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2024年4月18日電力電子綜合實訓(xùn)平臺,電力電子實訓(xùn)裝置

SBDD-2A型電力電子綜合實訓(xùn)平臺

電力電子綜合實訓(xùn)平臺、教學(xué)實訓(xùn)項目的主要目標是建設(shè)集電源模塊、儀表模塊、電力電子實驗配套模塊于一體的實驗裝置，能在裝置上完成典型電力電子實驗，適合本科院校的電氣工程及其自動化、新能源科學(xué)與工程、自動化等專業(yè)的《電力電子技術(shù)》等課程的實驗教學(xué)。平臺主體要求采用型材結(jié)構(gòu)，所有單元模塊需采用模塊化設(shè)計，方便維修及拓展實驗項目，交直流電源均需具有保護功能，儀表精度高方便學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)，同時配有數(shù)字化電力電子模塊、線上電力電子仿真軟件用以輔助教學(xué)。

(此圖片僅作為結(jié)構(gòu)參考，具體實物要根據(jù)配置而定）

一、概述

電力電子綜合實訓(xùn)平臺是依據(jù)西安交通大學(xué)王兆安編著的《電力電子技術(shù)》（第五版）、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》教材實驗大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。

二、適用范圍

現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗裝置涵蓋了各類院校所開設(shè)的"電力電子技術(shù)"、"半導(dǎo)體變流技術(shù)"等專業(yè)課程所要求的實驗項目。

三、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℃　相對濕度＜85％（25℃）　海撥＜4000m

3、裝置容量：＜1000W

4、外形尺寸：1650×700×1600 mm

四、裝置的基本裝備

1、DX01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（帶有過流保護措施）提供交流電源：三相交流電源220V/1.5A,經(jīng)過380V//220V 隔離變壓器輸出)

（2）高壓直流電源：輸出220V/0.5A，具有輸出短路保護。

（3）數(shù)字式儀表

①交流數(shù)字電壓表：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；

②真有效值交流數(shù)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(shù)顯。

③真有效值交流數(shù)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(shù)顯；

④直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～500V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級；

⑤直流數(shù)字電流表一只：測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有短路保護等功能。

（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(diào)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(diào)電壓輸出，帶數(shù)顯，指示輸出電壓。

（8）單相調(diào)壓：提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)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(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設(shè)計），對人身安全起到一定的保護作用。

電流型漏電保護裝置：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）控制屏其它設(shè)施控制屏正面大凹槽內(nèi)，可掛置實驗部件，凹槽底部設(shè)3芯插座，掛件的供電由這些插座提供。控制屏右側(cè)設(shè)有單相三極220V電源插座。

2、DX02實驗桌:外形尺寸為1600（長）*700（寬）*1600（高），實驗桌主體結(jié)構(gòu)全部采用高性能表面氧化的鋁型材及一次成型鋁壓鑄框架連接構(gòu)件，連接構(gòu)件采用壓鑄成型工藝（非焊接工藝），經(jīng)機加工、拋丸、噴砂，表面靜電噴涂工藝，安裝方便、快捷，用戶可自行DIY組裝。桌體立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套塑料堵頭。

3、DX03 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(shè)有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過外加觸發(fā)信號進行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設(shè)計性實驗。三相觸發(fā)電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過鈕子開關(guān)選擇雙窄脈沖或?qū)捗}沖，同時提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。

4、DK05晶閘管觸發(fā)電路 :提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實驗、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路，鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗，正弦波觸發(fā)電路及TCA785集成觸發(fā)電路。

5、DK07直流斬波實驗:根據(jù)西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第五版)中相關(guān)的直流斬波內(nèi)容而設(shè)計的；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�？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚�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。

6、DK09新器件特性實驗:提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，與給定模塊配套使用，可測定其特性曲線。

7、DK13功率器件驅(qū)動與保護電路:主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅(qū)動電路及PWM波形發(fā)生器。

