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HL-ZLTB电力电子及电机拖动综合实训设备实验教学平台考核装置
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HL-ZLTB电力电子及电机拖动综合实训装置 一、概述 电力电子及电机拖动综合实训装置主要是用于机电及自动化各专业的如下专业课程：电机原理与电力拖动（电机与电气控制），电力电子技术（功率电子技术），电气传动控制系统（运动控制系统）等的实验教学工作，应能够担负完成相关实验教学任务，并拥有足够扩展自由度，以适应未来进一步的深化研究要求。 二、产品特点 1、采用固定式模块（负载、交直流电源、质量重的模块采用固定式结构）和挂箱式模块相结合的独特结构设计，不仅减少了老师实验前的准备工作强度，也为实验台功能的扩展提供了方便。 2、该实验台在完成传统的实验项目的同时，突出对现代电力电子器件和现代控制理论的研究。整个现代电力电子、电气传动实验及电机拖动实验。 学生通过完成以上实验，能对各种器件在不同的场合的应用有了深刻的了解，对目前流行的各种线路均能熟练掌握，直至能够独立地设计各种线路甚至系统。 3、实验装置设置了完善的人身安全和设备安全保护功能。设备的交流电源的输出设计了过流保护功能，并在各触发脉冲观察孔端设有高压保护电路，功率器件设有安全保护线路。为了不使强电信号加入弱电电路中，采用了三种实验导线，使学生接线时高低压线路不会插错，而导致低压电路的损坏。 4、实验装置设置了完善的人身安全和设备安全保护功能。设备的交流电源的输出设计了过流保护功能，并在各触发脉冲观察孔端设有高压保护电路，功率器件设有安全保护线路。为了不使强电信号加入弱电电路中，采用了三种实验导线，使学生接线时高低压线路不会插错，而导致低压电路的损坏。 5、实验电机：采用的实验电机功率在100-200W之间，均经过特殊设计，其参数和特性可模拟中小型电机。 三、产品技术条件 1、整机容量：＜1.5kVA； 2、工作电源：～3N/380V/50Hz/3A； 3、尺 寸：1800mm*750mm*1650mm 4、重 量：＜150kg 四、完成的实验项目 电力电子实验 1、电力电子技术（传统的整流） （1）单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验 （2）正弦波同步移相触发电路实验 （3）锯齿波同步移相触发电路实验 （4）单相桥式半控整流电路实验 （5）单相桥式全控整流电路实验 （6）单相桥式有源逆变电路实验 （7）三相半波可控整流电路的研究 （8）晶闸管三相半波有源逆变电路的研究 （9）三相桥式半控整流电路实验 （10）三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 （11）单相交流调压电路实验 （12）三相交流调压电路实验 2、电力电子技术（全控型器件典型线路部分） （1）直流斩波电路（Buck、Cuk、Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta等六种电路）的性能研究 3、电力电子调速部分 （4）交流变频调速实验 电机拖动实验 1、直流电机实验 （1）电机学认识实验 （2）直流发电机实验 （3）并励直流电动机: 工作特性、机械特性、调速特性、直接法测定效率 2、异步电机实验 （1）三相笼型异步电动机的工作特性: 空载试验、短路试验、负载试验 （2）三相异步电动机的起动与调速 （3）单相电容起动异步电动机: 空载试验、短路试验、负载试验 （4）异步电动机的 M- S 自动测绘 3、电动机机械特性的测定 （1）直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性 （2）三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性 （3）三相异步电机M-S 曲线的测绘 4、同步电机实验 （1）三相同步发电机的运行特性 （2）三相同步发电机的并联运行:并网实验、并网发电机的有功与无功调节、V 形曲线 （3）三相同步电动机的并联运行:异步起动、 V 形曲线、工作特性 （4）三相同步发电机参数的测定
五、产品技术功能说明 1、实验台的安全保护说明 1）设备的人身安全保护 ◆三相隔离变压器的浮地保护,将实验用电与电网完全隔离，对人身安全起到有效的保护作用； ◆三相电源输入端设有电流型漏电保护器，设备的漏电流大于30mA即可断开开关，符合国家标准对低压电器安全的要求； ◆三相隔离变压器的输出端设有电压型漏电保护，一旦实验台有漏电压将会自动保护跳闸。 ◆强电实验导线采用全塑封闭型手枪式导线，导线内部为无氧铜抽丝而成发丝般细的多股线，质地柔软，护套用粗线径、防硬化化学制品制成，插头采用实芯铜质件，避免学生触摸到金属部分而引起的双手带电操作触电的可能。 2）设备的安全保护体系 ◆三相交流电源输出设有电子线路及保险丝双重过流及短路保护功能，其输出电流大于3A即可断开电源，并告警指示； ◆晶闸管的门阴极和各触发电路的观察孔设有高压保护功能，避免学生误接线； ◆实验台采用三种实验导线，相互间不能互插，强电采用全塑型封闭安全实验导线，弱电采用金属裸露实验导线（其实芯铜直径大于强电导线），观察孔采用2＃实验导线，避免了学生误操作将强电接到弱点的可能； ◆实验台交直流电源设有过流保护功能。 