SBDD-3电力电子技术实训台
一、概述
现代电力电子实验台,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。
(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
电力电子技术实训装置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）
六、实验测量仪表组件及挂箱明细表：
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） |
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