一、概述

“電力電子技術實驗、實訓裝置”是針對大中專院校開設的《電力電子技術》、《半導體變流技術》《交直流調速》等課程實驗實訓大綱的要求，而研制的技能實訓裝置。同時可作為初級、中級維修電工、高級電工、技師及高級技師的技能實訓裝置。

二、技術特點

1、安全性可靠：本裝置通過隔離變壓器供電，而且具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準，確保人身安全；根據不同實驗項目的特點，配備了兩種不同的實驗連接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。

2、擴展性強：能滿足各類學校相應課程的實驗教學，實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機地結合。裝置采用掛件式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

3、直觀性強：實驗掛件采用分隔結構形式，正面為實驗原理圖和測試點，增強了學生對實驗內容的感性認識與理性認識；面板布置合理，接插線方便，學生可獨立操作實驗，有利于提高學生實際動手能力。

4、先進性強：實驗涉及了常用的四大類變流技術實驗，且多為廣泛應用的實用電路，但為教學方便，又不失其簡潔性；本裝置又從新器件高度來考慮，加入了新器件的特性實驗、新器件的驅動以及典型的新器件應用的現代電力電子技術實驗，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。

三、技術性能

1. 輸入電壓：三相四線～380V±10%50Hz

2. 工作環境：環境溫度為-10℃～+40℃相對濕度＜85%(25℃)海拔＜4000m

3. 裝置容量：＜1.5kVA

4. 裝置尺寸：1600mm×700mm×1570mm（5%左右）

四、實訓裝置基本裝備

實訓裝置由控制屏、實訓桌以及各個實訓組件構成

（一）控制屏：采用框架式結構，結構緊湊、牢固、美觀大方，控制屏上層可掛實訓組件。

（二）實訓組件：

1. PE-01交流電源組件

提供三相可調交流電源（范圍單相：0～250V；三相0-450V），自帶有過流保護和漏電保護功能，設有隔離變壓器輸出，實訓安全。

（1）三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網隔離(浮地設計)。

（2）電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。

2. PE-02功率二極管組件

提供大功率整流二極管七個（熔絲保護電路），鈕子開關一個，作為整流和續流使用。

3. PE-03晶閘管組件

提供6只單向晶閘管，用于可控整流實訓，設有RC阻容吸收及熔絲保護電路。

4. PE-04雙向晶閘管組件

提供3只雙向晶閘管,用于交流調壓電路實訓

5. PE-05GTR、MOSFET、IGBT組件

提供GTR(大功率晶體管)、MOSFET(功率場效應晶體管)、IGBT(絕緣雙極性晶體管)三種功率器件

6. PE-06三相芯式變壓器組件

提供63.5V、0.8A/127V、0.4A芯式變壓器一只

7. PE-07三同步變壓器組件

設有由三同步變壓器及一只三刀三擲開關組成。

8. PE-07D燈組負載組件

由三只250V/4A燈座組成，實訓時作為電阻性負載使用

9. PE-08電抗器、變壓器組件

提供平波電抗器一組，可供100mH、200mH、700mH選擇，雙路220V變壓器一只

10. PE-9給定及電壓指示組件

提供連續可調的+15V和-15V給定電壓，帶輸出指示。

11、DK07直流斬波實驗

根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四版)中相關的直流斬波內容而設計的；提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專用的PWM控制集成電路SG3525。可完成教材中降壓斬波電路（BuckChopper）、升壓斬波電路（BoostChopper）、升降壓斬波電路（Boost-BuckChopper）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實驗。

12、DK08給定及實驗器件

提供給定（±15V可調電壓輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法）、二極管、24V電源及電感。

13、DK10可調電阻、電容箱
提供耐壓AC100V的可調電容三組，調節范圍為0.1～11.37uF，0～999KΩ十進制可調電阻兩組。

14、DK11單相調壓與可調負載

提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器，為相應的實驗提供可調電源；一個整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯）或0～45Ω/2.6A（并聯）瓷盤可調電阻，為相應的實驗提供一個可調的阻性負載。
15、DK12變壓器實驗
提供三相芯式變壓器一個（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用于異步電機串級調速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設有三相不控整流電路等模塊。