2、控制屏技术说明 1）HLME-02实验桌 实验桌为钣金结构，桌面采用高密度度防腐防火板。造型美观大方，设有两只抽屉和存放柜，用于置放工具，挂箱及资料等。实验桌设有四个轮子，便于移动和固定，有利于实验室布置。 2）HLME-01电源控制屏 ◆ 提供三相0～450V可调交流电源，同时可得到单相0～250V可调电源(配有一台三相同轴联动自耦调压器（规格1.5KVA、0～450V），克服了三只单相调压器采用链条结构或齿轮结构组成的许多缺点)。可调交流电源输出处设有过流保护技术，相间、线间过电流及直接短路均能自动保护，克服了调换保险丝带来的麻烦。配有三只指针式交流电压表，通过切换开关指示三相电网电压和三相调压电压。 3）HLME-01A辅助功能屏 ◆电机励磁电源 提供一组直流电机励磁电源，具有独立电源开关并配有一只数字电压表。 ◆直流电动机电枢电源 提供0-250V(3A)电枢电源，具有过压、过流、过热及短路软截止自动恢复保护功能一组，并设有直流数显电流表及电源开关。 4）其它：提供多功能单相三芯电源插座2只。 3、常用实验部件的技术说明 1）HLYB09直流数字仪表 直流电压表1只：采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计尔成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围0-500V。测量精度为0.5级。 直流电压表2只：采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计尔成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围：0-5A。测量精度为0.5级。 2）HLYB10交流数字电压表 交流电压表三只：具有通信接口、具有多档位自动量程、工业级柜装48mm*96mm、精度：0.5级、量程：0-500V、显示单位：V，带RS485通讯协议。内置TVS保护电路；通信地址即通信波特率可通过轻触面板按键修改/查询信地址0位广播地址，非常方便学生实验时学习通讯实验，可使用地址为1~255，通信波特率可选择为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。 3）HLYB11交流数字电流表 交流电流表三只：具有通信接口、具有多档位自动量程、工业级柜装48mm*96mm、精度：0.5级、量程：0-5A、显示单位：A，带RS485通讯协议。内置TVS保护电路；通信地址即通信波特率可通过轻触面板按键修改/查询信地址0位广播地址，非常方便学生实验时学习通讯实验，可使用地址为1~255，通信波特率可选择为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。 4）HLYB12数字单相功率、功率因数表 提供能测量电路的电压、电流、功率因数、频率、视在功率、有功功率、无功功率。功率测量精度为0.5级，功率因数测量范围0.3～1.0，电压电流量程为0-500V/0-5A（从0V/A起可测）。具有抗干扰功能。能自动判别负载性质（感性显示"L"，容性显示"C"，纯电阻不显示）。带RS485通讯协议。内置TVS保护电路；通信地址即通信波特率可通过轻触面板按键修改/查询信地址0位广播地址，非常方便学生实验时学习通讯实验，可使用地址为1~255，通信波特率可选择为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。 5）HLDL-10A晶闸管触发电路Ⅰ组件 提供TCA785集成触发电路，锯齿波同步触发电路、正弦波同步触发电路引出各观察孔，使学生能够直观的了解各种触发电路的工作原理过程，每个触发电路的触发信号分别已经连到对应的晶闸管，操作方便安全。 6）HLDL-11A三相触发电路Ⅰ组件 触发电路：采用数字集成电路，抗干扰能力强，三相脉冲间隔均匀，一致性好，产生双窄脉冲，脉冲移相范围为0－160°。在面板上可观察三相同步电压的六个脉冲波形，并通过“Uct”端对a角进行控制。另有两脉冲控制端“Ublr”、和”Ublf”，分别对I、II组脉冲放大电路进行控制并配有电流反馈与过流保护，可用于电流闭环实验。 7）HLDL-12三相晶闸管主回路组件 主回路：由12只可控硅，6只二极管以及平波电抗器，RC吸收回路组成。可控硅采用上海整流器厂生产的6A/800V金属封装，过载能力强、可靠性高、干扰能力强的可控硅。触发电路通过琴键按钮进行控制。 直流电压表：提供测量范围±300V电压表1只。 直流电流表：提供测量范围±2A电流表1只。 8）HLDL-13A电机调速控制电路Ⅰ 提供以下模块：反号器、零封锁器、给定电压、转速变换、转速调节器单元和电流调节器单元。配有调节器的反馈电阻、电容，实验时可以灵活改变系统的参数，观测不同的参数对系统稳定性及相应时间等影响；更可以让学生从调速系统的各种参数(如电机的机电时间常数等)出发对调节器的放大倍数及积分时间的参数分别设计，同时进行实际结果的验证，从而完成设计性实验。 