YLDD-1P型電力電子技術實驗裝置

一、電力電子技術實驗裝置 概述

“YLDD-1P 型電力電子技術實驗裝置”依據高等院校統編教材《電力電子技術》（第四版）（西安交通大學王兆安編著）《半導體變流技術》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，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。本裝置適用于各類高等院校所開設的“電力電子技術(或稱半導體變流技術)”等專業課程所要求的實驗項目。

二、電力電子技術實驗裝置 特點

1、安全性可靠

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；根據不同實驗項目的特點，配備了兩種不同的實驗連接線，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），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。

2、擴展性強

能滿足各類學校相應課程的實驗教學，實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機地結合。裝置采用掛件式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

3、直觀性強

實驗掛件采用分隔結構形式，面板采用PCB烤漆工藝制成，正面為實驗原理圖和測試點，背面有對應的元件，增強了學生對實驗內容的感性認識與理性認識；面板布置合理，接插線方便，學生可獨立操作實驗，有利于提高學生實際動手能力。

4、實驗教學方便

配備相應的CAI多媒體光盤軟件，輔以動畫與講解，方便實驗教學。

5、系統性、先進性強

實驗涉及了常用的四大類變流技術實驗，且多為廣泛應用的實用電路，但為教學方便，又不失其簡潔性；本裝置又從新器件高度來考慮，加入了新器件的特性實驗、新器件的驅動以及典型的新器件應用的現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、電力電子技術實驗裝置 技術性能

1、輸入電源: 三相五線380V±10%，50HZ

輸入電源：單相輸入：220V   50HZ

2、工作環境: 溫度-10℃－+40℃　相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m

3、裝置容量：＜ 1KW

4、大負載電流：2.5A

5、外形尺寸：180×70×160

四、裝置的配備

 1、PDK-1電源控制屏（包括交流電源和直流電源）

1）交流電源

交流電源有兩部分，一部分是由三相380伏（線電壓）的電源經過主變壓器變換后成為50伏（線電壓）的三相交流電，供三相橋式全控整流電路的主電路使用。另一部分提供20伏(相電壓)的三相交流電為三相橋式全控整流電路提供同步信號。主變壓器和同步變壓器的原邊為三角形接法，副邊為星形接法。對于交流380伏電源進線，有三相開關控制其開斷，有電表顯示其電壓，主電路電源開關控制其是否對整流電路加主電源。

2）控制用直流電源

控制用直流電源有＋15和－15伏各兩組，實驗時只要把它們用插接線和實驗箱的＋15和－15伏連接即可。這兩組電源是共地的。控制電路電源開關可控制其的開斷。

使用＋15和－15伏電源時，要打開控制電源開關。

3）驅動用直流電源

驅動用直流電源部分包括一組＋24伏和四組獨立的＋24伏，供單相交直交變頻電路使用，驅動電路電源開關控制其開斷。

2 、PDK-2 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；左右設有兩個大抽屜(帶鎖)，用于放置工具及資料。右邊設有放置示波器用的可拆卸擱板。

3、PDK-3 顯示測量儀表

顯示部分包含交流電流表，交流電壓表，直流電流表，直流電壓表，電源線電壓指示儀表等，用以測量實驗電路的電流和電壓參數。

4、PDK-4 阻感負載模塊

負載為一組功率電阻和電感，電阻的功率為25瓦。實驗時學生可根據需要并聯或串聯組成合適的電阻。

電感分成兩段，一段為150mH，另一段為300mH，在組成阻感負載時根據實驗要求對電阻和電感的值進行配置，以組成具有合適阻抗角的負載。

5、PDK-5 三相橋式整流電路及觸發電路

用于三相橋式全控整流電路和單相交流調壓調功電路的晶閘管主電路及三相集成觸發電路。

三相全橋主電路有6只晶閘管，每只晶閘管均設有保險絲保護和RC阻容吸收濾波電路，晶閘管可通過外加信號進行觸發（留有觸發脈沖輸入接口）。觸發電路由3片集成觸發電路芯片KJ004和1片集成雙脈沖發生器芯片KJ041組成。面板上設有信號觀測孔及移向與偏移電壓調節旋鈕。

6、PDK-6 IGBT直流斬波電路模塊

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。該掛件主要有單相不控整流電路（提供直流電源），控制電路及主電路構成。控制電路以專用PWM控制芯片SG3525為核心構成，控制電路輸出占空比可調的矩形波，其占空比受uco控制。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、PDK-7 單相交直交變頻電路模塊

單相交直交變頻電路的主電路也是由交流電整流而得到的，而逆變部分采用單相橋式PWM逆變電路。逆變電路中IGBT 的驅動電路采用M57962L的芯片電路。控制電路以單片集成函數發生器ICL8038為核心組成，生成兩路PWN信號，分別用于控制 、 和 、 兩對IGBT。

8、PDK-8半橋型開關穩壓電源模塊

半橋穩壓電源模塊的輸入是交流50V，輸出為直流5V。主電路中采用的電力電子器件為美國IR公司生產的電力MOSFET，其型號為IRFP450，其主要參數為：額定電流16A，額定電壓500V，通態電阻0.4歐。控制電路以SG3525為核心構成。SG3525為美國SiliconGeneral公司生產的專用PWM控制集成電路，它采用恒頻脈寬調制控制方案，適合于各種開關電源、斬波器的控制。SG3525其內部包含精密基準源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器等，實現PWM控制所需的基本電路，并含有保護電路。

控制路的波形在控制開關和主開關中間的四個測孔。下面的一個是控制地，從上到下依次是三角波、PWM1、PWM2的測孔。

9、PDK-9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）或0-45Ω/2.6A（并聯）瓷盤可調電阻，為相應的實驗提供一個可調的阻性負載。

10、PDK-10 電力電子新器件特性實驗

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，與PDK-8配套使用，可測定其特性曲線。

11、PDK-11 實驗連接線及配件

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。

12、多媒體教學軟件

配備相應的CAI實驗多媒體教學光盤.

13、提供MATLAB/SimuLink 電力電子仿真實驗教學光盤一套。

五、實驗項目

1、單相半波可控整流電路實驗

2、單相橋式半控整流電路實驗

3、單相橋式全控整流實驗

4、三相半波可控整流電路實驗

5、三相橋式半控整流電路實驗

6、三相橋式全控整流實驗

7、單相交流調壓電路實驗

8、單向晶閘管(SCR)特性實驗

9、可關斷晶閘管(GTO)特性實驗

10、功率場效應管(MOSFET)特性實驗

11、電力晶體管(GTR)特性實驗

12、絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實驗

13、降壓斬波電路（Buck Chopper）實驗

14、升壓斬波電路（Boost Chopper）實驗

15、升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）實驗

16、Cuk斬波電路實驗

17、Sepic斬波電路實驗

18、Zeta斬波電路實驗

19、半橋型開關穩壓電源的性能研究實驗

20、電力電子技術仿真技術實驗（見光盤）

六、設備配置清單