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電力電子技術是一門研究電能轉換、控制和傳輸?shù)男屡d學科。它主要包括半導體器件(如二極管、晶閘管、場效應管等)的應用、功率半導體器件(如IGBT、MOSFET等)的研究以及電力電子開關設備的研發(fā)。電力電子技術的發(fā)展可以追溯到20世紀50年代，當時的研究主要集中在提高電力電子器件的可靠性和耐久性上。**計算機技術和控制理論的發(fā)展，電力電子技術逐漸走向成熟，廣泛應用于各種領域。
二、電氣傳動技術簡介
電氣傳動是指利用電能作為動力源，通過導體傳輸能量，實現(xiàn)機械運動的一種技術。它包括電機、變壓器、感應器等多種元件。電氣傳動技術的發(fā)展可以分為以下幾個階段：
1. 直流傳動：最早的電氣傳動系統(tǒng)采用直流電機，其優(yōu)點是效率高、啟動容易。但由于直流電機存在許多缺點，如換向器損耗大、對環(huán)境污染嚴重等，因此逐漸被交流傳動所取代。
2. 交流傳動：20世紀初，**發(fā)電機和變壓器的發(fā)展，交流傳動技術開始興起。交流電機具有無刷設計、效率高等優(yōu)點，因此在很多領域得到了廣泛應用。
3. 高壓傳動：**電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，人們對高壓電氣傳動技術的需求越來越高。高壓傳動技術可以實現(xiàn)長距離、大容量的能源傳輸，對于國家電網(wǎng)的建設具有重要意義。
三、電力電子及電氣傳動實驗裝置的重要性
電力電子及電氣傳動實驗裝置是學習和研究這一領域的重要工具。通過實驗裝置，學生可以更直觀地了解電力電子技術和電氣傳動技術的原理和應用，加深對相關知識的理解。***實驗裝置還可以幫助學生培養(yǎng)實際操作能力和解決問題的能力，為將來從事相關工作打下堅實的基礎。
四、實驗裝置的組成和功能
電力電子及電氣傳動實驗裝置通常由以下幾部分組成：電源系統(tǒng)、電路拓撲結構、負載設備和控制器。這些部分各自承擔著不同的功能，共同構成了一個完整的實驗平臺。
1. 電源系統(tǒng)：電源系統(tǒng)為實驗裝置提供穩(wěn)定的電能。根據(jù)實驗需求，電源系統(tǒng)可以采用直流電源或交流電源。***還可以根據(jù)需要配置恒流源、恒壓源等輔助功能。
2. 電路拓撲結構：電路拓撲結構決定了實驗裝置的工作狀態(tài)和性能。常見的電路拓撲結構有單相橋式整流電路、三相全波整流電路、PWM調制器等。通過改變電路拓撲結構，可以實現(xiàn)不同的電壓調節(jié)和電流控制效果。
3. 負載設備：負載設備是實驗裝置中的關鍵組成部分，負責將電能轉化為機械能或熱能。根據(jù)實驗需求，負載設備可以采用直流電機、電動機、變壓器等不同類型的元件。***還可以根據(jù)需要配置傳感器和執(zhí)行器等輔助功能。
4. 控制器：控制器是實驗裝置的核心部分，負責對整個系統(tǒng)進行控制和管理。常見的控制器有微機控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)等。通過編寫相應的控制程序，可以實現(xiàn)對實驗裝置的各種參數(shù)進行精確控制，滿足不同實驗需求。
五、結論
電力電子及電氣傳動實驗裝置作為現(xiàn)代電氣工程的重要工具，為我們提供了一個研究和探索這一領域的良好平臺。通過學習和實踐這一實驗裝置，我們可以更好地理解電力電子技術和電氣傳動技術的原理和應用，為將來從事相關工作打下堅實的基礎。
ZRZ-780L 電力電子及電氣傳動實驗裝置 (參考圖片，也可以根據(jù)學校要求定做）
一、概述
電力電子及電氣傳動實驗裝置依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教材《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學陳伯時編著)、《電力電子技術》(第五版)(西安交通大學王兆安編著)等實驗大綱的要求，吸收國內、外同類產品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類產品中結構合理、功能完善、可靠性好、性價比高。
二、特點
1、綜合性強
電力電子及電氣傳動實驗裝置綜合了目前國內各類學校電力電子、半導體變流、交直流調速、交流變頻、電機控制、控制理論等實驗項目。
2、適應性強
電力電子及電氣傳動實驗裝置能滿足各類學校相應課程的實驗教學，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調整，普及與提高可根據(jù)教學的進程作有機的結合，裝置采用積木式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性強
從專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結合實驗的需要進行配套。
4、直觀性強
各實驗掛件采用分隔結構形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確，操作、維護方便。
5、科學性強
裝置占地面積少，節(jié)約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經(jīng)特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數(shù)；小電機耗電省，節(jié)約能源，實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環(huán)境；實驗內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外還可結合實際開設設計性實驗。
