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2024年10月31日

电力电子与电力牵引实验台,电力电子与电力牵引实验设备

SBDL-1电力电子与电力牵引实验台

一、概述

电力电子与电力牵引实验设备用于城市轨道车辆电力牵引与控制综合实验，以及电力电子技术课内实验，充分考虑了实验室的现状和发展趋势，精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。

(图1：实验设备结构参考图，具体以实物配置为准）

二、特点

1、综合性强：电力电子与电力牵引实验装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直流调速、交流变频、电机控制、控制理论等实验项目。

2、适应性强：能满足各类学校相应课程的实验教学，深度和广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机的结合，装置采用积木式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。

3、整套性强：从专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配套。

4、直观性强：各实验挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。

5、科学性强：装置占地面积少，节约实验用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电省，节约能源，实验噪声小，整齐美观，改善实验环境；实验内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外还可结合实际开设设计性实验。

6、开放性强：控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，并设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，使用安全可靠；由于整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠的工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实验室，创造了条件。

7、先进性强：本装置着重从新器件高度来考虑，在保留了晶闸管实验的基础上，加入了新器件的特性、新器件的驱动以及典型的新器件应用的大量现代电力电子技术实验，让学生对新器件有足够的认识和了解，紧跟时代步伐。

三、适用范围

电力电子与电力牵引实验装置涵盖了各高等院校等所开设的"电力电子技术(或称半导体变流技术)"、"直流调速"、"交流调速"、"电机控制"、"电力拖动自动控制系统"及"控制理论"等专业课程所要求的实验项目。

四、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：＜1.5KVA

4、外形尺寸：180×70×160 cm3

五、装置的基本装备

1.DL-1电源控制屏

（1）交流电源：提供交流电源：提供三相交流电源三相220V/3A（带有输出过载保护，通过安全隔离变压器输出）。

（2）高压直流电源

励磁电源：220V（0.5A），具有输出短路保护功能。

（3）指针式仪表：

交流电压表一只：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压。

(4)数字式仪表

A.智能型真有效值交流数字电流表1只（0-5A）

B.智能型真有效值交流数字电压表1只（0-500V）

C.数字直流电压表1只（0-500V）。

D.数字直流电流表1只（0-5A）。

（5）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，使输出与电网隔离。

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、弱电连接线及插座分开，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。

（6）智慧用电安全控制系统

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；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。

2.实验桌

1）实训桌采用四个工业铝型材立柱为支撑，立柱端部可安装调节脚，方便高度调节，主体结构通过左、右各2个C字形铝压成型构件联接，台面高度约800mm，桌面板下设支撑框架，截面尺寸为30×30mm，承受力不少于300kg。立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部配套塑料堵头，槽内适用工业铝型材通配螺母及配件。C字形铝压成型构件为左、右对称件，采用压铸成型工艺，经机加工、抛丸、喷砂，表面蓝色静电喷涂工艺。

2）实训桌桌面采用25mm麻灰色高密度层压板封边特制，有效提高绝缘等级；

3）实训储物柜采用冷冲压钣金一体成型，封闭式结构，表面静电喷涂；柜体设有双门柜用于放置实训挂箱，设有二个抽屉用于放置实训导线和指导书等。

3.DL-3固定电机导轨、测速系统及智能数显转速表

4.DL-04三相可调电阻（每组900Ω×2/0.41A）

5.DL-05晶闸管主电路

提供12只5A/1000V的晶闸管，4只二极管，每只晶闸管均设有保护装置，晶闸管可通过外加信号进行触发（留有触发脉冲输入接口）。

6.DL-06三相晶闸管触发电路

提供三相触发电路、功放电路等，与"晶闸管主电路"配套使用。

7.DL-07 直流电机调速控制模块

提供以下模块：给定（带数显）、调节器I、转速变换（FBS）、调节器II、反号器（AR）、电流变换（FBC）。其中调节器I和调节器II的比例增益由电位器调节。

8.DL-08可调电阻器，电容器

提供耐压AC100V的可调电容三组，调节范围为0.1～11.37uF，0～999KΩ十进制可调电阻两组。

9.DL-09单相调压与可调负载

提供了0～250V/0.5KVA单相交流自耦调压器，为相应的实验提供可调电源；一个整流滤波电路以及0～90Ω/1.3A（串联），为相应的实验提供一个可调的阻性负载。

10.DJ-01直流发电机（DC220V，240W）

11.DJ-02 直流并（他）励电动机（DC220V，185W），

12.DJ-03 三相线绕式异步电动机（220V，Y接法）

14.DL-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，包括强电部分及弱电两种类型，，接触需安全可靠。

15.DL-11城市轨道车辆直流双闭环H桥调速系统

根据城市轨道车辆系统，构造等比例参数匹配的轨道车辆直流双闭环H桥调速系统，通过对四个桥臂的触发控制，来实现对可逆直流他励电机进行调速的目的，主要由三大部分组成，即主回路部分、控制电路部分和调节部分。主回路由直流电源、四种IGBT管组成；控制回路部分由专用芯片产生PWM脉冲波，PWM波脉冲发生器产生的四路控制脉冲，分别驱动四个桥臂的IGBT管；调节部分由两个PI调节器组成，并通过速度环、电流环构成的反馈回路使电机的转速稳定运行在给定的转速下。

16.DL-02 城市轨道车辆交流电机控制电路

通过实勘城市轨道车辆电力牵引系统现场，进行匹配设计相应负载及对应工况，用来实现1）SPWM波形成的过程；

2）变频电路在不同负载时的工作情况和波形。

六、本装置能开设的实验项目

（一）电力电子技术

1．三相半波可控整流电路的研究

2．晶闸管三相半波有源逆变电路的研究

3．三相桥式半控整流电路实验

4．三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

5.三相交流调压电路实验

6．SPWM单相交直交变频电路的性能研究

7. 全桥DC/DC变换

（二）直流调速实验

1．晶闸管直流调速主要单元的调试

2．不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究

3．带电流截止负反馈的转速单闭环不可逆直流调速系统

4．转速，电流双闭环晶闸管不可逆直流调速系统

5.城市轨道车辆直流双闭环H桥调速系统

（三）交流电机调速系统实验（交流电机运动控制系统）

1．双闭环三相绕线异步电机调压调速系统实验

2.城市轨道车辆交流电机控制电路通过实勘城市轨道车辆电力牵引系统现场，进行匹配设计相应负载及对应工况，用来实现。