TWB-117型 电力电子手艺综合实训装置

一、概述

电力电子及电机拖动综合实训装置主要是用于机电及自动化各专业的如下专业课程：电机原理与电力拖动（电机与电气控制），电力电子手艺（功率电子手艺），电气传动控制系统（运动控制系统）等的实验教学事情，应能够担负完成相关实验教学使命，并拥有足够扩展自由度，以顺应未来进一步的深化研究要求。

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二、产品特点

1、接纳牢靠式�？椋ǜ涸亍⒔恢绷鞯缭础⒅柿恐氐哪？榻幽衫慰渴浇峁梗┖凸蚁涫侥？橄嗤沤岬钠嬉旖峁股杓�，不但镌汰了先生实验前的准备事情强度，也为实验台功效的扩展提供了利便。

2、该实验台在完成古板的实验项目的同时，突出对现代电力电子器件和现代控制理论的研究。整个现代电力电子、电气传动实验及电机拖动实验。

学生通过完成以上实验，能对种种器件在差别的场合的应用有了深刻的相识，对现在盛行的种种线路均能熟练掌握，直至能够自力地设计种种线路甚至系统。

3、实验装置设置了完善的人身清静和装备清静�；すπ�。装备的交流电源的输出设计了过流�；すπ�，并在各触发脉冲视察孔端设有高压�；さ缏�，功率器件设有清静�；は呗�。为了不使强电信号加入弱电电路中，接纳了三种实验导线，使学生接线时崎岖压线路不会插错，而导致低压电路的损坏。

4、实验装置设置了完善的人身清静和装备清静�；すπ�。装备的交流电源的输出设计了过流�；すπ�，并在各触发脉冲视察孔端设有高压�；さ缏�，功率器件设有清静�；は呗�。为了不使强电信号加入弱电电路中，接纳了三种实验导线，使学生接线时崎岖压线路不会插错，而导致低压电路的损坏。

5、实验电机：接纳的实验电机功率在100-200W之间，均经由特殊设计，其参数和特征可模拟中小型电机。

三、产品手艺条件

1、整机容量：＜1.5kVA；

2、事情电源：～3N/380V/50Hz/3A；

3、尺  寸：1565mm*720mm*1650mm

4、重  量：＜150kg

四、完成的实验项目

电力电子实验

1、电力电子手艺（古板的整流）

（1）单结晶体管同步移相触发电路实验

（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）TCA785触发电路实验

（5）单相半波整流电路实验

（6）单相桥式半控整流电路实验

（7）单相桥式全控整流及有源逆变电路实验

（8）晶闸管三相半波有源逆变电路的研究

（9）三相半波可控整流电路实验

（10）三相桥式半控整流电路实验

（11）三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

（12）单相交流调压电路实验

（13）三相交流调压电路实验

2、电力电子器件实验（全控型器件特征部分）

（1）功率场效应晶体管(MOSFET)的主要参数丈量

（2）功率场效应晶体管(MOSFET)的驱动电路研究

（3）绝缘栅双极型晶体管(IGBT)特征及其驱动电路的研究

3、电力电子手艺（全控型器件典范线路部分）

（1）直流斩波电路（Buck、Cuk、Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta等六种电路）的性能研究

4、模拟直流调速实验

（1）晶闸管直流调速系统参数和环节特征的测定

（2）晶闸管直流调速主要单位调试

（3）不可逆单闭环直流调速系统静特征的研究

（4）双闭环晶闸管不可逆直流调速系统

5、交流调速实验

（1）双闭环三相异步电机调压调速系统

（2）双闭环三相异步电机串级调速系统

6、电机控制实验

（1）无刷电机调速控制实验

五、产品手艺功效说明

1、实验台的清静�；に得�

1）装备的人身清静�；�

◆三相隔离变压器的浮地�；�,将实验用电与电网完全隔离，对人身清静起到有用的�；ぷ饔�；

◆三相电源输入端设有电流型泄电�；て�，装备的泄电流大于30mA即可断开开关，切合国家标准对低压电器清静的要求；

◆三相隔离变压器的输出端设有电压型泄电�；�，一旦实验台有泄电压将会自动�；ぬ�。

◆强电实验导线接纳全塑关闭型手枪式导线，导线内部为无氧铜抽丝而成发丝般细的多股线，质地柔软，护套用粗线径、防硬化化学制品制成，插头接纳实芯铜质件，阻止学生触摸到金属部分而引起的双手带电操作触电的可能。

2）装备的清静�；は低�

◆三相交流电源输出设有电子线路及包管丝双重过流及短路�；すπ�，其输出电流大于3A即可断开电源，并告警指示；

◆晶闸管的门阴极和各触发电路的视察孔设有高压�；すπ�，阻止学生误接线；

◆实验台接纳三种实验导线，相互间不可互插，强电接纳全塑型关闭清静实验导线，弱电接纳金属裸露实验导线（着实芯铜直径大于强电导线），视察孔接纳2＃实验导线，阻止了学生误操作将强电接到弱点的可能；

