)路及實(shí)驗過(guò)程中的接線(xiàn)等出現的漏電現象進(jìn)行保護，發(fā)出報警信號并切斷電源，確保人身安全。
電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現象，漏電流超過(guò)一定值，即切斷電源。
實(shí)驗連接線(xiàn)及插座：強、弱電連接及插座分開(kāi)，不能混插。強電連接線(xiàn)及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
（ 12 ）實(shí)驗管理器
具有設定實(shí)驗時(shí)間、定時(shí)報警、切斷電源等功能；還可以自動(dòng)記錄與區分由于接線(xiàn)或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
（ 13 ）控制屏其它設施
控制屏正面大凹槽內，設有兩根方型不銹鋼管，可掛置實(shí)驗部件，凹槽底部設有 7 芯、 3 芯等插座， 掛件的供電由這些插座提供�？刂破羶蓚仍O有單相三極 220V 電源插座及三相四極 380V 電源插座。
2 、 DX02 實(shí)驗桌
實(shí)驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板 , 結構堅固，形狀似長(cháng)方體結構，造形美觀(guān)大方；設有兩個(gè)大抽屜，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(gè)寬敞舒適的工作臺面。實(shí)驗桌還設有四個(gè)萬(wàn)向輪和四個(gè)固定調節機構，便于移動(dòng)和固定，有利于實(shí)驗室的布局。配有示波器擱板。
3 、 DX03 三相可控整流電路（一）
提供 6 只 5A /1000V 的晶閘管，每只晶閘管均設有 RC 吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實(shí)驗。
三相觸發(fā)電路由 KC04 、 KC41 、 KC42 、 4066 等集成電路組成，可通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)選擇雙窄脈沖或寬脈沖，同時(shí)提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。
4 、 DX04 晶閘管觸發(fā)電路（一）
提供單結晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗。
5 、 DX05 晶閘管觸發(fā)電路（二）
提供正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗、單相交流調壓觸發(fā)電路實(shí)驗及單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路實(shí)驗共三 種。
6 、 DX06 功率器件驅動(dòng)與保護電路（一）
主要是為完成新器件特性實(shí)驗提供電源、驅動(dòng)電路及 PWM 波形發(fā)生器。
（ 1 ）電源：為驅動(dòng)電路提供電源，包括 ±5V 、 ±15V 和 +20V 直流電源。
（ 2 ）驅動(dòng)電路：包括 MOSFET 和 IGBT 的驅動(dòng)電路。其中 IGBT 的驅動(dòng)電路采用專(zhuān)用芯片 EXB841 ，其它的由運放、門(mén)電路及分立元件組成。
（ 3 ） PWM 波形發(fā)生器：以 SG3525 為核心的 PWM 波形發(fā)生器主要是為新器件驅動(dòng)電路提供 PWM 驅動(dòng)波形，可以通過(guò)頻率調節旋鈕進(jìn)行頻率調節；通過(guò)占空比電位器來(lái)調節 PWM 波的占空比。頻率范圍分為 2 擋，通過(guò)鈕子開(kāi)關(guān)切換，高頻檔是為 MOSFET 和 IGBT 驅動(dòng)電路提供 PWM 波形，頻率調節范圍 4KHz ～ 10KHz ；低頻檔是為 GTR 和 GTO 驅動(dòng)電路提供 PWM 波形，頻率調節范圍 400Hz ～ 1KHz ；占空比可從 0% 調至 99% 。
7 、 DX07 功率器件驅動(dòng)與保護電路（二）
提供 GTO 和 GTR 的驅動(dòng)保護電路， PWM 信號和直流電源均從 PE14 上取。
8 、 DX08 單相交直交變頻原理
根據普通高等教育 “ 九五 ” 國家級重點(diǎn)教材王兆安，黃俊主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）的內容進(jìn)行開(kāi)發(fā)。用于展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生了解 SPWM 正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解 IGBT 管專(zhuān)用集成驅動(dòng)芯片的特點(diǎn)及其使用，能完成如下實(shí)驗項目： 1 ） SPWM 波形成的過(guò)程； 2 ）交直交變頻電路在不同負載（電阻，電感或電機）時(shí)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(zhuān)用集成驅動(dòng)芯片的工作特性。
