一、 技術(shù)性能要求
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℃) 海拔<4000m
3. 裝置容量:<1.5kVA
4. 外形尺寸:187.3cm×72.5cm×162.2cm
二、 系統(tǒng)組成要求
1. 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)三相缺相指示、相序檢測及過壓指示
當(dāng)輸入設(shè)備的三相電源電壓缺少任何一路或者兩路,控制屏面板上相應(yīng)指示燈亮;當(dāng)三相電源正常時(shí)自動檢測輸入電源的相序關(guān)系,當(dāng)電網(wǎng)電壓值大于255V時(shí)自動發(fā)出告警信號。
(2)交流電源(均帶有過流保護(hù)措施)
提供交流電源:直流調(diào)速檔為三相交流電 200V/3A
交流調(diào)速檔為三相交流電 240V/3A
(3)高壓直流電源
勵(lì)磁電源:220V/0.5A,具有輸出短路保護(hù)。
(4)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,精度1.0級。
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,為交流調(diào)速系統(tǒng)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)提供電壓指示。
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,具有超量程告警、指示及切斷總電源功能,為調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。
④ 直流數(shù)字電壓表一只:測量范圍0~300V,三位半數(shù)顯,輸入阻抗為10MΩ,精度0.5級,為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示。
⑤ 直流數(shù)字電流表一只:測量范圍為0~5A,三位半數(shù)顯,精度0.5級,具有超量程報(bào)警、指示、切斷總電源等功能,為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。
(5)人身安全保護(hù)體系
① 三相隔離變壓器一組:三相電源首先通過三相漏電保護(hù)器,然后經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器,使輸出與電網(wǎng)隔離(浮地設(shè)計(jì)),對人身安全起到一定的保護(hù)作用。
② 電壓型漏電保護(hù)器1:對隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù),使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘,切斷電源。
③ 電壓型漏電保護(hù)器2:對隔離變壓器后的線路及實(shí)驗(yàn)過程中的接線等出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù),發(fā)出聲光報(bào)警信號并切斷電源,確保人身安全。
④ 電流型漏電保護(hù)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。
⑤ 實(shí)驗(yàn)連接線及插座:強(qiáng)、弱電連接及插座分開,不能混插。強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉工藝,使用安全、可靠、防觸電。
(6)定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀
平時(shí)作為時(shí)鐘使用,具有設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、提前提醒后切斷電源等功能,還可以自動記錄由于接線或操作錯(cuò)誤所造成的告警次數(shù)。
(7)控制屏其它設(shè)施
控制屏正面大凹槽內(nèi),設(shè)有兩根不銹鋼管,可掛置實(shí)驗(yàn)部件,凹槽底部設(shè)有12芯、10芯、4芯、3芯等插座,掛件的供電由這些插座提供??刂破羶蛇呍O(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座,還設(shè)有實(shí)驗(yàn)臺照明用的40W日光燈一盞。
2. 實(shí)驗(yàn)桌
實(shí)驗(yàn)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(jiān)固,形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu),造型美觀大方;設(shè)有兩個(gè)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(gè)寬敞舒適的工作臺面。實(shí)驗(yàn)桌還設(shè)有四個(gè)萬向輪和四個(gè)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),便于移動和固定,有利于實(shí)驗(yàn)室的布局。
3. 不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
包括日本歐姆龍1024光電編碼器及固定電機(jī)的不銹鋼導(dǎo)軌等。不銹鋼導(dǎo)軌平整度好,無應(yīng)力變形,加工精細(xì),同心度好,互換性好,能保證電機(jī)與電機(jī)、電機(jī)與測功機(jī)之間連接的同心度不超過±5絲,電機(jī)運(yùn)行噪聲小,實(shí)驗(yàn)參數(shù)典型,能較好滿足實(shí)驗(yàn)要求。
4. 三相可調(diào)電阻(每組900Ω×2/0.41A)
作為實(shí)驗(yàn)中的可調(diào)電阻性負(fù)載用。
5. 三相可調(diào)電抗器
每相均由一個(gè)127V/0.5A的固定電抗器和一個(gè)0~250V的自耦調(diào)壓器組成,既可作固定電感和可調(diào)電抗器使用,也可作自耦調(diào)壓器使用。
6. 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(shè)有過流、過壓保護(hù)裝置,正、反橋晶閘管可通過外加信號進(jìn)行觸發(fā)(留有觸發(fā)脈沖輸入接口),可更好的完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);設(shè)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。
7. 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“DJK02”配套使用。
