HL-780A電力電子技術與自動控制系統實驗實訓裝置

一、概述
電力電子技術與自動控制系統實驗實訓裝置是根據《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，吸收國內同類產品的優點，充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢精心研制而成。它不僅涵蓋了各職業院校、高級技校所開設的《電力電子技術》、《半導體變流技術》、《直流調速系統》、《電力拖動自動控制系統》等專業課程所要求的主要實驗項目，還可以用于對從業人員進行崗位培訓、就業培訓以及各省、市的維修電工培訓和鑒定考核使用。
二、產品特點
1．體現“工程環境”理念，效仿生產現場實際：系統應從相關工業產品移植而來，可很好實現對學生能力（波形分析和系統調試能力）的培養和技術知識的應用。
2．各個系統的配置合理：各個系統采用的元件、觸發（驅動）電路、主電路、控制方式、控制對象及保護環節等，應能概括當前工業上的技術應用，內容豐富多樣，體現了“典型性、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．部分模塊采用PCB烤漆工藝制成，正面為原理圖和測試點，背面焊有對應的元件，增強了學生對實驗內容的感性認識與理性認識。
4．元件與單元電路性能實驗，在小系統環境中進行：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的影響，有利于學生知識的鞏固和實際應用。
5．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．PE-1電源控制屏
  （1） 交直流電源
三相四線（或五線）電網輸入經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。
控制屏的供電由三相電網經三相漏電保護開關、電網電壓指示表、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，便于切斷電源，還配有一只指針式交流電壓表，通過切換和轉換開關，可方便地指示三相電網和三相調壓輸出的每一相的線電壓。
（2）同步變壓器:一組三相同步變壓器，380V/15V三只。
（3）直流勵磁電源：220V/0.5A，具有輸出短路保護。
（4）交流電參數表
①交流真有效值數字電壓表1只，測量范圍0～500V，量程自動切換，三位半數顯，精度0.5級，輸入阻抗10MΩ。
②交流真有效值數字電流表1只，測量范圍0～5A，量程自動切換，三位半數顯，精度0.5級，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源等功能。
（5）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），，單相同步變壓器（包括～220V/～60V、～30V、～15V、雙～7V）、三相同步變壓器（380V/15V），給定顯示與0～±15V給定，直流300V/2.5級中零表一只、2A/2.5級中零表一只。
   提供3位半直流數顯300V電壓表儀表1只，提供3位半直流數顯2000mA毫安表表1只。
（6）智能故障考核實訓組件
提供藍色寬屏液晶智能故障考核儀一只，一次故障設置多達24個，并帶有擴展接口，可擴展更多的故障設置。故障設置方便、靈活，可以對學生的技能進行鑒定考核。
2.PE-2實訓桌
實訓桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體封閉式結構，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。實訓桌底部裝有四個帶剎車的萬向輪，
3.DQ03-1提供固定電機的導軌、編碼器測速系統及智能數顯轉速表（帶0-10V速度反饋，并可在線設置編碼器分辨系數，速度反饋系數，提供人機交互界面）
（1）電機導軌平整度好，無應力變形，加工精細，同心度好，互換性好，能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲，電機運行噪聲小，實驗參數典型，能較好滿足實驗要求。導軌還帶有便攜式手柄和減振底腳。
（2）測速可以實現電機轉速0～9999r/min的精確測量，并通過單片機實現轉速數字信號與電壓信號的線性轉換V=f（n），能提供精確穩定的轉速反饋電壓信號，正反轉輸出電壓對稱性誤差≤1‰，克服了采用測速發電機測速精度低、測量范圍小、對稱性差及非線性變化等缺點。
4.DQ09直流他（并）勵電動機（1500r/min）
5.DQ10三相鼠籠式異步電動機（380 /Y /220V/△）、0.5A、100W、1420r/min）
6.DQ07-1直流發電機 （1500r/min）
7.DQ29-1可變電阻器
提供阻值容量150W、1.5A、0～90Ω/×2連續可調的瓷盤電阻器1只及150W、0.5A 0～900Ω/×2連續可調的瓷盤電阻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、并聯、串并聯等多種方式使用，可在0.5A、1A、1.5A、3A不同電流要求的負載下使用。
8.PE-15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。
9.PE-26A新型電力電子器件
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTR新型電力電子器件，可測定其特性曲線；與新器件驅動與保護電路組件配套使用,可完成電力電子新器件的驅動與保護實訓。
提供3只雙向晶閘管,帶阻容保護，用于交流調壓電路、單相三相交流調功。
提供功率器件及功率器件的驅動與保護電路，以及PWM波形發生器。
10.PE-26B電力電子器件驅動與保護電路實驗箱
（1）其中IGBT的驅動電路采用專用芯片EXB841，其他驅動電路由運放、門電路及分立元件組成。
PWM波形發生器：以SG3525為核心的PWM波形發生器主要是為新器件驅動電路提供PWM驅動波形，可以通過頻率調節旋鈕進行頻率調節；通過占空比電位器來調節PWM波的占空比。頻率范圍分為2檔，通過鈕子開關切換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅動電路提供PWM波形，頻率調節范圍4kHz～10kHz；低頻檔是為GTR驅動電路提供PWM波形，頻率調節范圍400Hz～1kHz；占空比在各頻率點上均能從0%調至99%。