6、開放性強
控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護等功能，使用安全可靠；控制屏還設有定時器兼報警記錄儀，為學生實驗技能的考核提供一個統(tǒng)一的標準。由于整套裝置經(jīng)過精心設計，加上可靠的元器件質量及可靠的工藝作為保障，產品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實驗室，創(chuàng)造了條件。
7、先進性強
電力電子及電氣傳動實驗裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實驗的基礎上，加入了新器件的特性、新器件的驅動以及典型的新器件應用的大量現(xiàn)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、適用范圍
電力電子及電氣傳動實驗裝置涵蓋了各高等院校等所開設的"電力電子技術(或稱半導體變流技術)"、"直流調速"、"交流調速"、"電機控制"、"電力拖動自動控制系統(tǒng)"及"控制理論"等專業(yè)課程所要求的實驗項目。
四、技術性能
1、輸入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)
2、工作環(huán)境: 溫度-10℃－+40℃ 相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m
3、裝置容量：＜1.5KVA
4、外形尺寸：187×70×158 cm3
五、裝置的基本裝備
1、DK01電源控制屏（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構）
（1）交流電源（均帶有過流保護措施）
提供交流電源：直流調速檔為三相交流電200V/3A。
交流調速檔為三相交流電240V/3A。
（2）高壓直流電源
勵磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護。
（3）指示及測量儀表
1．交流數(shù)字電壓表：可通過其下方的波段開關切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓；
2．真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，四位數(shù)字顯示，為交流調速系統(tǒng)提供電壓指示；
3．真有效值交流數(shù)字電流表一只：測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，四位數(shù)字顯示，為調速系統(tǒng)提供電流的指示；
4．直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級，為調速系統(tǒng)提供電壓指示；
5．直流數(shù)字電流表一只：測量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，為調速系統(tǒng)提供電流指示。
（4）人身安全保護體系
1）三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經(jīng)鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。
2）電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
3）實驗連接線及插座：強、弱電連接及插座分開，不能混插。
4）強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
（5）控制屏其它設施
控制屏正面大凹槽內，設有兩根鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有3芯插座， 掛件的供電由這些插座提供。控制屏兩邊設有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設有實驗臺照明用的40W日光燈一盞。
2、DK02實驗桌
1）實訓桌采用四個工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝調節(jié)腳，方便高度調節(jié)，主體結構通過左、右各2個C字形鋁壓成型構件聯(lián)接，臺面高度約800mm，桌面板下設支撐框架，截面尺寸為30×30mm，承受力不少于300kg。立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套塑料堵頭，槽內適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。C字形鋁壓成型構件為左、右對稱件，采用壓鑄成型工藝，經(jīng)機加工、拋丸、噴砂，表面藍色靜電噴涂工藝。
2）實訓桌桌面采用25mm麻灰色高密度層壓板封邊特制，有效提高絕緣等級；
3）實訓儲物柜采用冷沖壓鈑金一體成型，封閉式結構，表面靜電噴涂；柜體設有門柜用于放置實訓掛箱，設有一個抽屜用于放置實訓導線和指導書等。
3、DQ03-1固定電機導軌、測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉速表