◆实验台交直流电源设有过流�；すπ�。

2、控制屏手艺说明

1）TWPE-02实验桌

实验桌为铝合金结构，桌面接纳高密度度防腐防火板。造型雅观大方，设有两只抽屉和存放柜，用于置下班具，挂箱及资料等。实验桌设有四个轮子，便于移动和牢靠，有利于实验室安排。

2）TWPE-01电源控制屏

◆ 提供三相0～450V可调交流电源，同时可获得单相0～250V可调电源(配有一台三相同轴联动自耦调压器（规格1.5KVA、0～450V），战胜了三只单相调压器接纳链条结构或齿轮结构组成的许多弱点)�？傻鹘涣鞯缭词淅从缮栌泄鞅；な忠�，相间、线间过电流及直接短路均能自动�；�，战胜了替换包管丝带来的贫困。配有三只指针式交流电压表，通过切换开关指示三相电网电压和三相调压电压。

3）ME-01A辅助功效屏

◆电机励磁电源

提供一组直流电机励磁电源，具有自力电源开关并配有一只数字电压表。

◆直流电念头电枢电源

提供0-250V(3A)电枢电源，具有过压、过流、过热及短路软阻止自动恢复�；すπб蛔�，并设有直流数显电流表及电源开关。

◆电抗器：提供直流调速实验中需要的平波电抗器及RC滤波，平波电抗器接纳中心抽头方法，划分为50mH、100mH、200mH、700mH.在电流小于1.5A 时坚持线性。电抗器还能作为电力电子手艺实验中的电感负载。

◆直流电源

（1）+24V/3A直流稳压电源各一起；

（2）提供应定（±15V可调电压输出）；

◆三相组式变压器

原边220V/0.35A，副边55V/1.4A。

◆三相变压器：作为串级调速系统和有源逆变线路中的逆变变压器。

◆三相可调电阻：提供可调电阻90-1000/1A一组，供发电机负载电阻和其它实验阻性负载用以及作为电机起动电阻用。

4）其它：提供多功效单相三芯电源插座2只。

3、常用实验部件的手艺说明

1）YB12数字单相功率、功率因数表

提供能丈量电路的电压、电流、功率因数、频率、视在功率、有功功率、无功功率。功率丈量精度为0.5级，功率因数丈量规模0.3～1.0，电压电流量程为0-500V/0-5A（从0V/A起可测）。具有抗滋扰功效。能自动判别负载性子（感性显示"L"，容性显示"C"，纯电阻不显示）。带RS485通讯协议。内置TVS�；さ缏�；通讯地点即通讯波特率可通过轻触面板按键修改/盘问信地点0位广播地点，很是利便学生实验时学习通讯实验，可使用地点为1~255，通讯波特率可选择为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。

2）TWPE-10A晶闸管触发电路Ⅰ组件

提供TCA785集成触发电路，锯齿波同步触发电路、正弦波同步触发电路引出各视察孔，使学生能够直观的相识种种触发电路的事情原理历程，每个触发电路的触发信号划分已经连到对应的晶闸管，操作利便清静。

3）TWPE-11A三相触发电路Ⅰ组件

触发电路：接纳数字集成电路，抗滋扰能力强，三相脉冲距离匀称，一致性好，爆发双窄脉冲，脉冲移相规模为0－160°。在面板上可视察三相同步电压的六个脉冲波形，并通过“Uct”端对a角举行控制。尚有两脉冲控制端“Ublr”、和”Ublf”，划分对I、II组脉冲放大电路举行控制并配有电流反响与过流�；�，可用于电流闭环实验。

4）TWPE-12三相晶闸管主回路组件

主回路：由12只可控硅，RC吸收回路组成�？煽毓杞幽缮虾Ｕ髌鞒�6A/800V金属封装，过载能力强、可靠性高、滋扰能力强的可控硅。触发电路通过琴键按钮举行控制。

直流电压表：提供丈量规模±300V电压表1只。

直流电流表：提供丈量规模±2A电流表1只。

5）TWPE-13A电机调速控制电路Ⅰ

提供以下�？椋悍春牌鳌⒘惴獗掌鳌⒏ǖ缪埂⒆俦浠弧⒆俚骼砥鞯ノ缓偷缌鞯骼砥鞯ノ�。配有调理器的反响电阻、电容，实验时可以无邪改变系统的参数，视察差别的参数对系统稳固性及响应时间等影响；更可以让学生从调速系统的州参数(如电机的机电时间常数等)出发对调治器的放大倍数及积分时间的参数划分设计，同时举行现实效果的验证，从而完成设计性实验。

6）TWPE-14功率器件

此实验箱实验项目除含MOSFET、IGBT等器件的驱动电路和开关特征研究外,还可对快恢复二极管、高速光耦、电感等在电力电子线路中的应用举行剖析。面板设计时，留有较多的波形视察孔，通过改变线路参数，利便学生剖析各事情点的情形以及相识参数改变对器件特征的转变。线路设计时，遵照先易后难，先疏散后集成的原则，挑选了几种常见的、较量具有适用价值的驱动电路，使学生可学以致用。

