SBDD-01電力電子技術實驗裝置
一、設備概述
電力電子技術實驗裝置所有的實驗單元采用掛箱形式，對于不同的實驗可以選擇相應的實驗掛箱完成。故結構緊湊、使用方便、 功能齊全、綜合性能好，電力電子技術實驗平臺能完成《電力電子技術》、《自動控制系統》、《直流調速系統》、《電機控制》及《控制理論》等課程所開設的主要實驗項目。
二、設備技術性能
1.工作電源：三相 AC 380 V±10% 50 Hz
2.外形尺寸：≥1720mm×750mm×1630mm
3.整機功率：≤1.5KW
4.環境溫度：－5℃～+40℃；相對濕度：≤ 90%（25℃）
5.安全保護措施：實驗臺桌面要求采用高絕緣、高強度、耐高溫的高密度板。
6.設備具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國標標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線。
三、設備組成要求
1.實驗臺
實驗臺采用優質鋼板做骨架，外表面噴塑并經高溫烘烤處理，面板采用優質鋼板加工，表面表面噴塑并經高溫烘烤處理，絲印圖文字符。實驗臺右側設置模塊掛放區域。
1.1供電部分
提供三相0～450V可調交流電源，同時可得到單相0～250V可調交流電源（采用三相聯軸自偶調壓器功率1.5KVA、0～450V），電源輸出設有過流保護裝置，當相間、線間過流或短路均能自動保護，配有三只指針式交流電壓表，同過開關切換，可指示三相電網電壓和調壓器輸出電壓。
1.2直流電源部分
直流電機的勵磁電源220V（0.5A）；220V直流可調電源0～220(2A)，并設有數字表頭監控電源輸出數據。
1.3 測量儀表
（1）真有效值交流電壓表一只：測量范圍 0-1000V,設置1V/10V/100V/1000V四量程，六位數碼顯示測量值。儀表采用現代化技術，數碼中文顯示，具備智能化、數字化功能，通過按鍵能夠對儀表進行設置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調零、濾波級數設置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩定，容易更換和升級維護。
（2）真有效值交流電流表一只:測量范圍：0-5A, 設置10mA/500mA/5A三檔量程，六位數碼顯示測量值。儀表采用現代化技術，數碼中文顯示，具備智能化、數字化功能，通過按鍵能夠對儀表進行設置操作,量程手動、自動切換模式、校準、調零、濾波級數設置、超量程自動報警提示及保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩定，容易更換和升級維護。
1.4人身安全保護體系
1）設有三相隔離變壓器一組（三相電源經交流接觸器后，到隔離變壓器，再經三相調壓器輸出），使輸出與電網隔離，對人身起一定的保護作用。
2）設有電流型漏電保護，隔離變壓器前的線路有漏電顯現，既能實施保護并切斷輸出電源。
3）設有電壓型漏電保護，控制屏若有漏電現象，當漏電電壓超過一定值時，即切斷電源。
4）實驗導線及導線：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。
2、實驗桌
實驗桌為鋼質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面要求采用防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，造形美觀大方；設有兩個大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛箱及資料等。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。實驗桌還設有四個輪子和四個固定調節機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。
3、實驗連接線
根據不同實驗項目的特點，配備三種不同的實驗聯接線，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，不能混插，大大提高了實驗的安全及合理性。
4、實驗掛箱構成
模塊掛箱采用優質鋼板做骨架，外表面噴塑并經高溫烘烤處理，面板采用鋁板材料，采用二種規格尺寸296*485、148*485，面板上安裝相應的元器件，正面絲印有元件符號及其連線，使用直觀、方便。
4.1晶閘管主電路
提供12只5A/1000V的晶閘管，分成正、反橋兩組，每只晶閘管均設有保護裝置，正、反橋晶閘管可通過外加信號進行觸發（留有觸發脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實驗；設有指針式直流電壓表±300V，精度1.0級、直流電流表±2A，精度1.0級各一只和平波電抗器一組。能完成單相、三相全控整流等實驗。
4.2三相晶閘管觸發電路
提供三相同步觸發信號、KC04（KC09）等專用的集成觸發電路構成的三相觸發電路及相應的功放電路（正反橋驅動）等。能完成給定輸出、12路觸發脈沖控制、三相全控橋整流等實驗。
4.3晶閘管觸發電路
提供單結晶體管、鋸齒波同步移向、正弦波同步移向觸發電路，KC05單相交流調壓，西門子TCA785集成觸發電路等。
4.4 斬控式交流調壓電路
交流調壓采用全控型器件IGBT管實現"斬控式交流調壓實驗"。
4.5單相并聯逆變電路
單相并聯逆變電路選用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驗。
4.6三相可調電阻
實驗面板內有三個單元，均是互相獨立的可調電阻，每個單元又有兩個獨立的可調電阻（0-900Ω），可承受0.4A電流。并聯可承受0.8A電流。
4.7功率器件驅動電路