4、DQ27三相可調電阻（每組900Ω×2/0.41A）
5、DK03晶閘管主電路
提供12只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過外加觸發(fā)信號進行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實驗。設有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±2A，精度1.0級各一只和平波電抗器一組。
6、DK04三相晶閘管觸發(fā)電路
提供三相觸發(fā)電路、功放電路，脈沖變壓器等，與"DK03"配套使用。
7、DK05晶閘管觸發(fā)電路實驗
提供單結晶體管、鋸齒波同步移向、正弦波同步移向觸發(fā)電路，KC05單相交流調壓，西門子TCA785集成觸發(fā)電路等。
8、DK06電機調速控制實驗（Ⅰ）
提供以下模塊：電流反饋與過流保護（FBC+FA）、給定器（G）、轉速變換器（FBS）、速度調節(jié)器（ASR）、反號器（AR）、電流調節(jié)器（ACR）等
9、DK10可調電阻、電容箱
提供耐壓AC63V的可調電容三組，調節(jié)范圍為0.1～11.37µF，0～999kΩ十進制可調電阻兩組；供電流調節(jié)器，速度調節(jié)器反饋回路使用，可靈活改變調節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間。
10、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(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調電阻，為相應的實驗提供一個可調的阻性負載。
11、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。
12、DK14單相交直交變頻原理
根據(jù)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）的內容進行開發(fā)。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（電阻，電感）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。
13、DK17雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調速系統(tǒng)
通過對四個橋臂上IGBT管的觸發(fā)控制，來實現(xiàn)對可逆直流他勵電機進行調速的目的，主要由三大部分組成，即主回路部分、控制電路部分和調節(jié)部分。主回路由直流電源、四種IGBT管組成；控制回路部分由專用芯片產生PWM脈沖波，PWM波脈沖發(fā)生器產生的四路控制脈沖，分別驅動四個橋臂的IGBT管；調節(jié)部 分由兩個PI調節(jié)器組成，并通過速度環(huán)、電流環(huán)構成的反饋回路使電機的轉速穩(wěn)定運行在給定的轉速下。本實驗箱可完成的實驗項目有：（1）、全橋DC/DC 變換電路實驗（2）雙閉環(huán)可逆直流脈寬調速實驗。
14、DK06-1 電機調速控制電路（II）
提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
15、DQ07-1直流發(fā)電機(DC220V，240W，n=1500RPM)
16、DQ09直流并勵電動機 （Un=DC220V ， IN=1.1A ， PN=185W ， n=1500RPM ，絕緣等級E ）
17、DQ11三相線繞式異步電動機（AC220V，接法 Y，轉速 1380RPM，功率100W ,電流0.6A，絕緣等級E）
18、GDQ12線繞式異步電機起動與調速電阻箱
提供0、2、5、15的三相繞線異步電動機轉子起動、調速電阻一組。
19、基于DSP的雙閉環(huán)空間矢量交流變頻調速系統(tǒng)
空間矢量脈寬調制-SVPWM，主要思想是把三相交流電機等效為直流電機，然后跟蹤圓形磁場。SVPWM主要由：波形發(fā)生器，Chark變換，扇區(qū)判斷，Park變換，橋臂作用時間，比較器，插入死區(qū)等模塊組成。
本實驗系統(tǒng)是基于德州儀器TI公司的28335型C2000系列DSP而設計的高性能矢量控制變頻調速系統(tǒng)。系統(tǒng)由實驗箱(含DSP控制板、IPM智能功率驅動模塊和24V開關電源)、XDS100V2-USB2.0仿真器，三相鼠籠式異步電動機，增量式光電編碼器，聯(lián)軸器，固定電機導軌等組成。
本系統(tǒng)可實現(xiàn)在線編程，通過XDS100V2 USB2.0仿真器在線仿真，提供源程序，可在線燒寫DSP程序。
20、實驗連接線：
根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)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(fā)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(yōu)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(lián)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。