7）TWPE-15直流斩波电路

提供组成直流斩波电路所需的元器件和接纳专用的PWM控制集成电路SG3525�？赏瓿山笛拐恫ǖ缏�(Buck ChopTWPEr)、升压斩波电路(Boost ChopTWPEr)、升降压斩波电路(Boost-Buck ChopTWPEr)、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典范实验。所有电路接纳分立元件学生通过自己搭建举行实验。

8）TWPE-10B晶闸管触发电路Ⅱ组件

提供6只二极管组成的三相桥式整流电路以及单结晶体管触发电路引出各视察孔，使学生能够直观的相识种种触发电路的事情原理历程，每个触发电路的触发信号划分已经连到对应的晶闸管，操作利便清静。

9）TWDT33整流电路有源功率因数校正

主要有整流电路、升压变换器、控制电路三部分组成�？刂频缏方幽晒β室蚴刂菩酒琔CC3817N和外围元器件组成，最大输出功率为100W(200V±5%，0.5A)，事情频率为100kHz。接纳�？榛杓�，通过适当的连线可以完成下列实验项目：

(1) 无滤波电容整流电路带纯阻性负载的测试

(2) 有滤波电容整流电路带纯阻性负载的测试

(3) 整流电路有源功率因数校正的测试

(4) 控制电路波形测试，功率栅极控制信号视察

(5) 整流电路有源功率因数校正电路的性能测试

10）TWDT34半桥型开关稳压电源的性能研究（MOSFET）

提供了半桥型开关稳压电源的主电路和控制电路，主电路的电力电子器件为电力MOSFET管；控制电路接纳专用PWM控制集成电路SG3525，接纳恒频脉宽调制控制计划�？赏瓿伞翱氐缏吩诳酚氡栈废赂涸靥卣鞯牟馐浴币约啊暗缭吹缪共ǘ允涑龅挠跋臁钡仁笛槟谌�。

11）TWDT39软开关手艺实验（MOSFET）

主要包括H桥电路、控制电路和稳压反响电路，用于展现移相零电压开关的电路结构和事情原理。H桥电路由四只MOSFET管组成，控制电路接纳全桥软开关电源移相PWM控制芯片UCC3895和驱动芯片HIP4081组成，稳压反响电路由TL431等元件组成。

12）MD41研究型电机运动控制�？�

主控：TMS320F28335。外扩：RAM512*16位，Flash512K*16位，使用拨码开关实现模式选择。功率板：接纳集成IPM�？�，可外接刹车电阻，母线电容充电缓冲电路、母线电压检测电路，相电流检测电路，动力电源位AC220V供电，功率3KW�？刂瓢澹阂壕两幽�4.3寸串口屏 ，5个自力按键按键（划分为RUN、STOP、REST、UP、DOW）。通讯接口：RS232、RS485（异步串口不敷时可将RS232、RS485接纳统一个串口使用短路帽举行短路条线）、CAN、以太网口（SPI接口，设计W5500�？槟？榻涌谑褂孟钟械闹破纺？椋�；CAN、RS232、RS485为隔离通讯接口与TMS320F28335无直接电气毗连。串口感器接口：霍尔信号接口及差分编码器接口统一使用DB15毗连。模拟量输出：不使用到的PWM用于RC滤波运放追随实现DAC输出。模拟量输入：芯片内部不使用的ADC接口用于外部模拟量输入，接口为0~10V输入�？亓渴涑觯�2组，划分用于报警信号输出、准备完成信号输出�？亓渴淙耄嚎亓渴淙�3组。EEPROM存储：有剩余IO可思量设计24C02存储器。测试点：预留环形测试点测试PWM信号、ADC信号、DAC信号、电源。外地控制：外地串口屏显示参数电压、电流、设定值、实时值，外地按键操作。远程控制：远程接纳RS485或RS232接口使用FreeModbus-RTU协议实现与远程工控屏的串口通讯，显示电压、电流、设定值、实时值，在远程触摸屏上可举行控制实现5个自力按键的功效。

4、电机导轨及电机手艺说明

（1）DJ02直流并励电念头：PN=185W，nN=1600r/min，IN=1.1A，UN=220V

（2）DJ11三相线绕式异步电念头：PN=100W,IN=0.6A,nN=1400r/min，UN=220，Y 接法

（3）DJ09校正直流测功机：UN=220V、IN=2.0A、PN=350W、nN=1500r/min，即可作电念头又可作测功机使用。

（4）DJ10三相鼠笼式异步电念头

AC3800V/220V，接法 Y/Δ，转速 1420 RPM，功率100W ,电流0.5A，绝缘品级E。

（5）DJ01电机导轨、光电码盘和转速表

含有编码器、电念头及牢靠电机的装置导轨以及数字式转速表配有模拟量输出，包管电机与电机之间同轴的同心度不凌驾±5丝。

5、PJ-01实验导线

实验毗连导线接纳高可靠全关闭手枪插型式，内部为无氧铜抽丝而成发丝般细的多股线，质地柔软，护套用粗线径、防硬化化学制品制成，插头接纳实芯铜质件。强弱电脱离。

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