ZRDDZ-04电力电子及自动控制技术实验台

一、基础简介

“电力电子及自动控制技术实训台”依据高等院校统编教学资料及实训指导书《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学*兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》（第三版）(上海大学陈伯时编著)等实训大纲的要求，吸收国内、外同类产品的优点，充分考虑了实训室的现状和发展趋势，精心研制而成。在同类产品中构造合理、功能完善、可靠性好、性价比高。
二、特别点
1、综合性强本装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直线DC调节速度、交流AC变频、电动机控制、控制理论等实训项目。
2、适应性强能适用各类学校相应课程的实训教学，深度和广度可按照需要作灵活调节，普及与提升可按照教学的进程作有机的集合，装置应用积木式构造，更换便捷，如需要拓展功能或研发新实训，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性强从专用电源、电动机及其它实训部件到实训连接专用导线配套齐全，配套部件的功能、规格等均密切集合实训的需要实行配套。
4、直观性强各实训挂式模块件应用分隔构造形式，结合套件面板示意、图线分明，各挂式模块件任务明确，实操、维护便利。
5、科学性强装置占地面积少，节约实训用房，减少基建投资；配套的小电动机均经特殊设计，可模仿中小型电动机的特性和功能数值；小电动机耗电省，节约能源，实训噪声小，整齐美观，改善实训环境；实训内容丰富，设计合理，除了深入理论知识外还可集合实际开设设计性实训。
6、开放性强控制屏供电应用三相隔离变压器隔离，并设定有电压（V）型漏电保护装置和电流（A）型漏电保护装置，保证实操者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠；控制屏还设定有定时器兼报警记录仪，为学生实训技能的考核提供一个统一的标准。由于整套装置经过精心设计，加上可靠的元件重量及可靠的工序技艺作为保障，产品功能优良，全部这些均为开放性实训室，创造了条件。
7、先进性强本装置着重从新器件高度来考虑，在保留了晶闸管实训的基础上，加入了新器件的特性、新器件的驱动以及典型的新器件应用的大量现代电力电子技术实训，让学生对新器件有足够的认知和理解，紧跟时代步伐。
三、适用界限
本装置涵盖了各类院校等所开设的“电力电子技术(或称半导体变流技术)”、“直线DC调节速度”、“交流AC调节速度”、“电动机控制”、“电力拖动自动控制系统”及“控制理论”等专业课程所要求的实训实训项目。
四、技术功能
1、写入电源:三相四线(或三相五线380V±10％50HZ)
2、作业环境:温度-10℃－+40℃　相对湿度＜85％（25℃）海拨＜4000m
3、装置容量：＜1.5KVA
4、外观尺寸：1870×70×1580mm3

五、装置的基础配备装备

1、DK01电源控制屏（钢制双层亚光密纹喷塑构造，金属铝面板）

（1）交流AC电源（均带有过流保护措施）

提供交流AC电源：三相交流AC电380V/5A

三相交流AC电220V/3A（隔离输出）

（2）高压直线DC电源
励磁电源：220V（0.5A），具有输出短路保护。

（3）指针式仪表：

交流AC电压（V）表一只：可经过其下方的波段开关变换指示三相电网写入线电压（V），精度1.0级;

(4)数字式仪表

1）真有效值交流AC数字电压（V）表一只：测量界限0～500V,测量范围自动判别、自动变换，精度0.5级，三位半数字显露，为交流AC调节速度系统提供电压（V）指示；

2）真有效值交流AC数字电压（V）表一只：测量界限0～5A，测量范围自动判别、自动变换，精度0.5级，三位半数字显露，具有超测量范围警报、指示等功能，为交流AC调节速度系统提供电流（A）指示；

3）直线DC数字电压（V）表一只：测量界限0～500V，三位半数字显露，写入阻抗为10MΩ，精度0.5级；

4）直线DC数字mA毫安表一只：测量界限为0～5A，三位半数字显露，精度0.5级。

5）虚拟多用表功能数值：

交流AC电压（V）测量范围档位分：10、50、250、1000

直线DC电压（V）档位分：0.25、1、2.5、10、50、250、1000

欧姆档分：x1，x10，,100，,1000，,1K，x10K，x100K

电流（A）表档位：50μa、0.5、5、50、500

BATT：1.2-3.6V，RL=12Ω

BUZZ：R×3

红外发射检验测试功能：垂直角度±15°距离1-30cm

三极管测量孔

6）人身安全保护体系

三相隔离变压器一组：三相电源首先经过三相漏电保护器，然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使输出与电网隔离（浮地设计），对人身安全起到一定的保护作用。