主要是為完成新器件特性實驗提供驅動和保護電路，使學生了解電力電子新器件的驅動特性。主要包括電源、驅動電路、PWM波形發生器。
（1）電源：為驅動電路提供電源，包括+20V、+15V直流電源。
（2）驅動電路：包括MOSFET、IGBT、GTR的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用了專用芯片EXB841。
（3）PWM波形發生器：由SG3525為核心的PWM波形發生器主要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擋，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；占空比均能從0%調至100%。
4.8半橋型開關穩壓電源
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"等實驗內容。
4.9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。可完成教材中降壓斬波電路（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和升、降壓與復合斬波電路。
4.10單相交流調壓及調功電路
根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的相關內容而設計的，實現單相交流調壓和交流調功的實驗內容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流調壓實驗中采用由雙向觸發二極管構成觸發控制電路；在交流調功實驗中采用由555時基電路組成觸發控制電路。
4.11新器件特性試驗
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTR新器件，與DK08配套使用,可測定其特性曲線；與DK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅動特性實驗。
4.12三相芯式變壓器
帶隔離變壓器的三相芯式變壓器原理框圖及各種測量端口，電路板安裝在掛箱內，掛箱內集成有三相不控整流橋電路板，能完成三相整流橋的整流輸出。
4.13電機調速控制實驗（Ⅰ）
提供以下模塊：電流反饋與過流保護（FBC+FA）、給定器（G）、轉速變換器（FBS）、速度調節器（ASR）、反號器（AR）、電流調節器（ACR）等
4.14直流他勵電動機
（Un=DC220V，IN=1.1A ，PN=185W，n=1500RPM ，絕緣等級E ）
4.15校正直流測功機
（Un=DC220V，IN=2.2A ，PN=355W，n=1500RPM ，絕緣等級E ）
4.16 電機導軌，稀土永磁直流測速系統及轉速表
5、示波器
100MHz帶寬 ，1GSa/s實時采樣率，雙通道； 7英寸TFT（真彩色）液晶屏幕，65535色，分辨率不低于800 × 480 像素 ；存儲波形不少于16組；具備U盤存儲功能。
四、電力電子技術實驗實訓項目
1.單結晶體管觸發電路
2.正弦波同步移相觸發電路實驗；
3.鋸齒波同步移相觸發電路實驗；
4.KC05單相交流調壓觸發電路實驗
5.TCA785集成觸發電路實驗；
6.三相集成觸發電路的研究；
7.單相半波可控整流電路實驗；
8.單相橋式半控整流電路實驗；
9.單相橋式全控整流；
10.三相半波可控整流電路實驗；
11.三相橋式全控整流；
12.單相交流調壓電路實驗；
13.單相交流調功電路實驗；
14.單相正弦波脈寬調制（SPWM）逆變電路實驗（IGBT）；
15.半橋型開關穩壓電源的性能研究（MOSFET）；
16.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、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型線路）（IGBT）；
17.單相斬控式交流調壓電路實驗（MOSFET）；
18.單相并聯逆變電路實驗（GTR）；
19.晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗
20.單閉環直流調速系統
21.雙閉環直流調速系統
五、電力電子技術實驗設備配置清單
序號 | 名稱 | 數量 |
1 | 電力電子技術實驗裝置 | 1臺 |
2 | 電力電子實驗裝置工作桌 | 1臺 |
3 | 晶閘管主電路 | 1塊 |
4 | 三相晶閘管觸發電路 | 1塊 |
5 | 單相晶閘管觸發電路 | 1塊 |
6 | 晶閘管觸發電路2 | 1塊 |
7 | 斬控式交流調壓電路 | 1塊 |
8 | 單相并聯逆變電路 | 1塊 |
9 | 三相可調電阻 | 1塊 |
10 | 功率器件驅動電路 | 1塊 |
11 | 半橋型開關穩壓電源 | 1塊 |
12 | 直流斬波電路 | 1塊 |
13 | 單相交流調壓及調功電路 | 1塊 |
14 | 單相正弦波SPWM逆變電路 | 1塊 |
15 | 新器件特性實驗 | 1塊 |
16 | 三相芯式變壓器 | 1塊 |
17 | 電機調速控制組件（一） | 1塊 |
18 | 稀土測速發電機 | 1塊 |
19 | 他勵直流電動機 | 1塊 |
20 | 導軌及轉速表 | 1塊 |
21 | 校正直流測功機 | 1塊 |
22 | 聯軸器 | 1塊 |
23 | 安全連線（32/包） | 1塊 |
24 | 電子連線（新型）50條/包 | 1塊 |
25 | 大小頭轉接線（紅） | 1塊 |
26 | 大小頭轉接線（黑） | 1塊 |
27 | 白熾燈泡 | 1只 |
28 | 數字萬用表 | 1塊 |
29 | 雙蹤示波器 | 1塊 |
30 | 實驗指導書 | 1批 |