9 、 DX09 DC/DC 變換電路
提供了 DC/DC 變換電路實(shí)驗的主電路和控制電路。電力電子器件為 IGBT ，控制電路采用 PWM 控制集成電路 SG3525 ，掛箱面板上還提供了所需的觀(guān)測孔。
10 、 DX10 半橋型開(kāi)關(guān)穩壓電源
提供了半橋型開(kāi)關(guān)穩壓電源的主電路和控制電路，主電路的電力電子器件為電力 MOSFET 管；控制電路采用專(zhuān)用 PWM 控制集成電路 SG3525 ，采用恒頻脈寬調制控制方案�？赏瓿� “ 開(kāi)關(guān)電路在開(kāi)環(huán)與閉環(huán)下負載特性的測試 ” 以及 “ 電源電壓波動(dòng)對輸出的影響 ” 等實(shí)驗內容。
11 、 DX11 直流斬波實(shí)驗
根據西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》 ( 第四版 ) 中相關(guān)內容而設計。提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專(zhuān)用的 PWM 控制集成電路 SG3525 �？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚� 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(shí)驗。
12 、 DX12 斬控式交流調壓電路
根據西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）中相關(guān)內容而設計，采用全控型器件 IGBT 管實(shí)現 “ 斬控式交流調壓實(shí)驗 ” 。
13 、 DX13 單相交流調壓 / 調功電路
根據西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）中相關(guān)內容而設計，實(shí)現單相交流調壓和交流調功的實(shí)驗內容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流調壓實(shí)驗中采用由雙向觸發(fā)二極管構成觸發(fā)控制電路；在交流調功實(shí)驗中采用由 555 時(shí)基電路組成觸發(fā)控制電路。
14 、 DX14 單端反激式隔離開(kāi)關(guān)電源
輸入交流電壓范圍為 50V ～ 200V ，輸出為三組直流電源，分別為 +5V 、 5A ； +12V 、 1A ； -12V 、 1A ，在輸入交流電壓和直流輸出負載變化時(shí)輸出電壓的變化率小于 0.3% 。
15 、 DX15 PS-ZVS-PWM 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)
主要包括 H 橋電路、控制電路和穩壓反饋電路，用于展現移相零電壓開(kāi)關(guān)的電路結構和工作原理。 H 橋電路有四只 MOSFET 管組成，控制電路采用全橋軟開(kāi)關(guān)電源移相 PWM 控制芯片 UCC3895 和驅動(dòng)芯片 HIP4081 組成，穩壓反饋電路由 TL431 等元件組成。
16 、 DX16 整流電路有源功率因數校正
主要有整流電路、升壓變換器、控制電路三部分組成�？刂齐娐凡捎霉β室驍悼刂菩酒� UCC3817N 和外圍元器件組成。追大輸出功率是 100W （ 200V±5% ， 0.5A ），工作頻率為 100KHz 。通過(guò)適當的連線(xiàn)可以完成下列實(shí)驗項目：
(1) 無(wú)濾波電容的整流電路帶純阻性負載的測試
(2) 有濾波電容的整流電路帶純阻性負載的測試
(3) 整流電路有源功率因數校正的測試
(4) 控制電路的波形測試，功率柵極控制信號觀(guān)察
(5) 整流電路有源功率因數校正電路的性能測試
17 、 DX17 實(shí)驗元器件
提供晶閘管（均設有 RC 吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作為過(guò)壓保護元件，內部已連成三角形接法）、二極管及燈座、 RC 吸收電路。
18 、 DX18 單端電流反饋他激式隔離開(kāi)關(guān)電源
采用專(zhuān)用集成電路 UC3844 作 PWM 控制器，可直接驅動(dòng) MOSFET 功率場(chǎng)效應管。通過(guò)與直流可調電源、負載的配合可展示電路原理，各點(diǎn)波形測試，輸入電壓和負載改變時(shí)的波形變化和性能測試等項目。
19 、 DX 19 升 、降壓與復合斬波電路
通過(guò) PWM 控制器與兩個(gè) IGBT 三極管，兩個(gè)二極管的簡(jiǎn)單聯(lián)結，配以發(fā)電機、電動(dòng)機的組合負荷，用雙蹤示波器能展示降壓電路的弟一象限電壓 - 電流圖，升壓電路的第二象限電壓 - 電流圖，復合電路的弟一、第二象限電壓－電流圖。同時(shí)能展示以上三種狀態(tài)下的續流、臨界斷流、斷流時(shí)的電壓、電流波形 ( 改變輸入電壓、改變 PWM 脈寬、改變負荷電機力矩 ) 。并可簡(jiǎn)單地聯(lián)結成升、降壓與復合電路，由于結構上的特點(diǎn)，實(shí)驗還可演示斬波電路電機負荷能耗制動(dòng)、回饋制動(dòng)等的實(shí)驗效果。
