一、概述
“FCDD-1型電力電子及電氣傳動技術實驗裝置”依據(jù)高等院校教材《電力電子技術》(第四版)(西安交通大學王兆安編著)、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第三版）(上海大學陳伯時編著)等實訓大綱的要求，吸收國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，充分考慮了實訓室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性價比高。
二、特點
1、綜合性強 本裝置綜合了目前國內(nèi)各類學校電力電子、半導體變流、交直流調(diào)速、交流變頻、電機控制、控制理論等實訓項目。
2、適應性強 能滿足各類學校相應課程的實訓教學，深度和廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學的進程作有機的結(jié)合，裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實訓，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性強 從專用電源、電機及其它實訓部件到實訓連接專用導線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實訓的需要進行配套。
4、直觀性強 各實訓掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確，操作、維護方便。
5、科學性強 裝置占地面積少，節(jié)約實訓用房，減少基建投資；配套的小電機均經(jīng)特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數(shù)；小電機耗電省，節(jié)約能源，實訓噪聲小，整齊美觀，改善實訓環(huán)境；實訓內(nèi)容豐富，設計合理，除了加深理論知識外還可結(jié)合實際開設設計性實訓。
6、開放性強 控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，并設有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護等功能，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠；控制屏還設有定時器兼報警記錄儀，為學生實訓技能的考核提供一個統(tǒng)一的標準。由于整套裝置經(jīng)過精心設計，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠的工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良，所有這些均為開放性實訓室，創(chuàng)造了條件。
7、先進性強 本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實訓的基礎上，加入了新器件的特性、新器件的驅(qū)動以及典型的新器件應用的大量現(xiàn)代電力電子技術實訓，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。
三、適用范圍
本裝置涵蓋了各類院校等所開設的“電力電子技術(或稱半導體變流技術)”、“直流調(diào)速”、“交流調(diào)速”、“電機控制”、“電力拖動自動控制系統(tǒng)”及“控制理論”等專業(yè)課程所要求的實訓實訓項目。
四、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(huán)境: 溫度-10℃－+40℃ 相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m
3、裝置容量：＜1.5KVA
4、外形尺寸：187×72×162 cm
五、裝置的基本配備
1 DK01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：三相交流電源 220V 1.5A電流（帶有過流保護措施）
三相交流電源 380 5A （具有輸出短路保護）
（2）高壓直流電源
勵磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護。
（3）指針式儀表：
交流電壓表一只：可通過其下方的波段開關切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級;
(4)數(shù)字式儀表
1）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，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示；
2）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：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，具有超量程告警、指示等功能，為交流調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示；
3）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；
4）直流數(shù)字毫安表一只：測量范圍為0～2000mA，三位半數(shù)顯，精度0.5級。
7）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、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設計），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。
實訓連接線及插座：強、弱電連接線及插座分開，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。
8）實訓管理器
具有設定實訓時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區(qū)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。
9）控制屏其它設施
控制屏正面大凹槽內(nèi)，設有兩根不銹鋼管，可掛置實訓部件，凹槽底部設有3芯插座，掛箱的供電由這些插座提供?？刂破羶蛇呍O有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設有實訓臺照明用的40W日光燈一盞。
2、DK02實訓桌
實訓桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)，造形美觀大方；設有兩個大抽屜、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。實訓桌還設有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于移動和固定，有利于實訓室的布局。
3、DQ03-1不銹鋼電機導軌、1024光碼盤測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
4、DQ27三相可調(diào)電阻（每組900Ω×2/0.41A）
5、DK03晶閘管主電路
提供12只5A/1000V的晶閘管，分成正、反橋兩組，每只晶閘管均設有保護裝置，正、反橋晶閘管可通過外加信號進行觸發(fā)（留有觸發(fā)脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實訓；設有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±2A，精度1.0級各一只和平波電抗器一組。
6、DK04三相晶閘管觸發(fā)電路
提供三相觸發(fā)電路、功放電路等，與“DK03”配套使用。
7、DK05 單相晶閘管觸發(fā)電路實訓
提供單結(jié)晶體管、正弦波同步移向、鋸齒波同步移向、單相交流調(diào)壓、TCA785集成觸發(fā)電路。
8、DK06電機調(diào)速控制實訓（Ⅰ）
提供以下模塊：給定（帶數(shù)顯）、調(diào)節(jié)器I、轉(zhuǎn)速變換（FBS）、調(diào)節(jié)器II、反號器（AR）、電流變換（FBC）、電壓隔離器（TVD）。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的比例增益由電位器調(diào)節(jié)。
9、DK08給定及實訓器件
提供給定（±15V可調(diào)電壓輸出）、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、24V電源及電感。