电流（A）型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流（A）超过一定值，即切断电源。

电压（V）型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电压（V）超过一定值，即切断电源。

实训连接线及插座：强、弱电连接线及插座分开，不能混插。强电连接线及插座应用全封闭工序技艺，使用安全、可靠、防触电。

7）实训管理器

具有设定实训时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录与区分由于接线或实操错误所造成的漏电警报、仪表超测量范围警报等。

8）控制屏其它设施

控制屏正面大凹槽内，设定有两根圆钢管，可挂置实训部件，凹槽下部设定有3芯插座，箱式挂式模块件的供电由这些插座提供。控制屏两边设定有一相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座，还设定有实训台照明用的40W日光灯一盏。

　2、DK02实训桌
实训桌为钢制双层亚光密纹喷塑构造，桌面为防火烧、防水浸、耐磨损高密度板,构造坚固，形状似长方体封闭式构造，造形美观大方；设定有两个大抽屉、储物柜门，用来放置工量具、放置挂式模块件及图纸文档实训指导书等。桌面用来装配电源控制屏并提供一个宽敞舒适的作业台面。实训桌还设定有四个万能转向轮和四个固定调动机构，方便位移和固定，有利于实训室的布置。
3、DQ03-1固定电动机导轨、测速系统及智能数字显露转动速度表（带测速反馈）

4、DQ27三相可调电阻（每组900Ω×2/0.41A）
5、DK03晶闸管主电子回路
提供12只5A/1000V的晶闸管，，每只晶闸管均设定有保护装置，晶闸管可经过外加信号实行触发（留有触发脉冲写入连接口），可更好的完成设计性实训；设定有带镜面精密指针式直线DC电压（V）表±300V，精度1.0级带镜面直线DC电流（A）表±2A，精度1.0级各一只和平波电抗器一组。
6、DK04三相晶闸管触发电子回路
提供三相触发电子回路、功放电子回路等，与“DK03”配套使用。
7、DK05一相晶闸管触发电子回路实训

提供单结晶体管触发电子回路、正弦波同步移相触发电子回路、锯齿波同步移相触发电子回路、一相交流AC调压触发电子回路及西门子TCA785包括触发五种电子回路。

8、DK06电动机调节速度控制实训（Ⅰ）

提供以下模型块：给定（带数字显露）、调动器I、转动速度变换（FBS）、调动器II、反号器（AR）、电流（A）变换（FBC）、电压（V）隔离器（TVD）。其中调动器I和调动器II的比例增益由电位器调动。

9、DK06-1电动机调节速度控制电子回路（II）

提供以下模型块：零电平检验测试（DPZ）、转矩极性鉴别（DPT）、逻辑控制（DLC）。

10、DK07直线DC斩波实训

按照西安交通大学*兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关的直线DC斩波内容而设计的；提供构成直线DC斩波电子回路所需的元件和应用专用的PWM控制包括电子回路SG3525。可完成教学资料及实训指导书中降压斩波电子回路（BuckChopper）、升压斩波电子回路（BoostChopper）、升降压斩波电子回路（Boost-BuckChopper）、Cuk斩波电子回路、Sepic斩波电子回路、Zeta斩波电子回路六种典型实训。

11、DK08给定及实训器件

提供给定（±15V可调电压（V）输出）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连成三角形接法）、二极管等。

12、DK09新器件特性实训

提供TRICA、SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，与DK13配套使用，可完成电力电子新器件的驱动特性实训。

13、DK10可调电阻、电容箱
提供耐压AC63V的可调电容三组，调动界限为0.1～11.37µF，0～999kΩ十进制可调电阻两组；供电流（A）调动器，速度调动器反馈线路使用，可灵活改变调动器的放大倍数及积分时间。