11.PE-16三相TCA785脈沖列觸發電路組件
提供由西門子TCA785等專用的集成觸發電路構成的三相觸發電路、正橋功放電路。
12.DK05晶閘管觸發電路組件
提供由分立元件構成的單結晶體管觸發電路，兩路由分立元件構成的鋸齒波同步移相觸發電路I和Ⅱ，可完成單相晶閘管全控及半控整流實驗；一路KC05集成鋸齒波觸發電路。
（1）提供由獨立器件以BT33為核心的鋸齒波觸發電路，可完成單相鋸齒波晶閘管觸發電路實訓內容；
（2）提供由獨立器件組成的典型正弦波同步移相觸發電路，以原理性的形式，與晶閘管組合成同步觸發實訓電路。
（3）提供鋸齒波同步移相觸發電路Ⅰ、Ⅱ，與晶閘管組合，可完成單相晶閘管全控及半控整流實訓內容。
（4）提供以KC05集成塊為核心的鋸齒波觸發電路，與晶閘管組合，可完成單相全波半控整流電路及交流調壓電路實訓內容
13. PE-07 IGBT直流斬波電路。
EXB841實現的IGBT直流斬波；頻率1.2K，占空比12%-98%。
14.DK19-1半橋型開關穩壓電源電路
提供了半橋型開關穩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，采用恒頻脈寬調制控制方案。可完成“開關電路在開環與閉環下負載特性的測試”以及“電源電壓波動對輸出的影響”等實訓內容。直流輸出0～15V/2A，具有短路及過載保護功能。
15.PE-12  GTR單相并聯逆變電路組件
提供555時基電路作為逆變觸發電路，工作頻率可以從45Hz～55Hz之間調節，功率主回路采用GTR功率三極管作為開關器件，完成單相并聯逆變電路實訓內容。
16. PE-19單相SPWM控制(IGBT)H型交直交變頻電路組件
提供單相SPWM控制(IGBT)H型交直交變頻電路，用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅動芯片的特點及其使用。能完成如下實訓項目：
（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管專用集成驅動芯片的工作特性。
SPWM發生器核心為兩片ICL8038集成函數信號發生器，采用IR2110專用集成（IGBT）驅動芯片，載波頻率調節范圍50～10KHz，基波頻率調節范圍5～60Hz。
17.DK06-2直流調速組件（Ⅰ）
提供用于調速系統的速度、電流調節器（調節器I、II）、轉速變換器(FBS)、電流反饋和保護電路（FBC+FA）、給定及反號器（AR）等，實訓時可以靈活改變系統的控制參數，觀測不同的參數對系統的動態性能、穩態性能穩定性及相應時間等影響；更可以讓學生從調速系統的各種參數(如電機的機電時間常數等)出發對調節器的放大倍數及積分時間的參數分別設計，同時進行實際結果的驗證。
18.PE-21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，實訓結果直觀。
19.PE-24步進電機的驅動運行電路
提供步進電機及步進電機驅動器一套。
20.PE-25交流伺服電機及驅動系統
提供交流伺服電機及伺服驅動器一套。
21.PE-26  PWM直流脈寬不可逆調速系統
提供基于SG3525的PWM直流脈寬不可逆調速系統實驗輔件。
22.SY06實訓連接線及配件
根據不同實訓項目的特點，配備兩種不同的實訓聯接線，強電部分采用高可靠護套結構插連接線，里面采用無氧銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，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、韌性好等優點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實訓的安全及合理性。
四.人身安全保護體系
（1）三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網隔離(浮地設計)。
（2）電壓型漏電保護器1：對隔離變壓器前的線路出現的漏電現象進行保護，使控制屏內的接觸器跳閘，切斷電源。
（3）電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
（4）實驗連接線及插座：強、弱電連接及插座分開，不能混插。強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
五.可完成的實訓內容
1.電力電子器件特性
（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.觸發（驅動）單元電路的測試
（1）單結晶體管觸發電路（分列元件）
（2）正弦波同步移相觸發電路（分列元件）
（3）鋸齒波移相觸發電路（分列元件）
（4）KC05鋸齒波觸發電路
（5）EXB841大規模集成（絕緣柵雙極型晶體管IGBT）驅動與保護電路
（6）電力晶體管（GTR）驅動與保護電路
（7）功率場效應管（MOSFET）驅動與保護電路
（8）三相TCA785脈沖列觸發電路
（9）SG3525觸發模塊
（10）SG3525專用PWM控制電路
（12）IR2110專用集成（IGBT）驅動電路
3.電力電子電路
（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
（4）三相晶閘管可控半波整流電路
（5）三相晶閘管半控橋式整流電路
（6）三相晶閘管全控橋式整流電路
（7）GTR單相并聯逆變電路
（8）直流（IGBT)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斬波電路六種典型線路)
（9）單相（雙向晶閘管）交流調壓電路
（10）三相交流調壓電路(反并聯晶閘管）
（11）PWM控制（MOSFET）開關型穩壓電源電路
4.直流/交流電機調速實訓
（1）晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗(SCR）
(2)晶閘管直流調速系統主要單元的調試(SCR)
(3)轉速負反饋單閉環直流調速系統
(4)轉速、電流雙閉環不可遞直流調速系統
(5)轉速、電流雙閉環交流調壓調速系統的研究
(6) SG3525直流脈寬不可逆調速系統  (PWM系統〉
5.微特電機
(1)步進電機控制實驗
(2)交流伺服電機控制實驗
（3）旋轉編碼器實驗
六．配置清單
六．配置清單