（1）電源：為驅(qū)動電路提供電源，包括±5V、±15V和+20V直流電源。

（2）驅(qū)動電路：包括 MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路。其中IGBT的驅(qū)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(fā)生器：以SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要是為新器件驅(qū)動電路提供PWM驅(qū)動波形，可以通過頻率調(diào)節(jié)旋鈕進行頻率調(diào)節(jié)；通過占空比電位器來調(diào)節(jié)PWM波的占空比。頻率范圍分為2擋，通過鈕子開關(guān)切換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅(qū)動電路提供PWM波形，頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅(qū)動電路提供PWM波形，頻率調(diào)節(jié)范圍400Hz～1KHz；占空比可從　0%調(diào)至100%。

8、DK14單相SPWM交直交變頻原理:根據(jù)普通高等教育"九五"國家級重點教材王兆安，黃俊主編的《電力電子技術(shù)》（第四版）的內(nèi)容進行開發(fā)。用于展示交直交變頻原理，主要讓學(xué)生了解SPWM正弦波脈寬調(diào)制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅(qū)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(qū)動芯片的工作特性。

9、DK17 全橋DC/DC變換電路: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)動四個橋臂的IGBT管；

10、DK19半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源:提供了半橋型開關(guān)穩(wěn)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(diào)制控制方案�？赏瓿�"開關(guān)電路在開環(huán)與閉環(huán)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(nèi)容。

11、DX17實驗元器件:提供晶閘管（均設(shè)有RC吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內(nèi)部已連成三角形接法）二極管及燈座、RC吸收電路。

12、DK22單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路:單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路根據(jù)西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)中相關(guān)內(nèi)容而設(shè)計，實現(xiàn)單相交流調(diào)壓和交流調(diào)功的實驗內(nèi)容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流調(diào)壓實驗中采用由雙向觸發(fā)二極管構(gòu)成觸發(fā)控制電路；在交流調(diào)功實驗中采用由555時基電路組成觸發(fā)控制電路。

13、實驗連接線：根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結(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(yōu)點，插頭采用實芯銅質(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，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。

★ 14、配套教學(xué)資源（共1套）：

★A、在線教育課程開放平臺（具有軟件著作權(quán)，配1個登錄帳號）:

1）本系統(tǒng)是互通教學(xué)多元化管理平臺，將用戶傳統(tǒng)的各個平臺系統(tǒng)實施整合，集中互通管理，解決多平臺、多賬號難以管理、數(shù)據(jù)庫分散無法集中統(tǒng)計等問題。系統(tǒng)包含了：在線教務(wù)管理系統(tǒng)、在線課程資源管理平臺、在線習(xí)題庫平臺、在線考試考核平臺、線上視頻課程管理平臺及線上虛擬仿真教學(xué)管理平臺，真正意義的一站互通數(shù)據(jù)集中統(tǒng)計！

2）課程資源：多個微課視頻實拍采集教學(xué)視頻素材，后期影視包裝，片頭10秒左右，片尾5秒左右，視頻尺寸不低于1920*1080，視頻格式MP4、FLV等；多個虛擬仿真內(nèi)容采用unity引擎開發(fā)，在pc端win系統(tǒng)上運行（win7、win8、win10，注不包含win xp）軟件。