8. 晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路、TCA785集成觸發(fā)電路共五個(gè)觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)。
9. 電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)(I)
提供以下模塊:電流反饋與過流保護(hù)(FBC+FA)、給定器(G)、轉(zhuǎn)速變換器(FBS)、反號器(AR)、電壓隔離器(TVD)、調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的反饋電阻、電容均外接(從DJK08上獲得),實(shí)驗(yàn)時(shí)可以靈活改變系統(tǒng)的參數(shù),觀測不同的參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性及相應(yīng)時(shí)間等影響;更可以讓學(xué)生從調(diào)速系統(tǒng)的各種參數(shù)(如電機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)等)出發(fā)對調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時(shí)間的參數(shù)分別設(shè)計(jì),同時(shí)進(jìn)行實(shí)際結(jié)果的驗(yàn)證,從而完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
10. 電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)(II)
提供以下模塊:轉(zhuǎn)矩極性鑒別(DPT)、零電平檢測(DPZ)及邏輯控制器(DLC),與DJK04配合使用完成邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
11. 給定及實(shí)驗(yàn)器件
提供給定(±15V可調(diào)電壓輸出)、壓敏電阻(作為過壓保護(hù)元件,內(nèi)部已連成三角形接法)、二極管。
12. 新器件特性實(shí)驗(yàn)
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO、GTR電力電子器件,與DJK06等配套使用,可測定其特性曲線;與DJK12配套使用,可完成電力電子新器件的驅(qū)動特性實(shí)驗(yàn)。
13. 可調(diào)電阻、電容箱
提供耐壓AC63V的可調(diào)電容三組,調(diào)節(jié)范圍為0.1~11.37µF,0~999kΩ十進(jìn)制可調(diào)電阻兩組;供電流調(diào)節(jié)器,速度調(diào)節(jié)器反饋回路使用,可靈活改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時(shí)間。
14. 變壓器實(shí)驗(yàn)
提供三相芯式變壓器一個(gè)(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(jī)串級調(diào)速實(shí)驗(yàn)和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn);還設(shè)有三相不可控整流電路用來產(chǎn)生直流電源。
15. 直流斬波實(shí)驗(yàn)
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)的直流斬波內(nèi)容而設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)。
16. 直流發(fā)電機(jī):200V、1.1A、220W、1600r/min
17. 直流并勵(lì)電動機(jī):220V、1.1A、185W、1600r/min
18. 三相線繞式異步電動機(jī):220V/Y、0.6A、120W、1380r/min
19. 線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱
20. 整個(gè)實(shí)驗(yàn)室配置教師機(jī)掛件一套:
功率驅(qū)動保護(hù)組件
掛箱面板繪有功率驅(qū)動保護(hù)的原理框圖,驅(qū)動電路安裝在掛箱內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊、原理直觀。組件包括過壓、欠壓及過流保護(hù)電路;光耦隔離電路;IPM智能功率模塊等。此組件需要與DSP控制組件(PEC03/PEC03A/PEC05/PEC05A)配合使用。
DSP高性能變頻調(diào)速控制組件:采用TI公司32位DSP芯片TMS320F2812或TMS320F28335作為處理器,用戶可以根據(jù)需要選擇配置其中的一種,采用C語言編程,留有JTAG接口,配有DSP(USB2.0)專業(yè)仿真器,用于程序的下載、燒錄和二次開發(fā),同時(shí)具有液晶屏和薄膜按鍵組成的人機(jī)界面。此控制組件需要與PEC01功率驅(qū)動組件配合使用。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:(1)SPWM調(diào)制方式下V/F曲線測定;(2)馬鞍波調(diào)制方式下V/F曲線測定;(3)空間電壓矢量調(diào)制方式下V/F曲線測定;(4)正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn);(5)馬鞍波(三次諧波注入)調(diào)制變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn);(6)空間電壓矢量控制(SVPWM)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn);(7)磁場定向控制(FOC)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn);(8)直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)。PEC09 單相、三相整流與隔離變壓器組件提供一只0~250V/0.5kVA單相交流自耦調(diào)壓器,一個(gè)單相整流濾波電路,為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)提供可調(diào)電源;提供一個(gè)輸入電壓220V/1.5A,輸出電壓220V/1.5A的隔離變壓器,在完成PEC06能量回饋時(shí)實(shí)現(xiàn)隔離,提供一個(gè)三相整流濾波電路,為相應(yīng)實(shí)驗(yàn)提供直流電源。PEC11 有源電能質(zhì)量管理裝置