10、DK09新器件特性實訓
提供SCR、MOSFET、IGBT、、GTR新器件，與DK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅(qū)動特性實訓。
11、DK11單相調(diào)壓與可調(diào)負載
提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應的實訓提供可調(diào)電源；一個整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯(lián)）或0～45Ω/2.6A（并聯(lián)）瓷盤可調(diào)電阻，為相應的實訓提供一個可調(diào)的阻性負載。
12、DK12變壓器實訓
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），用于異步電機串級調(diào)速實訓和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實訓；還設有三相不控整流電路等模塊。
13、DK13功率器件驅(qū)動電路實訓箱
主要是為完成新器件特性實訓提供驅(qū)動和保護電路，使學生了解電力電子新器件的驅(qū)動特性。主要包括電源、驅(qū)動電路、PWM波形發(fā)生器。
（1）電源：為驅(qū)動電路提供電源，包括±5V、+20V、±15V直流電源。
（2）驅(qū)動電路：包括MOSFET、IGBT的驅(qū)動電路。其中IGBT的驅(qū)動電路采用了專用芯片EXB841。
（3）PWM波形發(fā)生器：由SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要為新器件驅(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 頻率調(diào)節(jié)范圍4KHz～10KHz。
14、DK14單相交直交變頻原理
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》(第四版)的相關內(nèi)容進行開發(fā)，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(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。
15、DK18電機調(diào)速控制實訓（Ⅱ）
提供以下模塊提供以下模塊：零電平檢測（DPZ）、轉(zhuǎn)矩極性鑒別（DPT）、邏輯控制（DLC）。
16、DK20直流斬波實訓
根據(jù)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)中相關的直流斬波內(nèi)容而設計的；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。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訓。
17、DQ07-1直流發(fā)電機
18、DQ09直流并勵電動機
19、DQ11三相線繞式異步電動機
20、DQ11三相鼠籠異步電動機
21、DQ12線繞式異步電機轉(zhuǎn)子專用箱
22、三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)（提供三菱D720變頻器）
23、實訓連接線：根據(jù)不同實訓項目的特點，配備兩種不同的實訓聯(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，兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實訓的安全及合理性。
六、本裝置能開設的實訓項目
（一）電力電子技術實訓
單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
鋸齒波同步移相觸發(fā)電路
單相半波可控整流電路
單相橋式半控整流電路
單相橋式全控整流電路及有源逆變電路
三相半波可控整流電路實訓
三相半波有源逆變電路
三相橋式半控整流電路
三相橋式全控整流及有源逆變電路
單相交流調(diào)壓電路
單相交流調(diào)功電路
三相交流調(diào)壓電路
直流斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型線路)
單相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變電路實驗
電力二極管特性與保護實訓
單向晶閘管（SCR）特性實訓
可關斷晶閘管（GTO）特性實訓
功率場效應管（MOSFET）特性實訓
電力晶體管（GTR）特性實訓
絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實訓
可關斷晶閘管（GTO）驅(qū)動與保護實訓
功率場效應管（MOSFET）驅(qū)動與保護實訓
電力晶體管（GTR）驅(qū)動與保護實訓
絕緣雙極型晶體管（IGBT）驅(qū)動與保護實訓
（二）直流電機調(diào)速系統(tǒng)實訓
1）晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試
2) 晶閘管直流電機開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
3）帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
4) 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
5) 電壓、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
6) 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
（三）交流電機調(diào)速系統(tǒng)實訓
1) 雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
2) 雙閉環(huán)三相異步電機串級調(diào)速系統(tǒng)
3）三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)實訓:
①變頻器的認識
②變頻器的參數(shù)設定與操作
③變頻器的面板控制
④變頻器的電位器控制
⑤變頻器的多段速控制
⑥三相異步電動機的變頻調(diào)速
七、裝置的配置清單：
|
序號 |
編號 |
名 稱 |
數(shù)量 |
備注 |
|
1 |
DK01 |
電源控制屏 |
1件 |
|
|
2 |
DK02 |
實訓桌凳 |
1張 |
|
|
3 |
DQ03-1 |
不銹鋼電機導軌、1024光電編碼器及智能數(shù)顯轉(zhuǎn)速表 |
1件 |
|
|
4 |
DQ27 |
三相可調(diào)電阻（每組900Ω*2/0.41A） |
1件 |
|
|
5 |
DK03 |
三相晶閘管主電路 |
1件 |
|
|
6 |
DK04 |
三相晶閘管觸發(fā)電路 |
1件 |
|
|
7 |
DK05 |
單相晶閘管觸發(fā)電路 |
1件 |
|
|
8 |
DK06 |
電機調(diào)速控制實訓（Ⅰ） |
1件 |
|
|
9 |
DK08 |
給定及實訓器件 |
1件 |
|
|
10 |
DK09 |
新器件特性實訓 |
1件 |
|
|
11 |
DK11 |
單相調(diào)壓與可調(diào)負載 |
1件 |
|
|
12 |
DK12 |
變壓器實訓 |
1件 |
|
|
13 |
DK13 |
功率器件驅(qū)動電路實訓箱 |
1件 |
|
|
14 |
Dk14 |
單相交直交變頻原理 |
1件 |
|
|
15 |
DK18 |
電機調(diào)速控制系統(tǒng)（Ⅱ） |
1件 |
|
|
16 |
DK20 |
直流斬波實訓（六種典型線路） |
1件 |
|
|
17 |
DQ07-1 |
直流發(fā)電機 |
1臺 |
|
|
18 |
DQ09 |
直流并勵電動機 |
1臺 |
|
|
19 |
DQ10 |
三相鼠籠異步電機 |
1臺 |
|
|
20 |
DQ11 |
三相線繞式異步電動機 |
1臺 |
|
|
21 |
DQ12 |
線繞式異步電機轉(zhuǎn)子專用箱 |
1件 |
|
|
22 |
DK28 |
三相異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng) |
1件 |
|
|
23 |
FC06 |
高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插實訓連接線及配件 |
1套 |
|