3）為了教學(xué)的統(tǒng)一性要求在線教育平臺與實訓(xùn)裝置是同一個生產(chǎn)商！

4）部分微課內(nèi)容舉例：

學(xué)習(xí)項目	學(xué)習(xí)任務(wù)	參考課時
項目一、三相異步電動機啟動線路制作、調(diào)試與故障排除	任務(wù)一：識別低壓電器及異步電動機	2
	任務(wù)二：點動與自鎖正轉(zhuǎn)控制線路的實施	12
	任務(wù)三：聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路的實施與檢測	12
	任務(wù)四：Y-△降壓啟動控制線路分析與接線	6
	任務(wù)五：三相異步電動機順序控制線路安裝與測試	6
項目二三相異步電動機行程控制線路的設(shè)計及實施	任務(wù)一：電動葫蘆控制線路設(shè)計及實施	6
項目二三相異步電動機行程控制線路的設(shè)計及實施	任務(wù)二：工作臺自動往返線路設(shè)計及實施	4
項目三三相異步電動機制動控制線路分析設(shè)計及實施	任務(wù)一：三相異步電動機反接制動控制線路安裝與測試	4
項目三三相異步電動機制動控制線路分析設(shè)計及實施	任務(wù)二：三相異步電動機能耗制動控制線路安裝與測試	4
項目四卷簾門控制電路的安裝、調(diào)試及故障排除	任務(wù)一：卷簾門控制電路的安裝、調(diào)試及故障排除	10
	任務(wù)二：卷簾門PLC控制電路設(shè)計	4
	任務(wù)三：卷簾門PLC控制控制程序設(shè)計與調(diào)試	6
項目五傳送帶送料裝置控制線路的安裝、調(diào)試及故障排除	任務(wù)一：傳送帶送料裝置控制電路安裝、調(diào)試及故障排除	10
	任務(wù)二：用PLC技術(shù)實現(xiàn)傳送帶送料裝置控制	4
	任務(wù)三：編寫調(diào)試PLC程序及系統(tǒng)總調(diào)試	6

15、輔助教學(xué)數(shù)字資源軟件（網(wǎng)絡(luò)版）

（1）電機與變壓器仿真教學(xué)軟件（正版3D軟件，有軟件著作權(quán)，便于升級）

電機與變壓器仿真教學(xué)軟件依據(jù)《職業(yè)院校數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范》（教職成函[2015]1 號）與教育部頒布的有關(guān)專業(yè)教學(xué)大綱而設(shè)計，選取典型的電機與變壓器，圍繞其核心知識點和技能點展開，兼顧教師的課堂教學(xué)，力爭達到軟件的職業(yè)性、情境性、過程性、交互性的相互交融。

本軟件包括功率電機、控制電機、信號電機和變壓器4個實驗單元，共18個典型的實驗項目，每個實驗項目下設(shè)有外形結(jié)構(gòu)、工作原理、拆裝過程、故障檢測、常見應(yīng)用、考考你等數(shù)目不等實驗任務(wù)。

本軟件既可支持教師的課堂演示教學(xué)，亦可支持學(xué)生進行課前預(yù)習(xí)，重點支持學(xué)生在理論課后進行的自主仿真實驗，并可在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)技能考核。

（2）電力拖動仿真教學(xué)軟件（正版3D軟件，有軟件著作權(quán)，便于升級）

本產(chǎn)品依據(jù)中華人民共和國勞動和勞動安全行業(yè)標準（LD/T81.1-2006）《職業(yè)技能實驗和鑒定設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范》與教育部有關(guān)專業(yè)教學(xué)大綱而設(shè)計，內(nèi)容包括三相異步機單向轉(zhuǎn)動控制等30個實驗項目，涵蓋維修電工初級、中級、高級主要實驗項目，每個項目又根據(jù)需要設(shè)有實驗?zāi)康�、實驗器件、實驗電路、電路原理、器件布局、元件檢查、通電運行、通電運行、故障排除等多種訓(xùn)練任務(wù)。軟件以技能為核心，項目為引領(lǐng)、任務(wù)為驅(qū)動，職場環(huán)境為背景，操作步驟為主線，學(xué)生交互訓(xùn)練為主體，具有三維可視化、智能化、全交互的特點，集職業(yè)性、情境性、過程性、交互性于一身，性價比極高。為職業(yè)教育與技能實驗、鑒定信息化、現(xiàn)代化提供了不可或缺的豐富資源。

