电力电子技术实验台,电力电子实验装置:上海硕博公司

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2024年10月26日

电力电子技术实验台,电力电子实验装置,电力电子技术实验室设备

SBMCL-III电力电子技术实验台

一、概述

电力电子实验室设备主要面向自动化、电气工程、智能电网专业，面向课程为《电力电子技术》与传统的挂箱式相比，模块化实验台有利于学生清晰明了了解电路构成，形成良好的感官认识，提高学生学习兴趣，提升学生实践能力。同时也为各类电子竞赛、毕业设计提供实验平台。
电力电子技术实验台,电力电子技术实验室设备主要承担电子信息工程、建筑电气与智能化等专业电力电子技术课程的相关实验教学任务，目标在于培养学生理论联系实际能力、实际动手能力和工程创新意识。实验项目面向工程实际，学生通过实验的练习，可以积累许多工程实际经验，养成针对工程实际情况进行工程思维的良好习惯。
电力电子技术实验台,电力电子实训台,电力电子技术实训装置是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。

(电力电子技术实验室设备结构参考图片，具体以实物配置为准，可按用户要求定做）

二、适用范围

电力电子技术实验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：1650×700×1580 mm

四、装置的基本装备

1、DX-01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)

（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，精度1.0级；

②．真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～500V，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，为交流调速系统提供电压指示。

③．真有效值交流数字电流表一只：测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程告警、指示及切断总电源功能，为调速系统提供电流的指示；

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，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。

（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（该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V），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。

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。

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。

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。

（12）实验管理器

具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录与区分由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警等。

（13）控制屏其它设施控制屏正面大凹槽内，设有两根圆钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设3芯插座，挂件的供电由这些插座提供。控制屏两侧设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。

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、DX03 三相可控整流电路（一）

提供6只5A/1000V的晶闸管，每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置，晶闸管可通过外加触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验。三相触发电路由KC04、KC41、KC42、4066等集成电路组成，可通过钮子开关选择双窄脉冲或宽脉冲，同时提供六路触发脉冲功放电路等。

4、DK05晶闸管触发电路

提供单结晶体管触发电路实验、单相交流调压触发电路，锯齿波同步移相触发电路实验，正弦波触发电路及TCA785集成触发电路。

5、DK07直流斩波实验

根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第五版)中相关的直流斩波内容而设计的；提供组成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（Boost -Buck Chopper）、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。

6、DK09电力电子器件特性

提供SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，与DK13配套使用，可完成电力电子新器件的驱动特性实验。

7、DK13功率器件驱动与保护电路　　

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。

（1）电源：为驱动电路提供电源，包括±5V、±15V和+20V直流电源。

（2）驱动电路：包括GTO 和 GTR， 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。

（3）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，可以通过频率调节旋钮进行频率调节；通过占空比电位器来调节PWM波的占空比。频率范围分为2挡，通过钮子开关切换，高频档是为MOSFET和IGBT驱动电路提供PWM波形，频率调节范围4KHz～10KHz；低频档是为GTR和GTO驱动电路提供PWM波形，频率调节范围400Hz～1KHz；占空比可从　0%调至100%。

8、DK14单相交直交变频原理

根据普通高等教育"九五"国家级重点教材王兆安，黄俊主编的《电力电子技术》（第四版）的内容进行开发。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）交直交变频电路在不同负载（电阻，电感）时的工作情况和波形，并研究工作频率对电路工作波形的影响；

3）IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。

9、DX17实验元器件

提供晶闸管（均设有RC吸收和保险丝保护）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连成三角形接法）二极管及灯座、RC吸收电路。　

10、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。

11、透明型电力电子应用创新实训模块：(全室配1套，便于学生对电力电子器件及应用电路的直观认识）

电力电子应用创新实训模块底盒使用190mm×145mm，124mm×145mm两种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。对于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。

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、基于DSP的三相异步电机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，交流电压检测仪表、交流电流检测仪表、直流电压和电流检测仪表等。

本套件可完成单相半波不控整流电路实训，单相全桥不控整流电路实训，三相晶闸管触发电路实训，三相半波整流电路实训，三相半控桥式整流电路实训，三相桥式整流电路实训，三相交流调压电路实训，DC/DC 全桥IGBT整流电路实训，直流电机H桥IGBT可逆调速电路实训，交流电机矢量变频调速电路实训等。

12、实训室安全用电智能控制系统（整个实验室只需配置1套，安装在总电源处）

智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能；电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。

1、智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止！

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）正弦波同步移相触发电路实验

3）锯齿波同步移相触发电路实验

4）单相集成锯齿波触发电路实验（由 Tca785 组成）

5）三相集成锯齿波触发电路实验

（二）晶闸管线路实验项目

1）单相半波可控整流电路实验

2）单相桥式半控整流电路实验

3）单相桥式全控整流及有源逆变电路实验

4）三相半波可控整流电路实验

5）三相桥式半控整流电路实验

6）三相半波有源逆变电路实验

7）三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

8）单相交流调压电路实验

9）单相交流调功电路实验

10）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）可关断晶闸管（ GTO ）特性实验

3）功率场效应管（ MOSFET ）特性实验

4）功率晶体管（ GTR ）特性实验

5）绝缘双极性晶体管（ IGBT ）特性实验

6）可关断晶闸管（ GTO ）驱动与保护电路实验

7）功率场效应管（ MOSFET ）驱动与保护电路实验

8）功率晶体管（ GTR ）驱动与保护电路实验

9）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）

序号	编号	名称	数量
1	DX01	电源控制屏	1套
2	DX02	实验桌	1张
3	DX03-1	三相可控整流电路（一）	1件
4	DK05	晶闸管触发电路	1件
5	DK07	直流斩波实验（六种典型线路）	1件
6	DK09	电力电子器件特性实验	1件
7	DK13	功率器件驱动与保护电路	1件
8	DK14	单相交直交变频原理	1件
9	DX17	实验元器件	1件
10	连接线	高可靠护套结构手枪插实验连接线	1套
11	透明型电力电子	透明型电力电子应用创新实训模块(便于学生对电力电子器件及应用电路的直观认识）	全室配1套
12		实训室安全用电智能电源管理控制系统（整个实验室配置1套）	全室配1套
13	辅助教学软件	（1）电机与变压器仿真教学软件（正版3D软件，便于升级）（2）电力拖动仿真教学软件（正版3D软件，有软件著作权，便于升级）（3）电工作业培训（用电安全与触电急救）仿真教学软件（正版3D软件，有软件著作权，便于升级）	网络版 50个接点