一、概述
“SGDZ-03交直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置”依據(jù)高等院校最新統(tǒng)編教材《電力電子技術(shù)》(第五版)(西安交通大學(xué)王兆安編著)、《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學(xué)陳伯時(shí)編著)等實(shí)驗(yàn)大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性價(jià)比高。
二、交直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置特點(diǎn)
1、綜合性強(qiáng) 本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學(xué)校電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機(jī)控制、控制理論等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、適應(yīng)性強(qiáng) 能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性強(qiáng) 從專用電源、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專用導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。
4、直觀性強(qiáng) 各實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)方便。
5、科學(xué)性強(qiáng) 裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房，減少基建投資；配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù)；小電機(jī)耗電省，節(jié)約能源，實(shí)驗(yàn)噪聲小，整齊美觀，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識(shí)外還可結(jié)合實(shí)際開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
6、開放性強(qiáng) 控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設(shè)有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)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(hù)等功能，各測(cè)量?jī)x表均有可靠的保護(hù)功能，使用安全可靠；控制屏還設(shè)有定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的考核提供一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。由于整套裝置經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)造了條件。
7、先進(jìn)性強(qiáng) 本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動(dòng)以及典型的新器件應(yīng)用的大量現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)新器件有足夠的認(rèn)識(shí)和了解，緊跟時(shí)代步伐。
三、交直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置適用范圍
本裝置涵蓋了各類院校等所開設(shè)的“電力電子技術(shù)(或稱半導(dǎo)體變流技術(shù))”、“直流調(diào)速”、“交流調(diào)速”、“電機(jī)控制”、“電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)”及“控制理論”等專業(yè)課程所要求的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
四、技術(shù)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(duì)濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m
3、裝置容量：＜1.5KVA
4、外形尺寸：187×72×162 cm
五、交直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的基本配備
1 、 DK01電源控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）
（1）交流電源：三相交流電源220V 1.5A電流（帶有過流保護(hù)措施）三相交流電源380V 5A（具有輸出短路保護(hù)）
（2）高壓直流電源 勵(lì)磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護(hù)。
（3）指針式儀表： 交流電壓表一只：可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級(jí);
（4）數(shù)字式儀表
1）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～500V,量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；
2）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，具有超量程告警、指示等功能，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示；
3）直流數(shù)字電壓表一只：測(cè)量范圍0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級(jí)；
4）直流數(shù)字毫安表一只：測(cè)量范圍為0～2000mA，三位半數(shù)顯，精度0.5級(jí)。
7）人身安全保護(hù)體系
三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護(hù)器，然后經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計(jì)），對(duì)人身安全起到一定的保護(hù)作用。
電流型漏電保護(hù)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。
實(shí)驗(yàn)連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接線及插座分開，不能混插。強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
8）控制屏其它設(shè)施
控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根鋼管，可掛置實(shí)驗(yàn)部件，凹槽底部設(shè)有3芯插座，掛箱的供電由這些插座提供。控制屏兩邊設(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設(shè)有實(shí)驗(yàn)臺(tái)照明用的40W日光燈一盞。
2、DK02實(shí)驗(yàn)桌
實(shí)驗(yàn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，形狀似長(zhǎng)方體封閉式結(jié)構(gòu)，造形美觀大方；設(shè)有兩個(gè)大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個(gè)寬敞舒適的工作臺(tái)面。實(shí)驗(yàn)桌還設(shè)有四個(gè)萬向輪和四個(gè)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動(dòng)和固定，有利于實(shí)驗(yàn)室的布局。
3、DQ03-1不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、測(cè)速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表
4、DQ27三相可調(diào)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(shè)有保護(hù)裝置，晶閘管可通過外加信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；設(shè)有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級(jí)帶鏡面直流電流表±2A，精度1.0級(jí)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、功放電路等，與“DK03”配套使用。
7、DK06-2電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ） 提供以下模塊：給定（帶數(shù)顯）、調(diào)節(jié)器I、轉(zhuǎn)速變換（FBS）、調(diào)節(jié)器II、反號(hào)器（AR）、電流變換（FBC）。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的比例增益由電位器調(diào)節(jié)。