（3）電工作業(yè)培訓(xùn)（用電安全與觸電急救）仿真教學(xué)軟件（正版3D軟件，有軟件著作權(quán)，便于升級）

本產(chǎn)品依據(jù)中華人民共和國勞動和勞動安全行業(yè)標準（LD/T81.2－2006）《"維修電工"職業(yè)技能實驗和鑒定設(shè)備技術(shù)規(guī)范》與教育部有關(guān)專業(yè)教學(xué)大綱而設(shè)計研制。該軟件采用二維與三維結(jié)合的虛擬畫面，教導(dǎo)學(xué)生電工基礎(chǔ)知識和用電的安全及急救方法。包含電工初步知識（電工基礎(chǔ)、電工儀表使用、導(dǎo)線安全連接、安全用電工具、安全用電標志），觸電急救（觸電的方式、安全防護措施、接地與接零保護、人工呼吸，心肺復(fù)蘇等急救方法），風(fēng)險排除（滅火器類型、滅火器的使用），電工電子基本操作（包括低壓電器、電機與變電器、照明電路、電子技術(shù)）等4大模塊，15個實驗單元，72個實驗項目。軟件以技能為核心，操作步驟為主線，以學(xué)生交互訓(xùn)練為主體，具有三維可視化、智能化、全交互的特點，集職業(yè)性、情境性、過程性、交互性和靈活性于一身，性價比極高。為職業(yè)教育與技能實驗、鑒定信息化、現(xiàn)代化提供了豐富的教學(xué)資源。

五、本裝置能開設(shè)的實驗項目（以上配置）

（一）晶閘管觸發(fā)電路實驗項目

1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

2）正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗

3）鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗

4）單相集成鋸齒波觸發(fā)電路實驗（由 Tca785 組成）

5）三相集成鋸齒波觸發(fā)電路實驗（由 KC04/KC09 等組成）

（二）晶閘管線路實驗項目

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）單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

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）三相半波有源逆變電路實驗

7）三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

8）單相交流調(diào)壓電路實驗

9）單相交流調(diào)功電路實驗

10）三相交流調(diào)壓電路實驗

（三）電力電子器件特性及驅(qū)動保護實驗項目

1）單向晶閘管（ SCR ）特性實驗

2）可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性實驗

3）功率場效應(yīng)管（MOSFET）特性實驗

4）功率晶體管（GTR ）特性實驗

5）絕緣雙極性晶體管（IGBT）特性實驗

6）可關(guān)斷晶閘管（GTO）驅(qū)動與保護電路實驗

7）功率場效應(yīng)管（MOSFET）驅(qū)動與保護電路實驗

8）功率晶體管（GTR）驅(qū)動與保護電路實驗

9）絕緣雙極性晶體管（IGBT）驅(qū)動與保護電路實驗

（四）典型新器件線路實驗

1）單相正弦波脈寬調(diào)制（ SPWM ）電源逆變電路實驗

2）半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究

3）直流斬波電路的性能研究（降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、 Cuｋ斬波電路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波電路）

序號	編號	名稱	數(shù)量
1	DX01	電源控制屏	1套
2	DX02	實驗桌	1張
3	DX03	三相可控整流電路（一）	1件
4	DK05	晶閘管觸發(fā)電路	1件
5	DK07	直流斬波實驗（六種典型線路）	1件
6	DK09	新器件特性實驗	1件
7	DK13	功率器件驅(qū)動與保護電路	1件
8	DK14	單相交直交變頻原理	1件
9	DK17	全橋DC/DC變換電路	1件
10	DK19	半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源	1件
11	DX17	實驗元器件	1件
12	DK22	單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路	1件
13	連接線	高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插實驗連接線及配件	1套
14	輔助教學(xué)軟件資源	1.在線教育課程開放平臺 2.電工作業(yè)培訓(xùn)教學(xué)軟件（用電安全與觸電急救仿真教學(xué)軟件） 3.電機與變壓器仿真教學(xué)軟件 4.電力拖動仿真教學(xué)軟件	1套網(wǎng)絡(luò)版

2024年4月18日 電力電子綜合實訓(xùn)平臺,電力電子實訓(xùn)裝置

2024年4月18日電力電子綜合實訓(xùn)平臺,電力電子實訓(xùn)裝置