16、DK13功率器件驅動電路實驗箱

主要是為完成新器件特性實驗提供驅動和保護電路，使學生了解電力電子新器件的驅動特性。主要包括電源、驅動電路、PWM波形發生器。
（1）電源：為驅動電路提供電源，包括±5V、+20V、±15V直流電源。
（2）驅動電路：包括MOSFET、IGBT的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用了專用芯片EXB841。
（3）PWM波形發生器：由SG3525為核心的PWM波形發生器主要為新器件驅動電路提供PWM驅動波形；可以通過頻率調節旋鈕進行頻率調節；通過占空比電位器來調節PWM波的占空比頻率調節范圍4KHz～10KHz。

17、DK14單相交直交變頻原理

根據普通高等教育“九五”國家級重點教材，王兆安、黃俊主編的《電力電子技術》(第四版)的相關內容進行開發，用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅動芯片的特點及其使用。能完成如下實驗項目：1、SPWM波形成的過程；2、交直交變頻電路在不同負載時的工作情況和波形，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；3、IGBT管專用集成驅動芯片的工作特性。

18、DK22單相調壓/調功電路

根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的相關內容而設計的，實現單相交流調壓和交流調功的實驗內容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流調壓實驗中采用由雙向觸發二極管構成觸發控制電路；在交流調功實驗中采用由555時基電路組成觸發控制電路。

19、DQ07-1直流發電機（220V，240W）

20、DQ09直流并勵電動機（185W，220V，1500r/min）

21、DQ10三相鼠籠異步電動機（220V“Y”，120W，1420r/min）

22、SY06實驗連接線：

根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
六、本裝置能開設的實驗項目

（一）電力電子技術實驗（晶閘管部分）

1） 單結晶體管BT35觸發電路

2） 鋸齒波同步移相觸發電路

3） 正弦波觸移相發電路

4） 單相半波可控整流電路

5） 單相橋式半控整流電路

6） 單相橋式全控整流電路及有源逆變電路

7） 三相半波可控整流電路實驗

8） 三相半波有源逆變電路

9） 三相橋式半控整流電路

10） 三相橋式全控整流及有源逆變電路

11） 單相交流調壓電路

12） 單相交流調功電路

13） 三相交流調壓電路

14） 單相并聯逆變電路實驗

（二）電力電子技術實驗（全控型器件特性部分部分）

1） 單向晶閘管（SCR）特性實驗

2） 門極可關斷晶閘管（GTO）特性實驗

3） 電力晶體管（GTR）特性實驗

4） 功率場效應管（MOSFET）特性實驗

5） 絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實驗

6） 門極可關斷晶閘管（GTO）驅動與保護電路實驗

7） 電力晶體管（GTR）驅動與保護電路實驗

8） 功率場效應管（MOSFET）驅動與保護電路實驗

9） 絕緣雙極型晶體管（IGBT）驅動與保護電路實驗

（三）電力電子技術實驗（全控型器件典型線路部分）

1） IGBT（PWM）直流斬波電路實驗：

降壓斬波電路（BuckChopper）、升壓斬波電路（BoostChopper）、升降壓斬波電路（Boost-BuckChopper）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實驗。

2） SPWM單相交直交變頻原理實驗。

3） DC/DC變換實驗。

（四）電力拖動自動控制系統部分

1.直流調速部分

1）晶閘管直流調速系統主要單元的調試

2)晶閘管直流電機開環調速系統

3）轉速單閉環直流調速系統

4）電流單閉環直流調速系統

5)轉速、電流雙閉環直流調速系統

6）邏輯無環流可逆直流調速系統

2.交流調速部分

1）雙閉環三相異步電機調壓調速系統

七、裝置的配置清單：

序號	名稱	數量	備注
1	電源控制屏	1件
2	實驗桌凳	1張
3	不銹鋼電機導軌、光電編碼器及數顯轉速表	1件
4	三相可調電阻（每組900Ω*2/0.41A）	1件
5	三相晶閘管主電路	1件
6	三相晶閘管觸發電路	1件
7	單相晶閘管觸發電路	1件
8	電機調速控制實驗（Ⅰ）	1件
9	電機調速控制實驗（Ⅱ）	1件
10	直流斬波電路實驗	1件
11	直流斬波實驗	1件
12	給定及實驗器件	1件
13	可調電阻、電容箱	1件
14	單相調壓與可調負載	1件
15	變壓器實驗	1件
16	功率器件驅動電路實驗	1件
17	單相交直交變頻原理	1件
18	單相調壓/調功電路	1件
19	直流發電機	1臺
20	直流并勵電動機	1臺
21	三相鼠籠異步電動機	1臺
22	配備兩種不同的實驗連接線及易損配件	1套
23	實訓指導書	1本