面板繪有有源電能質(zhì)量管理裝置原理框圖、各種接口及鍵盤液晶界面,控制板安裝在掛箱內(nèi)。掛件主要完成檢測電網(wǎng)給非線性負(fù)載的供電電流,實(shí)時(shí)計(jì)算電流中的無功成分和諧波含量,控制并網(wǎng)逆變器輸出與檢測到的電流相反,將負(fù)載中的諧波電流或諧波電流、無功電流抵消,從而使電網(wǎng)供電電流中不包含諧波或諧波、無功成分,減小電流畸變率,提高功率因數(shù)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:(1)PWM觀測實(shí)驗(yàn);(2)并網(wǎng)逆變器的鎖相實(shí)驗(yàn);(3)電流諧波成分檢測實(shí)驗(yàn);(4)電流無功、諧波成分檢測實(shí)驗(yàn);(5)利用調(diào)節(jié)有功電流來穩(wěn)定逆變器的直流電壓值實(shí)驗(yàn);(6)負(fù)載電流諧波補(bǔ)償實(shí)驗(yàn);(7)諧波、無功補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)。PEC14單/三相級聯(lián)多電平逆變器“單/三相級聯(lián)多電平逆變器”采用多個(gè)電壓型兩電平逆變器級聯(lián)組成,采用特定諧波消除PWM(SHEPWM)調(diào)制和載波移相PWM(PSPWM)調(diào)制等控制策略,可獲得多級電壓輸出和較大的輸出電壓,波形更接近正弦波,諧波含量少。采用掛箱結(jié)構(gòu),控制板安裝在掛箱內(nèi),面板繪有級聯(lián)多電平逆變器原理框圖,可通過面板上的接線端子自由組成單相七電平或三相三電平逆變器,同時(shí)留有PWM、電流、電壓等觀測孔,以及JTAG接口,配有DSP(USB2.0)專業(yè)仿真器,用于程序的下載和燒錄。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:(1)單相七電平階梯波控制實(shí)驗(yàn);(2)單相七電平特定諧波消除PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn);(3)單相七電平載波移相PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn);(4)單相七電平載波層疊PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn);(5)多電平PWM逆變器與兩電平逆變器比較實(shí)驗(yàn);(6)三相三電平特定諧波消除PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn);(7)三相三電平載波移相PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn);(8)三相三電平載波層疊PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn);(9)三相三電平空間矢量PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn)。
21. 實(shí)驗(yàn)連接線:根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn),配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)聯(lián)接線,強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)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(xì)的多股線,達(dá)到超軟目的,外包丁晴聚氯乙烯絕緣層,具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn),插頭采用實(shí)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(shí)驗(yàn)的安全及合理性。
22. 設(shè)備還配有歐式導(dǎo)線架,用于懸掛和放置實(shí)驗(yàn)專用連接導(dǎo)線,外形尺寸為530mm×430mm×1200mm,底部設(shè)有五個(gè)萬向輪,造型美觀大方。
三、 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1. 電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)驗(yàn)
(3) 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
(4) 西門子TCA785集成觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)
(5) 單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
(6) 單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
(7) 單相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
(8) 三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)
(9) 三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)
(10) 三相半波有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
(11) 三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)
(12) 單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
(13) 三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)
(14) 單向晶閘管(SCR)特性實(shí)驗(yàn)
(15) 可關(guān)斷晶閘管(GTO)特性實(shí)驗(yàn)
(16) 功率場效應(yīng)管(MOSFET)特性實(shí)驗(yàn)
(17) 電力晶體管(GTR)特性實(shí)驗(yàn)
(18) 絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實(shí)驗(yàn)
2. 典型電力電子器件線路實(shí)驗(yàn)
(1) 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)(IGBT)
3. 全數(shù)字電力電子新器件線路實(shí)驗(yàn)
(1) PWM觀測實(shí)驗(yàn)
(2) 并網(wǎng)逆變器的鎖相實(shí)驗(yàn)
