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DBC-2現代電力電子技術實驗裝置一、概述 DBC-2現代電力電子技術實驗裝置
DBC-2 現代電力電子技術實驗裝置
一、概述
DBC-2 現代電力電子技術實驗裝置，是依據西安交通大學王兆安編著的《電力電子技術》（第五版）、《半導體變流技術》教材實驗大綱的要求，吸收國內、外同類產品的優點，充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢，對原"DBC-1 電力電子技術及電機控制實驗裝置"在外形、功能上進行優化組合，精心研制而成。
(此圖片僅作為結構參考，具體實物要根據配置而定）
二、適用范圍
涵蓋了各高等院校等所開設的"電力電子技術"、"半導體變流技術"等專業課程所要求的實驗項目。
三、技術性能
1、輸入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)
2、工作環境: 溫度-10℃－+40℃ 相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m
3、裝置容量：＜1000W
4、外形尺寸：1700×700×1580 mm
四、裝置的基本裝備
1、DX-01電源控制屏（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板）
（1）交流電源（帶有過流保護措施）提供交流電源：三相交流電源(220V/1.5A)
（2）高壓直流電源：輸出220V/0.5A，具有輸出短路保護。
（3）數字式儀表
①．交流數字電壓表：可通過其下方的波段開關切換指示三相電網輸入線電壓，精度1.0級；
②．真有效值交流數字電壓表一只：測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯，為交流調速系統提供電壓指示。
③．真有效值交流數字電流表一只：測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，為調速系統提供電流的指示；
④．直流數字電壓表一只：測量范圍0～300V，三位半數顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級；
⑤．直流數字電流表一只：測量范圍0～5A，三位半數顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。
（4）帶鏡面的指針表：直流電壓表（測量范圍0～±300V，為中零式，精度為1.0級）直流電流表（測量范圍0～±2A，為中零式，精度為1.0級）
（5）三相可調電阻（90Ω×2/0.41A一個 、900Ω×2/0.41A兩個）
（6）平波電抗器：提供100mH、200mH、700mH電感，在1A下保持線性。
（7）給定：±15V可調電壓輸出，帶數顯，指示輸出電壓。
（8）單相調壓：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交流電源，并帶短路保護。
（9）三相整流濾波電路：可對單相及三相交流電源進行整流和濾波，具有輸出短路保護。
（10）變壓器：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），用于三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗。
（11）人身安全保護體系 三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與電網隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。
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。
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。
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。
（12）實驗管理器
具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
（13）控制屏其它設施 控制屏正面大凹槽內，設有兩根方型不銹鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有7芯、3芯等插座， 掛件的供電由這些插座提供。控制屏兩側設有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。
2、DX02實驗桌
實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體結構，造形美觀大方；設有兩個大抽屜，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。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調節機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。
3、DX03-1三相可控整流電路（一）
提供6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信號進行觸發（留有觸發脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實驗。 三相觸發電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過鈕子開關選擇雙窄脈沖或寬脈沖，同時提供六路觸發脈沖功放電路等。
4、DK05晶閘管觸發電路
提供單結晶體管觸發電路實驗、單相交流調壓觸發電路，鋸齒波同步移相觸發電路實驗，正弦波觸發電路及TCA785集成觸發電路。
5、DK05-1晶閘管觸發電路（二）
提供KC08交流調功觸發電路、及單相并聯逆變觸發電路實驗等。
6、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)中相關內容而設計。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（Buck Chopper）、升壓斬波電路（Boost Chopper）、升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實驗。
7、DK09新器件特性實驗
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，可完成電力電子新器件特性實驗。
8、DK13功率器件驅動與保護電路
主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅動電路及PWM波形發生器。
（1）電源：為驅動電路提供電源，包括±5V、±15V和+20V直流電源。
（2）驅動電路：包括GTO 和 GTR， MOSFET和IGBT的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用專用芯片EXB841，其它的由運放、門電路及分立元件組成。
（3）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擋，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和GTO驅動電路提供PWM波形，頻率調節范圍400Hz～1KHz；占空比可從 0%調至99%。
9、DK14單相交直交變頻原理
根據普通高等教育"九五"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。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。
10、DK19半橋型開關穩壓電源
提供了半橋型開關穩壓電源的主電路和控制電路，主電路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。可完成"開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"等實驗內容。
11、DX17實驗元器件
提供晶閘管（均設有RC吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法）二極管及燈座、RC吸收電路。
12、SY07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。
五、本裝置能開設的實驗項目（以上配置）
（一）電力電子技術（晶閘管部分）
1、單結晶體管觸發電路。
2、正弦波同步移相觸發電路實驗。
3、鋸齒波同步移相觸發電路實驗。
4、西門子TCA785集成觸發電路實驗。
5、單相半波可控整流電路實驗。
6、單相橋式半控整流電路實驗。
7、單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗。
8 三相半波可控整流及有源逆變電路實驗。
9、三相橋式半控整流電路實驗。
10、三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗。
11、單相交流調壓電路實驗。
12、單相交流調功電路實驗。
13、三相交流調壓電路實驗。
14、單向晶閘管(SCR)特性實驗。
（二） 電力電子技術（全控型器件特性部分）
1、可關斷晶閘管(GTO)特性實驗。
2、功率場效應管(MOSFET)特性實驗。
3、電力晶體管(GTR)特性實驗。
4、絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實驗。
5、可關斷晶閘管(GTO)驅動與保護電路實驗。
6、功率場效應管(MOSFET)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、絕緣雙極型晶體管(IGBT)驅動與保護電路實驗。
(三)典型電力電子器件線路實驗
1、直流斬波電路性能研究（IGBT，SG3525）:(1) 降壓斬波電路。(2)升壓斬波電路。(3)升降壓斬波電路。(4)Cuk斬波電路。(5)Sepic斬波電路。(6)Zeta斬波電路)。
2、半橋型開關穩壓電源的性能研究。
3、SPWM單相交直交變頻電路的性能研究。
六、實驗測量儀表組件、及掛箱明細表：
| 序號 | 編號 | 名 稱 | 數量 | 備注 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | DX01 | 電源控制屏 | 1套 | |
| 2 | DX02 | 實驗桌 | 1張 | |
| 3 | DX03-1 | 三相可控整流電路（一） | 1件 | |
| 4 | DK05 | 晶閘管觸發電路 | 1件 | |
| 5 | DK05-1 | 晶閘管觸發電路（二） | 1件 | |
| 6 | DK07 | 直流斬波實驗（六種典型線路） | 1件 | |
| 7 | DK09 | 新器件特性實驗 | 1件 | |
| 8 | DK13 | 功率器件驅動與保護電路 | 1件 | |
| 9 | DK14 | 單相交直交變頻原理 | 1件 | |
| 10 | DX17 | 實驗元器件 | 1件 | |
| 11 | DK19 | 半橋型開關穩壓電源 | 1件 | |
| 12 | SY07 | 高可靠護套結構插實驗連接線及配件 | 1套 |
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