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電力電子技術實訓裝置,自動控制系統實訓臺

作者:    來源:    發布時間:2020-8-10 16:47:58

TRY-KZ9電力電子技術與自動控制系統實驗實訓裝置

一、 電力電子技術實訓裝置,自動控制系統實訓臺概述
電力電子技術實訓裝置,自動控制系統實訓臺是根據《維修電工(高級)》(中國勞動社會保障出版社出版)培訓教材中關于電力電子與自動控制部分的技能培訓要求,吸收國內同類產品的優點,充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢精心研制而成。它不僅涵蓋了各職業院校、高級技校所開設的《電力電子技術》、《半導體變流技術》、《直流調速系統》、《電力拖動自動控制系統》等專業課程所要求的主要實驗項目,還可以用于對從業人員進行崗位培訓、就業培訓以及各省、市的維修電工培訓和鑒定考核使用。

二、 電力電子技術實訓裝置,自動控制系統實訓臺產品特點

1.體現“工程環境”理念,效仿生產現場實際:系統應從相關工業產品移植而來,可很好實現對學生能力(波形分析和系統調試能力)的培養和技術知識的應用。
2.各個系統的配置合理:各個系統采用的元件、觸發(驅動)電路、主電路、控制方式、控制對象及保護環節等,應能概括當前工業上的技術應用,內容豐富多樣,體現了“典型性、先進性、實用性和可行性”的要求,能引起學生興趣,能使學生獲得很大的收獲。
3.部分模塊采用PCB烤漆工藝制成,正面為原理圖和測試點,背面焊有對應的元件,增強了學生對實驗內容的感性認識與理性認識。
4.元件與單元電路性能實驗,在小系統環境中進行:這樣有利于學生理解該元件和該單元用于何處、它們的性能對整個系統的影響,有利于學生知識的鞏固和實際應用。
5.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。

