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电力电子及运动控制实验装置

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 文章来源:www.zhongrenkj.com编辑:中人教仪厂时间:2019-07-02 15:57
本文关键词电力电子教学设备(4)

电力电子及运动控制实验装置
技术条件:
整机容量:≤1.5kVA
工作电源:~3N/380V/50Hz/3A
参考尺寸:2m*0.75m*1.6m
实验台的安全性能要求:
电力电子与调速系统设计/创新平台的人身安全保护要求:
(1)三相电源输入端要求设有电流型漏电保护器;
(2)三相隔离变压器的浮地保护。将实验用电与电网完全隔离,对人身安全起到有效的保护作用;
(3)三相隔离变压器的输出端设有电压型漏电保护,一旦实验台有漏电压将会自动保护跳闸;
(4)实验导线要求采用高可靠全塑封闭插头,内芯为无氧铜128股线,质地柔软,插头采用实芯铜质件,学生无法触摸到金属部分,避免了学生双手带电操作触电的可能。
仪表保护体系要求:设备中要求设有多只信号插座与仪表、电源相连,单、三相交流电源、励磁电源,交流电压、电流表,直流电压、电流表等都设有短路、开路、过量程保护功能,当超量程时, 控制屏报警并断开主电源接触器,对仪器、仪表和电源起到良好的保护作用。
主控制屏及实验桌要求:面板采用不小于4mm厚的绝缘高强度面板。实验桌设有两只抽屉和存放柜,用于置放工具,挂箱及资料等。实验桌设有四个轮子和四个可调固定支撑脚,便于移动和固定,有利于实验室布置。
低压电源及仪表要求:
直流电压表:提供测量范围±300V电压表1只。
直流电流表:提供测量范围±2A电流表1只。
交流电压表:提供测量范围300V电压表1只。
交流电流表:提供测量范围1A电流表1只。
速度变换器,给定,零速封锁器:提供速度变换器、给定、零速封锁器系统实验电路。
低压直流电源:提供±15V/1A直流稳压电源。
电源控制屏要求:
 三相交流电源:要求通过开关切换分别输出三相200V和230V交流电源,给直流调速和交流调速提供输入电源,带过流保护。该电源经过电流型漏电保护、三相隔离变压器、电压型漏电保护等安全保护电路后供学生实验用电。
220V/0.5A直流励磁电源:供直流电动机和直流发电机励磁绕组。
其它要求:提供多功能单相三芯电源插座2只。
实验挂箱技术要求:
可调电阻箱要求:
提供可调电阻600W/0.41A三组,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。
触发电路和晶闸管主回路实验挂箱要求:
(1)触发电路:要求采用数字集成电路,抗干扰能力强,三相脉冲间隔均匀,一致性好,产生双窄脉冲,脉冲移相范围为0-160°;在面板上可观察三相同步电压的六个脉冲波形,并通过“Uct”端对a角进行控制。面板还装有六路琴键开关,可分别对每一路脉冲进行“通”、“断”控制,可模拟三相整流电路丢脉冲或逆变电路颠覆的故障现象。另有两脉冲控制端“Ublr”、和”Ublf”,分别对I、II组脉冲放大电路进行控制,在进行“逻辑无环流可逆直流调速系统”实验中,通过对“Ublr”、和”Ublf”的脉冲点进行控制实现电机的正反转。
(2)主回路:要求由12只可控硅,6只二极管以及平波电抗器,RC吸收回路组成。可控硅采用6A/800V金属封装,过载能力强、可靠性高、干扰能力强的可控硅,平波电抗器采用中心抽头方式,分别为50mH、100mH、200MH、700MH.在交流电流小于1.5A 时保持线性。
(3)过流过压保护:主控制屏输出的单、三相交流电源均经过电压互感器和电流互感器检测。由于保护电路响应速度远大于功率器件损坏的速度,可有效地保护了系统主回路的功率器件不被损坏,一但实验电流超过2A,电压超过260V,即刻断电告警指示。
转速调节器、电流调节器、逻辑无环流控制器、可变电容要求:要求提供交、直流调速闭环控制系统的模拟PID转速调节器和电流调节器、逻辑无环流可逆双闭环调速系统的逻辑控制器以及4组可变电容器。
现代电力电子电路和直流脉宽调速实验箱要求:
(1)此实验箱要求可完成直流斩波电路、交流调压电路、单相交直交变频电路以及直流脉宽调速等实验项目;
(2)直流斩波电路:面板上提供若干独立的电源、功率场效应晶体管、电抗器、电阻、二极管、电容等,并画有常见的六种斩波电路(Buck、Cuk、Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta)原理示意图。学生根据示意图可以自行搭建不同的电路进行分析、比较;
(3)斩控式交流调压:主回路由IGBT管组成,驱动电路由SG3525、运放等构成,通过示波器可观察输入的电压、输出电压以及电流波形;
(4)单相交直流变频电路:主回路中间直流电压由交流电整流而得,逆变部分采用单相桥式PWM电路,功率器件采用600V14A的MOSFET;
(5)控制回路的SPWM波形发生由三角波和正弦波比较生成,三角波和正弦波采用专用集成电路生成,频率稳定。
平波电抗器及阻容吸收下组件要求:要求提供直流调速实验中需要的平波电抗器及RC滤波,电抗器还能作为电力电子技术实验中的电感负载。
功率器件实验挂箱要求:
(1)此实验箱实验项目除含GTR、MOSFET、IGBT等器件的驱动电路和开关特性研究外,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进行分析;
(2)面板设计时,留有较多的波形观察孔,通过改变线路参数,方便学生分析各工作点的情况以及了解参数改变对器件特性的变化;
(3)线路设计时,遵循先易后难,先分离后集成的原则,挑选了几种常见的、比较具有实用价值的驱动电路,使学生可学以致用。
触发电路模块:提供单结晶体,正弦波,锯齿波触发电路。
 

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