广州现代电力电子技术实验装置 FCDD-1型电力电子技术实验实训台方案 电力电子综合试验台

广州现代电力电子技术实验装置   FCDD-1型电力电子技术实验实训台方案  电力电子综合试验台

 

FCDD-1型现代电力电子技术实验台   

设备特点

1、安全作为本设备重要考虑，设置有多重保护体系。

2、项目一体化教学模式设计本装置

2、所有线路学即可用，全部采用电力电子技术设计，与现在工业上使用芯片完全一致，不落伍。

装置的配置

1.输入电源：三相四线(或三相五线) ～380V±10%   50Hz

2.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

3.装置容量：＜1.5KVA

4.重    量：480Kg

5.外形尺寸：130×73×160cm3

实验实训项目

基础实验项目

1、晶闸管的认识与特性实验

2、IGBT的认识与特性实验(包含驱动)

3、MOSFET的认识与特性实验(包含驱动)

4、直流斩波实验（降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波的电路、

Cuｋ斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路）

(2)、SG3525芯片制作PWM发生器

(3)、单片机PWm发生器实验

(4)、IRS2110驱动实验

晶闸管基础实验

1、单相晶体管触发电路（TC785）

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、单相半波可控整流电路实验

5、单相桥式半控整流电路实验

6、单相桥式全控整流及有源逆变电路实验

7、三相半波可控整流电路实验(TC787)

8、三相桥式半控整流电路实验

9、三相半波有源逆变电路实验

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、单相交流调功电路实验

13、三相交流调压电路实验

   典型电力电子器件线路实验

1、单相正弦波脉宽调制（SPWM）逆变电路实验

2、全桥DC/DC变换电路实验

3、单相斩控式交流调压电路实验

直流电机调速实验

1、晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验

2、晶闸管直流调速系统主要单元调试

3、单闭环不可逆直流调速系统实验

4、双闭环不可逆直流调速系统实验

5、逻辑无环流可逆直流调速系统实验

6、双闭环控制直流脉宽调速系统（H桥、IGBT）

交流电机调速系统实验

1、双闭环三相异步电机调压调速系统实验

2、双闭环三相异步电机串极调速系统实验

数字控制实验

1、 CCS3.3集成环境认识.

2、点亮一个LED

3、 驱动液晶128*64

4、在LCD128*64上显示开发箱的温度

5、产生两路互补的PWM波.

6、+24V输入DC-DC升压.

7、+24V输入SPWM波调制输出

8、 模拟光伏并网发电系统

9、稳定输出220V-50Hz交流电

10、恒流LED驱动

线路研究实验

1、功率因数校正电路实验

2、开关电源综合实验

DSP交流变频调速（数字）

1、正交编码器测试

2、异步电机的SPWM变频调速系统（功率5KW）

3、异步电机的空间矢量控制的变频调速系统

4、采用DSP的异步电机直接转矩变频调速系统

5、采用DSP的异步电机磁场定向变频调速系统

 DSP直流调速（数字）

1、直流电机闭环调速实验（功率3KW）

五、设备配置

1.FCDT01电源控制屏

(1)交流电源

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。

(2)高压直流电源两路

提供220V(0.5A)励磁电源及0～250V(4A)连续可调稳压电枢电源(具有过压、过流、过热及短路软截止自动恢复保护功能)各一组，并设有直流数显电压表及切换开关。

(3)人身安全保护五大体系

设有三相隔离变压器一组(三相电源经钥匙开关、接触器后，到隔离变压器，再经三相调压器输出)，使输出与电网隔离，对人身安全起到一定的保护作用；

设有电压型漏电保护器1，如果隔离变压器前的线路有漏电现象，即能实施保护并切断电源；

设有电压型漏电保护器2,如果隔离变压器后的线路及实验过程中的接线等有漏电现象,即能告警并切断电源；

设有电流型漏电保护器，控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。实验连接线及插座，采用全封闭结构，使用安全、可靠、防触电。

(4)仪表保护体系

设有多只信号插座，与仪表相连，仪表超量程，即能告警并切断电源，对仪表起到良好的保护作用。

(5)实验管理器：具有设定时间、到时报警、切断电源及记录各种告警次数等功能。

(6)控制屏正面大凹槽内，设有两根不锈钢钢管，可挂仪表及实验部件。凹槽底部设有多个小圆形单相三芯220V电源插座，供仪表等部件供电用。控制屏两侧设有三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。设有实验装置照明用的220V、40W日光灯一盏。

2仪表面板

1）智能直流电压表

具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装、精度：不低于5位，1000V档位显示格式：999.99（带2个小数点），显示单位：V；100V档位显示：99.999（带3个小数点），显示单位：V；10V档位显示：9.9999（带4个小数点），显示单位：V；

2）智能直流电流表

具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装、精度：不低于5位，5A档位：4999.9（带1个小数点），显示单位：mA；1000mA档位：999.99(带2个小数点)，显示单位：mA；100mA档位：99.999(带3个小数点)，显示单位：mA。

3）智能真有效值交流电压表

具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装、精度：不低于4位，1000V档位显示格式：999.9（带2个小数点），显示单位：V；100V档位显示：99.99（带3个小数点），显示单位：V；10V档位显示：9.999（带4个小数点），显示单位：V；

4）智能真有效值交流电流表

具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装、精度：不低于4位，5A档位：4999.9（带1个小数点），显示单位：mA；1000mA档位：999.99(带2个小数点)，显示单位：mA；100mA档位：99.999(带3个小数点)，显示单位：mA。