TRY-KZ9電力電子技術與自動控制系統實驗實訓裝置



三、 電力電子技術實訓裝置,自動控制系統實訓臺裝置的配置說明
1.PE-1 電源控制屏
(1)交直流電源
三相四線(或五線)電網輸入經電源總開關漏電保護器(容量10A,漏電動作電流≤30mA,動作時間≤0.1S)和交流接觸器再到三相隔離變壓器給實訓設備供電;通過起動、停止、急停按鈕控制交流接觸器,設有供電指示燈及缺相指示。
控制屏的供電由三相電網經三相漏電保護開關、電網電壓指示表、熔斷器、啟/停按鈕控制交流接觸器輸出,具有漏電聲光告警、過流保護等功能,同時配有一只急停按鈕,便于切斷電源,還配有一只指針式交流電壓表,通過切換和轉換開關,可方便地指示三相電網和三相調壓輸出的每一相的線電壓。
(2)同步變壓器:一組三相同步變壓器,380V/15V三只。
(3)直流勵磁電源:220V/0.5A,具有輸出短路保護。
(4)交流電參數表
①交流真有效值數字電壓表1只,測量范圍0~500V,量程自動切換,三位半數顯,精度0.5級,輸入阻抗10MΩ。
②交流真有效值數字電流表1只,測量范圍0~5A,量程自動切換,三位半數顯,精度0.5級,具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源等功能。
(5)交直流電源、直流儀表
提供~220V/24V、20V、±15V、±12V、±5V,100VA直流電源(具有短路及過載保護功能),,單相同步變壓器(包括~220V/~60V、~30V、~15V、雙~7V)、三相同步變壓器(380V/15V),給定顯示與0~±15V給定,直流300V/2.5級中零表一只、2A/2.5級中零表一只。
提供3位半直流數顯300V電壓表儀表1只,提供3位半直流數顯2000mA毫安表表1只。
(6)智能故障考核實訓組件
提供藍色寬屏液晶智能故障考核儀一只,一次故障設置多達24個,并帶有擴展接口,可擴展更多的故障設置。故障設置方便、靈活,可以對學生的技能進行鑒定考核。
2.PE-2 實訓桌
實訓桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固,形狀似長方體封閉式結構,造型美觀大方;設有抽屜、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寬敞舒適的工作臺面。實訓桌底部裝有四個帶剎車的萬向輪,
3.DQ03-1提供固定電機的導軌、編碼器測速系統及智能數顯轉速表(帶0-10V速度反饋,并可在線設置編碼器分辨系數,速度反饋系數,提供人機交互界面)
(1)電機導軌平整度好,無應力變形,加工精細,同心度好,互換性好,能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲,電機運行噪聲小,實驗參數典型,能較好滿足實驗要求。導軌還帶有便攜式手柄和減振底腳。
(2)測速可以實現電機轉速0~9999r/min的精確測量,并通過單片機實現轉速數字信號與電壓信號的線性轉換V=f(n),能提供精確穩定的轉速反饋電壓信號,正反轉輸出電壓對稱性誤差≤1‰,克服了采用測速發電機測速精度低、測量范圍小、對稱性差及非線性變化等缺點。
4.DQ09 直流他(并)勵電動機(1500r/min)
5.DQ10三相鼠籠式異步電動機(380 /Y /220V/△)、0.5A、100W、1420r/min)
6.DQ07-1 直流發電機(1500r/min)
7.DQ29-1可變電阻器
提供阻值容量150W 、1.5A 、0~90Ω/×2連續可調的瓷盤電阻器1只及150W 、0.5A 0~900Ω/×2連續可調的瓷盤電阻1只,電阻接線端均已連接至操作面板上,可方便地組合串聯、并聯、串并聯等多種方式使用,可在0.5A、1A、1.5A、3A不同電流要求的負載下使用。
8.PE-15晶閘管及電抗器組件
提供6只單向晶閘管,帶阻容保護電路,另提供0~700mH帶抽頭電抗器,分為100mH,200mH,700mH三檔。
9.PE-26A新型電力電子器件
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTR新型電力電子器件,可測定其特性曲線;與新器件驅動與保護電路組件配套使用,可完成電力電子新器件的驅動與保護實訓。
提供3只雙向晶閘管,帶阻容保護,用于交流調壓電路、單相三相交流調功。
提供功率器件及功率器件的驅動與保護電路,以及PWM波形發生器。
10.PE-26B電力電子器件驅動與保護電路實驗箱
(1)其中IGBT的驅動電路采用專用芯片EXB841,其他驅動電路由運放、門電路及分立元件組成。
PWM波形發生器:以SG3525為核心的PWM波形發生器主要是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。頻率范圍分為2檔,通過鈕子開關切換,高頻檔是為MOSFET和IGBT驅動電路提供PWM波形,頻率調節范圍4kHz~10kHz;低頻檔是為GTR驅動電路提供PWM波形,頻率調節范圍400Hz~1kHz;占空比在各頻率點上均能從0%調至100%。
11.PE-16 三相TCA785脈沖列觸發電路組件
提供由西門子TCA785等專用的集成觸發電路構成的三相觸發電路、正橋功放電路。
12.DK05 晶閘管觸發電路組件
提供由分立元件構成的單結晶體管觸發電路,兩路由分立元件構成的鋸齒波同步移相觸發電路I和Ⅱ,可完成單相晶閘管全控及半控整流實驗;一路KC05集成鋸齒波觸發電路。
(1)提供由獨立器件以BT33為核心的鋸齒波觸發電路,可完成單相鋸齒波晶閘管觸發電路實訓內容;
(2)提供由獨立器件組成的典型正弦波同步移相觸發電路,以原理性的形式,與晶閘管組合成同步觸發實訓電路。
(3)提供鋸齒波同步移相觸發電路Ⅰ、Ⅱ,與晶閘管組合,可完成單相晶閘管全控及半控整流實訓內容。
(4)提供以KC05集成塊為核心的鋸齒波觸發電路,與晶閘管組合,可完成單相全波半控整流電路及交流調壓電路實訓內容
13. PE-07 IGBT直流斬波電路。
EXB841實現的IGBT直流斬波;頻率1.2K,占空比12%-98%。
14.DK19-1半橋型開關穩壓電源電路
提供了半橋型開關穩壓電源的主電路和控制電路,主電路中的電力電子器件為電力MOSFET管;控制電路采用專用PWM控制集成電路SG3525,采用恒頻脈寬調制控制方案??赏瓿伞伴_關電路在開環與閉環下負載特性的測試”以及“電源電壓波動對輸出的影響”等實訓內容。直流輸出0~15V/2A,具有短路及過載保護功能。
15.PE-12 GTR單相并聯逆變電路組件
提供555時基電路作為逆變觸發電路,工作頻率可以從45Hz~55Hz之間調節,功率主回路采用GTR功率三極管作為開關器件,完成單相并聯逆變電路實訓內容。
16. PE-19 單相SPWM控制(IGBT)H型交直交變頻電路組件
提供單相SPWM控制(IGBT)H型交直交變頻電路,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。能完成如下實訓項目:
(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。
SPWM發生器核心為兩片ICL8038集成函數信號發生器,采用IR2110專用集成(IGBT)驅動芯片,載波頻率調節范圍50~10KHz,基波頻率調節范圍5~60Hz。
17.DK06-2直流調速組件(Ⅰ)
提供用于調速系統的速度、電流調節器(調節器I、II)、轉速變換器(FBS)、電流反饋和保護電路(FBC+FA)、給定及反號器(AR)等,實訓時可以靈活改變系統的控制參數,觀測不同的參數對系統的動態性能、穩態性能穩定性及相應時間等影響;更可以讓學生從調速系統的各種參數(如電機的機電時間常數等)出發對調節器的放大倍數及積分時間的參數分別設計,同時進行實際結果的驗證。
18.PE-21 燈組負載
提供三只絲口型220V/ 25W彩色燈泡負載,可作為單、三相負載,實訓結果直觀。
19.PE-24步進電機的驅動運行電路
提供步進電機及步進電機驅動器一套。
20.PE-25 交流伺服電機及驅動系統
提供交流伺服電機及伺服驅動器一套。
21.PE-26 PWM直流脈寬不可逆調速系統
提供基于SG3525的PWM直流脈寬不可逆調速系統實驗輔件。
22.SY06 實訓連接線及配件
根據不同實訓項目的特點,配備兩種不同的實訓聯接線,強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線,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,這樣大大提高了實訓的安全及合理性。