(3) 電流諧波成分檢測實(shí)驗(yàn)
(4) 電流無功、諧波成分檢測實(shí)驗(yàn)
(5) 利用調(diào)節(jié)有功電流來穩(wěn)定逆變器的直流電壓值實(shí)驗(yàn)
(6) 負(fù)載電流諧波補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
(7) 諧波、無功補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
(8) 單相七電平階梯波控制實(shí)驗(yàn)
(9) 單相七電平特定諧波消除PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn)
(10) 單相七電平載波移相PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn)
(11) 單相七電平載波層疊PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn)
(12) 多電平PWM逆變器與兩電平逆變器比較實(shí)驗(yàn)
(13) 三相三電平特定諧波消除PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn)
(14) 三相三電平載波移相PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn)
(15) 三相三電平載波層疊PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn)
(16) 三相三電平空間矢量PWM調(diào)制實(shí)驗(yàn)
4. 直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
(1) 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實(shí)驗(yàn)(SCR)
(2) 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試(SCR)
(3) 單閉環(huán)(電壓單閉環(huán)、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)、電流單閉環(huán))不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(SCR)
(4) 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(SCR)
(5) 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(SCR)
5. 交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
(1) 雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(SCR)
(2) 雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串極調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(SCR)
6. DSP控制調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
(1) DSP控制高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(IPM)
(a) SPWM調(diào)制方式下V/F曲線測定
(b) 馬鞍波調(diào)制方式下V/F曲線測定
(c) 空間電壓矢量調(diào)制方式下V/F曲線測定
(d) 正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)
(e) 馬鞍波(三次諧波注入)調(diào)制變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)
(f) 空間電壓矢量控制(SVPWM)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)
(g) 磁場定向控制(FOC)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)
(h) 直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)
電力電子線路仿真實(shí)訓(xùn)軟件:本軟件包含多種典型電力電子線路的仿真實(shí)訓(xùn),每個(gè)仿真實(shí)訓(xùn)電路分為實(shí)訓(xùn)器材的認(rèn)識及功能介紹、原理仿真、實(shí)訓(xùn)操作、結(jié)果顯示等部分,學(xué)生可以利用軟件虛擬連接導(dǎo)線、信號源、示波器等??梢愿鶕?jù)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度選擇相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)線路進(jìn)行訓(xùn)練,使學(xué)生更快更好地學(xué)習(xí)相關(guān)知識和技能。電力電子仿真線路主要包含以下內(nèi)容:觸發(fā)(驅(qū)動)單元電路、單相不控整流電路、三相不控整流電路、晶閘管單相可控整流電路、晶閘管三相可控整流電路
單相有源逆變電路、三相有源逆變電路、晶閘管單相調(diào)壓電路、晶閘管三相調(diào)壓電路、GTR單相并聯(lián)逆變電路、直流(IGBT)斬波電路(包括降壓斬波電路、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SPWM控制(IGBT)H型交直交變頻電路、PWM控制(MOSFET)開關(guān)型穩(wěn)壓電源電路、專用 PWM 集成電路控制的直流PWM可逆供電電路、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)電路、晶閘管交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)電路、晶閘管交流串級調(diào)速系統(tǒng)電路、直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)電路、電力電子典型線路的裝調(diào),為保證投標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)參數(shù)的真實(shí)性,因此在中標(biāo)公告發(fā)出7天內(nèi),簽訂合同前請中標(biāo)商提供一要滿足招標(biāo)要求的樣機(jī)測試。
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