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2025年3月3日

电力电子综合创新实验设备,电力电子创新实验装置

SBDD-4型电力电子综合创新实验平台

一、概述

电力电子综合创新实验平台、电力电子教学实验台，主要是用于机电及自动化各专业的的实验教学工作，包括课程实验、毕业设计、综合实验、创新性实验、研究性实验等；通过本实验装置中的技能训练，能在深入理解专业知识的同时，培养学生的实践技能。达到培养高水平技术人才的目标。

"电力电子综合创新实验平台"依据西安交通大学王兆安编著的《电力电子技术》（第五版）、《半导体变流技术》教材实验大纲的要求，吸收国内、外同类产品的优点，充分考虑了实验室的现状和发展趋势，精心研制而成。

(此图片仅作为结构参考，具体实物要根据配置而定）

二、适用范围

"电力电子综合创新实验平台"涵盖了各类院校所开设的"电力电子技术"、"半导体变流技术"等专业课程所要求的实验项目。

三、技术性能

1、输入电源: 三相四线(或三相五线 380V±10％ 50HZ)

2、工作环境: 温度-10℃－+40℃　相对湿度＜85％（25℃）　海拨＜4000m

3、装置容量：＜1000W

4、外形尺寸：1500×700×1580 mm

四、装置的基本装备

1、DX01电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）

（1）交流电源（带有过流保护措施）提供交流电源：三相交流电源220V/1.5A,经过380V//220V 隔离变压器输出)

（2）高压直流电源：输出220V/0.5A，具有输出短路保护。

（3）数字式仪表

①交流数字电压表：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压。

②真有效值交流数字电压表一只：测量范围：0-1000V,设置1V/10V/100V/1000V四量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

③真有效值交流数字电流表一只：测量范围：0-5A, 设置10mA/500mA/5A三档量程，六位数码显示测量值。仪表采用现代化技术，数码中文显示，具备智能化、数字化功能，通过按键能够对仪表进行设置操作,量程手动、自动切换模式、校准、调零、滤波级数设置、超量程自动报警提示及保护等功能。硬件部分整体性强，集成度高，采用表贴工艺制作，工业塑料外壳，面板嵌入安装，使用稳定，容易更换和升级维护。

④直流数字电压表一只：测量范围0～300V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级；

⑤直流数字电流表一只：测量范围0～5A，三位半数显，精度0.5级，具有短路保护等功能。

（4）带镜面的指针表：直流电压表（测量范围0～±300V，为中零式，精度为1.0级）直流电流表（测量范围0～±2A，为中零式，精度为1.0级）

（5）三相可调电阻（90Ω×2/0.41A一个、900Ω×2/0.41A两个）

（6）平波电抗器：提供100mH、200mH、700mH电感，在1A下保持线性。

（7）给定：±15V可调电压输出，带数显，指示输出电压。

（8）单相调压：提供了一只0～250V/0.5KVA单相交流自耦调压器，为相应的实验提供可调交流电源，并带短路保护。

（9）三相整流滤波电路：可对单相及三相交流电源进行整流和滤波，具有输出短路保护。

（10）变压器：提供三相芯式变压器一个（该变压器原、副边绕组的电压为127V/63.6V），用于三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验。

（11）人身安全保护体系三相隔离变压器一组：三相电源首先通过三相漏电保护器，然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使主电路输出与电网隔离（浮地设计），对人身安全起到一定的保护作用。

²电压型漏电保护器：对隔离变压器前的线路出现的漏电现象进行保护，使控制屏内的接触器跳闸，切断电源。

²电流型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。

²实验连接线及插座：强、弱电连接及插座分开，不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。

2、DX02实验桌：实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固，形状似长方体结构，造形美观大方；设有两个大抽屉，用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局。

3、电力电子应用创新实训模块

1）底盒采用开模有机透明封闭塑料底盒，模块面板采用蓝色印制电路板PCB工艺，可以直观看到器件的实物及相关的原理图。高压电路安装在面板背面，或者通过双圈接线柱引出接口，透过透明底盒能够看到器件实物，方便感性认识。

2）包含三相同步信号电路单元模块、TC787AP三相集成脉冲触发电路模块（设有单双脉冲切换开关，封锁及输出开关，移相电位器等）、六路功率三极管BU406及灌封脉冲变压器隔离的脉冲输出电路，PWM脉冲发生器及四路功率桥功率输出电路、二极管整流电路、四路IGBT功率桥电路及LEM电流传感器检测电路、三相晶闸管整流电路、三相异步电机IPM逆变调速模块电路（矢量控制）、变频调速按键与LED显示电路模块。

3）提供单结晶体管触发电路实验模块

4）西门子TCA785集成触发电路实验模块。

5）提供直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。可完成教材中降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路（Boost Chopper）、升降压斩波电路实验。

6）功率器件驱动与保护电路实验模块：主要是为完成新器件特性实验提供电源、驱动电路及PWM波形发生器。

a.电源：为驱动电路提供电源，±15V和+20V直流电源。

b.驱动电路：包括 MOSFET和IGBT的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用专用芯片EXB841，其它的由运放、门电路及分立元件组成。

c.PWM波形发生器：以SG3525为核心的PWM波形发生器主要是为新器件驱动电路提供PWM驱动波形。

7）单相交直交变频原理：用于展示交直交变频原理，主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法，了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用，能完成如下实验项目：

1）SPWM波形成的过程；

2）交直交变频电路原理

8）单相交流调压/调功电路:实现单相交流调压和交流调功的实验内容。采用的电力电子器件为双向晶闸管，在交流调压实验中采用由双向触发二极管构成触发控制电路；在交流调功实验中采用由555时基电路组成触发控制电路。

4、实验连接线：根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验联接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而

成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。

5、提供直流他励电动机（220V，185W）1台

6、提供三相鼠笼异步交流电机180W）1台

五、本装置能开设的实验项目（以上配置）

（一）晶闸管触发电路实验项目

1）单结晶体管触发电路

2）单相集成锯齿波触发电路实验（由 Tca785 组成）

3）三相集成锯齿波触发电路实验（由TC787等组成）

（二）晶闸管线路实验项目

1）单相半波不控整流电路实训

2）单相全桥不控整流电路实训

3）单相半波可控整流电路实验

4）单相桥式半控整流电路实验

5）单相桥式全控整流及有源逆变电路实验

6）三相半波可控整流电路实验

7）三相桥式半控整流电路实验

8）三相半波有源逆变电路实验

9）三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

10）单相交流调压电路实验

11）单相交流调功电路实验

12）三相交流调压电路实验

（三）新器件特性及驱动保护实验项目

1）单向晶闸管（ SCR ）特性实验

2）功率场效应管（ MOSFET ）特性实验

3）功率晶体管（ GTR ）特性实验

4）绝缘双极性晶体管（ IGBT ）特性实验

5）功率场效应管（ MOSFET ）驱动与保护电路实验

6）绝缘双极性晶体管（ IGBT ）驱动与保护电路实验

（四）典型新器件线路实验

1）单相正弦波脉宽调制（ SPWM ）逆变电路实验

2）直流斩波电路的性能研究（降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波的电路、 Cuｋ斩波电路、 Sepic 斩波电路、 Zeta 斩波电路）