四.電力電子技術實訓裝置,自動控制系統實訓臺人身安全保護體系
(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,然后經接觸器到隔離變壓器,使輸出與電網隔離(浮地設計)。
(2)電壓型漏電保護器1:對隔離變壓器前的線路出現的漏電現象進行保護,使控制屏內的接觸器跳閘,切斷電源。
(3)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。
(4)實驗連接線及插座:強、弱電連接及插座分開,不能混插。強電連接線及插座采用全封閉工藝,使用安全、可靠、防觸電。

五.電力電子技術實訓裝置,自動控制系統實訓臺可完成的實訓內容

1.電力電子器件特性
(1)晶閘管(SCR)
(2)雙向晶閘管(TRIAC)
(3)電力晶體管(GTR)
(4)場效應管(MOSFET)
(5)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)
2.觸發(驅動)單元電路的測試
(1)單結晶體管觸發電路(分列元件)
(2)正弦波同步移相觸發電路(分列元件)
(3)鋸齒波移相觸發電路(分列元件)
(4)KC05鋸齒波觸發電路
(5)EXB841大規模集成(絕緣柵雙極型晶體管IGBT)驅動與保護電路
(6)電力晶體管(GTR)驅動與保護電路
(7)功率場效應管(MOSFET)驅動與保護電路
(8)三相TCA785脈沖列觸發電路
(9)SG3525觸發模塊
(10)SG3525專用PWM控制電路
(12)IR2110專用集成(IGBT)驅動電路
3.電力電子電路
(1)單相晶閘管可控半波整流電路
(2)單相晶閘管半控橋式整流電路
(3)單相晶閘管全控橋式整流電路
(4)三相晶閘管可控半波整流電路
(5)三相晶閘管半控橋式整流電路
(6)三相晶閘管全控橋式整流電路
(7)GTR單相并聯逆變電路
(8)直流(IGBT)斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、 Cu k 斬波電路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波電路六種典型線路)
(9)單相(雙向晶閘管)交流調壓電路
(10)三相交流調壓電路(反并聯晶閘管)
(11)PWM控制(MOSFET)開關型穩壓電源電路
4.直流/交流電機調速實訓
(1)晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗 (SCR)
(2) 晶閘管直流調速系統主要單元的調試 (SCR)
(3) 轉速負反饋單閉環直流調速系統
(4) 轉速、電流雙閉環不可遞直流調速系統
(5) 轉速、電流雙閉環交流調壓調速系統的研究
(6) SG3525 直流脈寬不可逆調速系統 (PWM系統〉
5. 微特電機
(1)步進電機控制實驗
(2) 交流伺服電機控制實驗
(3)旋轉編碼器實驗

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