8、DK06-1電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅱ）
提供以下模塊提供以下模塊：零電平檢測(cè)（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
9、DK08給定及實(shí)驗(yàn)器件提供給定（±15V可調(diào)電壓輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護(hù)元件，內(nèi)部已連成三角形接法）、二極管等。
10、DK10可調(diào)電阻器，電容器 提供耐壓AC100V的可調(diào)電容三組，調(diào)節(jié)范圍為0.1～11.37uF，0～999KΩ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組。
11、DK12變壓器實(shí)驗(yàn)提供三相芯式變壓器一個(gè)（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(jī)串級(jí)調(diào)速實(shí)驗(yàn)和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)；還設(shè)有三相不控整流電路等模塊。
12、DK17雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調(diào)速系統(tǒng) 通過對(duì)四個(gè)橋臂上IGBT管的觸發(fā)控制，來實(shí)現(xiàn)對(duì)可逆直流他勵(lì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)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(diào)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(chǎn)生PWM脈沖波，PWM波脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的四路控制脈沖，分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)橋臂的IGBT管；調(diào)節(jié)部 分由兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器組成，并通過速度環(huán)、電流環(huán)構(gòu)成的反饋回路使電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行在給定的轉(zhuǎn)速下。本實(shí)驗(yàn)箱可完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：（1）、全橋DC/DC 變換電路實(shí)驗(yàn)（2）、雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速實(shí)驗(yàn)。
13、ACM-1 三相異步電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。提供西門子MM440矢量控制變頻器一只，功率0.37KW，帶有BOP操作板。
14、DQ07-1直流發(fā)電機(jī) 220V/250W
15、DQ09直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 220V/185W
16、DQ10三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)380V/100W
17、DQ11三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)220V/100W
18、GDQ12線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱
19、實(shí)驗(yàn)連接線： 根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)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(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)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(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
六、交直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）電力電子變流技術(shù)（晶閘管部分）
1 三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
2、三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
3、三相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)
4、三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
5、全橋DC/DC變換電路實(shí)驗(yàn)
(二) 直流電機(jī)調(diào)速部分
1、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)
2、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試
3、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
4、電流單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
5、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
6、邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
7、雙閉環(huán)H橋可逆直流脈寬調(diào)速實(shí)驗(yàn)（IGBT）
(三) 交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
1) 雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
2) 雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)
(四) 三相異步電機(jī)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)
1、MM440變頻器的面板認(rèn)識(shí)
2、MM440變頻器面板基本操作控制
3、MM440變頻器控制端口開關(guān)操作運(yùn)行
4、MM440變頻器的模擬信號(hào)操作控制
5、MM440變頻器數(shù)字量控制三段固定頻率運(yùn)行
6、MM440變頻器數(shù)字量控制七段固定頻率運(yùn)行
七、裝置的配置清單：
|
序號(hào) |
編號(hào) |
名 稱 |
數(shù)量 |
|
1 |
DK01 |
電源控制屏 |
1件 |
|
2 |
DK02 |
實(shí)驗(yàn)桌凳 |
1張 |
|
3 |
DQ03-1 |
不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、測(cè)速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表 |
1件 |
|
4 |
DQ27 |
三相可調(diào)電阻（每組900Ω*2/0.41A） |
1件 |
|
5 |
DK03 |
三相晶閘管主電路 |
1件 |
|
6 |
DK04 |
三相晶閘管觸發(fā)電路 |
1件 |
|
7 |
DK06-2 |
電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅰ） |
1件 |
|
8 |
DK06-1 |
電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)（Ⅱ） |
1件 |
|
9 |
DK08 |
給定及實(shí)驗(yàn)器件 |
1件 |
|
10 |
DK10 |
可調(diào)電阻器，電容器 |
1件 |
|
11 |
DK12 |
變壓器實(shí)驗(yàn) |
1件 |
|
12 |
DK17 |
雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調(diào)速系統(tǒng) |
1件 |
|
13 |
ACM-1 |
三相異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng) |
1件 |
|
14 |
DQ07-1 |
直流發(fā)電機(jī) |
1臺(tái) |
|
15 |
DQ09 |
直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī) |
1臺(tái) |
|
16 |
DQ10 |
三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) |
1臺(tái) |
|
17 |
DQ11 |
三相線繞式異步電動(dòng)機(jī) |
1臺(tái) |
|
18 |
GDQ12 |
線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱 |
1件 |
|
19 |
SG06 |
高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插實(shí)驗(yàn)連接線及配件 |
1套 |