20 、 DX20 三相可控整流電路（二）
提供 6 只 5A /1000V 的晶閘管，每只晶閘管均設有 RC 吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過(guò)外加觸發(fā)信號進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實(shí)驗。
三相觸發(fā)電路由專(zhuān)用晶閘管新型集成觸發(fā)電路 Tc787 組成，體現了現代晶閘管觸發(fā)技術(shù)的全新應用；同時(shí)提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。
21 、 DX21 晶閘管觸發(fā)電路（三）
由西門(mén)子專(zhuān)用晶閘管集成觸發(fā)電路 Tca785 組成，可完成單相集成觸發(fā)電路實(shí)驗，體現了現代晶閘管觸發(fā)技術(shù)的全新應用。
22 、 DX22 單相智能功率、功率因數表
由微電腦、高精度 A/D 轉換芯片和全數顯電路構成。通過(guò)鍵控、數顯窗口實(shí)現人機對話(huà)功能控制模式。在硬、軟件上均分八檔區域，自動(dòng)判斷、自動(dòng)換檔，功率測量精度 1.0 級，電壓、電流量程分別為 450V 、 5A ，還可儲存數據，供隨時(shí)查閱。
23 、 DQ03-1 不銹鋼電機導軌、光碼盤(pán)測速系統（日本歐姆龍 1024 光電編碼器）及數顯轉速表
24 、 DQ07-1 直流復勵發(fā)電機
25 、 DQ09 直流并勵電動(dòng)機
26 、 DQ17 單相電阻啟動(dòng)異步電動(dòng)機
27 、實(shí)驗連接線(xiàn)：根據不同實(shí)驗項目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗聯(lián)接線(xiàn)，強電部分采用高可靠護套結構丁字插連接線(xiàn)（不存在任何觸電的可能），里面采用無(wú)氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線(xiàn)，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(diǎn)，插頭采用實(shí)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構聯(lián)接線(xiàn)，兩種導線(xiàn)都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實(shí)驗的安全及合理性。
四、本裝置能開(kāi)設的實(shí)驗項目（全配）
（一）晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗項目
1 ．單結晶體管觸發(fā)電路
2 ．正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗
3 ．鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗
4 ．單相集成鋸齒波觸發(fā)電路實(shí)驗（由 Tca785 組成）
5 ．三相集成鋸齒波觸發(fā)電路實(shí)驗（由 KC04 等組成）
6 ．三相集成鋸齒波觸發(fā)電路實(shí)驗（由 TC787 組成）
（二）晶閘管線(xiàn)路實(shí)驗項目
1 ．單相半波可控整流電路實(shí)驗
2 ．單相橋式半控整流電路實(shí)驗
3 ．單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗
4 ．三相半波可控整流電路實(shí)驗
5 ．三相橋式半控整流電路實(shí)驗
6 ．三相半波有源逆變電路實(shí)驗
7 ．三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗
8 ．單相并聯(lián)逆變電路實(shí)驗
9 ．單相交流調壓電路實(shí)驗
10 ．單相交流調功電路實(shí)驗
11 ．三相交流調壓電路實(shí)驗
（三）新器件特性及驅動(dòng)保護實(shí)驗項目
1 ．單向晶閘管（ SCR ）特性實(shí)驗
2 ．可關(guān)斷晶閘管（ GTO ）特性實(shí)驗
3 ．功率場(chǎng)效應管（ MOSFET ）特性實(shí)驗
4 ．功率晶體管（ GTR ）特性實(shí)驗
5 ．絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）特性實(shí)驗
6 ．可關(guān)斷晶閘管（ GTO ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
7 ．功率場(chǎng)效應管（ MOSFET ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
8 ．功率晶體管（ GTR ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