5）智能功率功率因数表

由24位专用DSP、16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件上采用RTOS设计思路，同时配有PC监控软件来加强分析能力。能测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为1.0级，功率因数测量范围0.3～1.0，电压电流量程为450V和5A。具有通信接口。

3、FCDL-02实验桌

实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固，造形美观大方；设有两个大抽屉、柜门，用于放置工具、存放挂箱及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局。

4、FCDT03 晶闸管电路基础挂箱

提供12只大功率晶闸管器件、4只大功率二极管电路、电流反馈与保护电路、700mH可变电感等。

5、FCDT04晶闸管驱动电路挂箱

提供西门子TC787三相晶闸管专用电路，提供正反桥输出。

4、FCDT05晶闸管驱动挂件箱

提供TC785单相晶闸管驱动电路、正弦波同步触发电路、单结晶体管触发电路、锯齿波触发电路等

三、FCDT06电机调速电路挂箱

提供转速信号、反号器、电压隔离器、给定电路、2个调节器电路、电流反馈与保护电路等

8、FCDT07直流斩波实验挂箱

根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关的直流斩波内容而设计的；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。可完成教材中降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路（Boost Chopper）、升降压斩波电路（Boost-Buck Chopper）、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。

9、FCDT08 给定及实验器件挂箱

提供90欧双层1.2A可调负载、压敏电阻、给定电路等

10、FCDT09 驱动与保护电路挂箱

提供MOSFET驱动与保护电路、IGBT驱动与保护电路，设计采用STC芯片及电路、IRS2110驱动与保护电路等新型电路。

11、FCDT10 元器件挂箱1

提供实验用可调电阻和电容。

12、FCDT11元器件挂箱2

提供实验用可调电阻和整流电路等。

13、FCDT12整流与可调负载挂箱

提供三相芯式变压器等。

14、FCDT14单相交直交变频原理

根据普通高等教育“九五”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。

15、FCDT15双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统

通过对四个桥臂上IGBT管的触发控制，来实现对可逆直流他励电机进行调速的目的，主要由三大部分组成，即主回路部分、控制电路部分和调节部分。主回路由直流电源、四个IGBT管组成；控制回路部分由专用芯片产生PWM脉冲波，PWM波脉冲发生器产生的四路控制脉冲，分别驱动四个桥臂的IGBT管；调节部分由两个PI调节器组成，并通过速度环、电流环构成的反馈回路使电机的转速稳定运行在给定的转速下。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。

16、FCDT16直流调速实验挂箱

本挂箱采用MCU为主控单元，采用IGBT为主功率芯片，采用编码器和模拟量反馈输入，可以实现直流电机的多种控制方式。

17、FCDT17交流调速实验挂箱

整个系统包括硬件和软件两部分，硬件包括TMS320F28335控制部分、高频升降压电路、功率驱动部分及各种保护电路部分。面板上DSP PWM原理框图，控制板安装在挂箱内，控制板分DSP系统（DSP的FLASH内烧录有逆变测试程序）和功率驱动板，软件部分包括DSP软件和PC机软件，能完成开环和闭环等异步电机驱动实验，可提供升级的DTC直接转矩控制实验，FOC矢量控制实验。

18、FCDT18离网逆变器实验挂箱

整个系统包括硬件和软件两部分，硬件包括TMS320F28335控制部分、高频升降压电路、功率驱动部分及各种保护电路部分。面板上DSP PWM原理框图，控制板安装在挂箱内，控制板分DSP系统（DSP的FLASH内烧录有逆变测试程序）和功率驱动板，软件部分包括DSP软件和PC机软件。整个系统可实时采集并显示运行参数，并具备光伏电池的输出功率跟踪功能。系统配置如下：

1）、主控芯片：TI公司32位DSP TMS320F28335，本模块采用独立构成系统模式，可更换51系列、PIC、意法STR等公司单片机作为本实验系统的主芯片。

2）、显示器：128*64图形化液晶显示

2）、IGBT（MOS管驱动）驱动模块

3）、直流负载驱动MOS模块

3）、光电隔离模块

4）、12位以上AD数据采集模块；8位DA数据采集模块

5）、DC/AC逆变电路

6）、AC/AC升压

7）、AC/DC整流

8）、正弦逆变PWM电路

9）、电检测电路 

10）、调理电路

11）、并网电路

12）、并网信号检测

13）、输出电压检测调理电路

14）、滤波模块:LC滤波

15）、DS12C887时钟模块

16）、FLASH存储模块

17）、霍尔电流传感器

18）、电压传感模块

19）、集成温度传感器

26）、485通讯模块

27）、程序下载模块

19、FCDT19功率因数校正实验挂箱

主要有整流电路、升压变换器、控制电路三部分组成。控制电路采用功率因数控制芯片NCP1650和元器件组成,输出功率为100W（200V±5%，0.5A），工作频率为100kHz。采用模块化设计，通过适当的连线可以完成下列实验项目：

(1)无滤波电容整流电路带纯阻性负载的测试

(2)有滤波电容整流电路带纯阻性负载的测试

(3)整流电路有源功率因数校正的测试

(4)控制电路波形测试，功率栅极控制信号观察

(5)整流电路有源功率因数校正电路的性能测试

20、FCDT20开关电源综合实验挂箱

本挂箱提供海信液晶电视开关电源系统实验器材与电路，本电路带PFC等电路。

21、FCDT21不锈钢电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表

22、FCDT22三相异步电机(220V,370W)

23、FCDT23直流电机（2台，220V，180W）

24、FCDT24三相线绕式异步电动机

25、FCDT25线绕式异步电机转子专用箱一

 

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