8）HLME10三相可调电阻器(三组90Ω×2/1.5A瓷盘电阻) 9）HLME11三相可调电阻器(三组900Ω×2/0.5A瓷盘电阻) 10）HLME12可调电阻器 提供90Ω×2/1.5A及900Ω×2/0.5A瓷盘电阻各一组，线绕式异步电动机转子专用电阻（分 0Ω、2Ω、5Ω、15Ω）。 11）HLME13三相可调电抗器 每相均由一个127V/0.5A的固定电抗器和一个0～250V的自耦调压器组成。 12）HLME30波形测试及开关板 由变压器波形测试部分和两个三刀双掷开关、一个双刀双掷开关组成。同步机励磁电源。 13）HLME31旋转灯、并网开关 由并网用的三组指示灯（红、黄、绿各两只）、一组并网开关。 14）HLME4三相芯式变压器 三相不控整流电路和三柱铁芯结构的三相三绕组变压器，每柱铁芯上均装高压、中压和低压三个绕组，其额定值分别为127V/0.4A、63.6V/0.8A、31.8V/1.6A。 15）MD44多功能测试仪（整个实验室配1套，教师机使用） 显示采用4.3寸4/3 TFT彩色液晶，可进行触摸控制，中文界面； 具有双通道，输入可选择DC/AC两种，显示栅格可设置为10mV、20mV、50mV、100mV、200mV、500mV、1V、2V、5V，测试口可选择X1、X10，可直接输入电压20V不损坏； 带宽10MHz，垂直分辨率12位，时基50us、100us、200us、500us、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、50ms、100ms、200ms、500ms、1s、2s、5s； 触发模式上升沿、下降、外部触发沿可选； 可自动测量峰峰值、平均值、均方根、幅值、频率、周期； 波形运算可选择A+B、A-B、A×B、A/B、FFT； 显示模式可选择正常显示、XY显示； DDS信号源，输出三角波、方波、正弦波，幅度0~3V可调，偏置电压0~±3V可设置分辨率10位，0V偏置时波形在0V对称； 可测量三极管放大电路静态工作点与动态特性； 可DDS扫频示波器测量电路频率特性并自动绘制f-db曲线； 测量结果的波形及数据可通过USB接口保存到外部设备。 提供设计原理图文件、PCB文件、技术说明文件、源代码工程及源文件。 16）HLPE-15直流斩波电路 提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。可完成降压斩波电路(Buck ChopDLr)、升压斩波电路(Boost ChopDLr)、升降压斩波电路(Boost-Buck ChopDLr)、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。所有电路采用分立元件学生通过自己搭建进行实验。 17）HLPE-16单相交直交变频原理 根据普通高等教育“九五”国家级重点教材，王兆安，黄俊主编的《电力电子技术》(第四版)的相关内容进行开发，用于展示交直交变频原理，让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成，了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用。能完成如下实验项目：（1）SPWM波形成的过程；（2）交直交变频电路在不同负载（电阻，电感和电机）时的工作情况和波形，并研究工作频率对电路工作波形的影响；（3）IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。 18）HLPE-17双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统 提供主回路、控制电路和调节控制三大部分，主回路由四个IGBT组成，控制部分使用专用PWM发生器SG3525，调节控制部分设有零速封锁器、给定、电流反馈调节、速度反馈调节、速度调节器和电流调节器，其中速度调节器和电流调节器的反馈电阻、电容均外接，实验时可以灵活改变，更可以完成设计型实验。 本挂箱可完成的实验项目有：(1)全桥DC/DC变换电路实验；(2)双闭环可逆直流脉宽调速实验。 4、电机导轨及电机技术说明 （1）DJ02直流并励电动机：PN=185W，nN=1600r/min，IN=1.1A，UN=220V （2）DJ11三相线绕式异步电动机：PN=100W,IN=0.6A,nN=1400r/min，UN=220，Y 接法 （3）DJ09校正直流测功机：UN=220V、IN=2.0A、PN=350W、nN=1500r/min，即可作电动机又可作测功机使用。 （4）DJ-30三相同步电机：作电动机时，220V/Y、0.35A、90W、1500r/min；作发电机时，220V/Y、0.45A、170W、1500r/min。 （5）DJ01电机导轨、光电码盘和转速表 含有编码器、电动机及固定电机的安装导轨以及数字式转速表配有模拟量输出，保证电机与电机之间同轴的同心度不超过±5丝。 5、HLPJ-01实验导线 实验连接导线采用高可靠全封闭手枪插型式，内部为无氧铜抽丝而成发丝般细的多股线，质地柔软，护套用粗线径、防硬化化学制品制成，插头采用实芯铜质件。强弱电分开。 六、配置清单
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