9 ．絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
（四）典型新器件線(xiàn)路實(shí)驗
1 ．單相正弦波脈寬調制（ SPWM ）逆變電路實(shí)驗
2 ．全橋 DC/DC 變換電路實(shí)驗
3 ．半橋型開(kāi)關(guān)穩壓電源的性能研究
4 ．單端反激式隔離開(kāi)關(guān)電源實(shí)驗
5 ．單端電流反饋他激式隔離開(kāi)關(guān)電源實(shí)驗
6 ．直流斬波電路的性能研究（降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、 Cu ｋ斬波電路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波電路）
7 ．升、降壓與復合斬波電路實(shí)驗
8 ．單相斬控式交流調壓電路實(shí)驗
9 ．整流電路有源功率因數校正實(shí)驗
10 ．軟開(kāi)關(guān)技術(shù)實(shí)驗
基本配置實(shí)驗項目：
（一）晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗項目
1. 單結晶體管觸發(fā)電路
2. 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗
3. 三相集成鋸齒波觸發(fā)電路實(shí)驗（由 KC04 等組成）
（二）晶閘管線(xiàn)路實(shí)驗項目
1. 單相半波可控整流電路實(shí)驗
2. 單相橋式半控整流電路實(shí)驗
3. 單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗
4. 三相半波可控整流電路實(shí)驗
5. 三相橋式半控整流電路實(shí)驗
6. 三相半波有源逆變電路實(shí)驗
7. 三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗
8. 單相并聯(lián)逆變電路實(shí)驗
9. 單相交流調壓電路實(shí)驗
（三）新器件特性及驅動(dòng)保護實(shí)驗項目
1. 單向晶閘管（ SCR ）特性實(shí)驗
2. 功率場(chǎng)效應管（ MOSFET ）特性實(shí)驗
3. 絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）特性實(shí)驗
4. 功率場(chǎng)效應管（ MOSFET ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
5. 絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）驅動(dòng)與保護電路實(shí)驗
（四）典型新器件線(xiàn)路實(shí)驗
1. 單相正弦波脈寬調制（ SPWM ）逆變電路實(shí)驗
2. 半橋型開(kāi)關(guān)穩壓電源的性能研究
3. 直流斬波電路的性能研究（降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、 Cu ｋ斬波電路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波電路）
產(chǎn)品系列：
HYDG-501型電工技術(shù)實(shí)驗裝置
HYDG-501A電工電子實(shí)驗裝置
HYDG-501B型電工電子電力拖動(dòng)實(shí)驗裝置
HYDG-501C型電工電子電力拖動(dòng)實(shí)驗裝置（帶 PLC 實(shí)驗）
HYDG-501D型電工·電子·電力拖動(dòng)· PLC ·單片機綜合實(shí)驗裝置
HYDG-501E型電工·電子·電力拖動(dòng)· PLC ·變頻調速綜合實(shí)驗裝置
HYDG -502型 高級電工技術(shù)實(shí)驗裝置 ( 網(wǎng)絡(luò )型 )
HYDG-502A型電工電子技術(shù)實(shí)驗裝置 ( 網(wǎng)絡(luò )型 )
HYDG-502B型 電工電子電力拖動(dòng)實(shí)驗裝置 ( 網(wǎng)絡(luò )型 )
HYDG-504型 現代電工技術(shù)實(shí)驗裝置（網(wǎng)絡(luò )型）
HYDG-504A型 現代電工電子技術(shù)實(shí)驗裝置（網(wǎng)絡(luò )型）
HYDJ-503型 電機及電氣技術(shù)實(shí)驗裝置
HYDJ-503A型 電機及電氣技術(shù)實(shí)驗裝置
HYDJ-503B型 電機及電氣技術(shù)實(shí)驗裝置
HYDJ-503C型 電機及電氣技術(shù)實(shí)驗裝置
HYDJ-503D型 電機及電氣技術(shù)實(shí)驗裝置
HYDJ-503E型 電機控制系統實(shí)訓裝置
HYDJ-603型 電機及電氣技術(shù)實(shí)驗裝置（網(wǎng)絡(luò )型）
HYDZ-501型 電子學(xué)綜合實(shí)驗裝置
HYDZ-501A型 模擬電子電路實(shí)驗裝置（雙組）
HYDZ-501B型 數字電路實(shí)驗裝置（雙組）
HYDD-504型 電力電子技術(shù)及電機控制實(shí)驗裝置
HYDD-505型 現代電力電子技術(shù)實(shí)驗裝置
|