14、DK11一相调压与可调负载

提供了一只0～250V/0.5KVA一相交流AC自耦调压器，为相应的实训提供可调电源；一个整流滤波电子回路以及0～90Ω/1.3A（串联）或0～45Ω/2.6A（并联）瓷盘可调电阻，为相应的实训提供一个可调的阻性负载。
15、DK12变压器实训
提供三相芯式变压器一个（该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的电压（V）为127V/63.6V/31.8V），用来异步电动机串级调节速度实训和三相桥式、一相桥式有源逆变电子回路实训；还设定有三相不控整流电子回路等模型块。

16、DQ07-1直线DC发电动机（220V、240W、1500r/min）

17、DQ09直线DC并励电动机（185W，220V，1500r/min）

18、DQ11三相线绕式异步电动机：220V/Y、0.6A、120W、1380r/min

19、GDQ12线绕式异步电动机起动与调节速度电阻箱

提供0、2欧、5欧、15欧、35欧五档同轴联调的三相绕线异步电动机转子起动、调节速度电阻一组。

20、实训连接线：

按照不一样实训项目的特别点，配备装备两种不一样的实训联接线，强电部分应用高可靠护套构造手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面应用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头应用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分应用弹性铍轻铜裸露构造联接线，两种导线全部只能协作相应内孔的插座，这样大大提升了实训的安全及合理性。

21、维修电工电子电动机与职业资格培训考评拟真系统

本系统为apk的格式，可在PC端使用，也可在位移端使用，本系统即可手动设定故障也能自动设定故障，本系统经过电子回路图中绿色的框选用手动设定故障点（*多可以设定39个故障点），也可以经过系统自动实行随机1个故障点设定，随机两个故障点设定，随机三个故障点设定，随机四个故障点设定，随机五个故障点设定，本系统内有工量具箱，元件库，放大镜，电子回路图等功能，可经过工量具箱可选用万用表实行检验测试，经过元件库选用合适的元件，经过放大镜可以清楚的理解各个元件及电子回路。本系统经过电动机星三角启动控制电子回路故障的设定，并经过种种排查，让学生理解电动机星三角启动控制电子回路的作业原理及电子回路构造。

拓展模型块：本系统基于unity3d研发，内置实训步骤、实训指导书、电子回路图、结合套件清单、连接线路、接通电源、电子回路图、场景重置、返回等按钮，在连线及代码正确后，可以经过启动/停止、正向动作、反向动作按钮实操三维（3D）机床模型动作，在连接线路状态下，三维（3D）机床模型可实行放大/缩小、平移。

继电器控制：阅读实训指导书，并进入实训，经过认识阅读电子回路图，选用结合套件清单中的继电器、热继电器、开关等元件以拖拽的形式布置至电器储物柜中，限位器放置于三维（3D）机床模型上，可选用盖盖子，部分元件名称可重命名，然后点击连接线路按钮，将端子对端子实行连线，将机床电子回路连接成功后，选用接通电源，实行实操，若结合套件或线路连接错误将弹出提醒错误框，可随时实行场景重置。

plc控制：实训同继电器控制，多加PLC控制功能，在连线完成后，经过PLC编码按钮，进入程序语言编写界面，编写正向与反向2条程序，共有12个梯形图符文号，编写完成后，选用提供并上交实行程序检验。检验成功后，接通电源实行实操，结合套件、线路连接、代码错误将弹出提醒错误框，可随时实行场景重置。

单片机控制：实训同继电器控制，多加单片机控制功能，在连线完成后，经过C编码按钮进入编程界面，写入正确的C语言代码，提供并上交检验成功后，接通电源实行实操，结合套件、线路连接、代码错误将弹出提醒错误框，可随时实行场景重置。

22、电力电子拟真实训

应用matlabSimulink系统及电力电子拟真实训建模，经过模仿仪表器具设计所要实训的实训项目，查验数值、实训特性等实训要求，让实训更有趣味性和真实性。

23、虚拟频谱仪、逻辑解析仪、示波器、三用表拟真系统：

本系统为apk的格式，可在PC端使用，也可在位移端使用，本系统的功能有：电阻的测量、交流AC电压（V）的测量（测量变压器，若变压器测量烧坏多用表时，冒黑烟提醒并可以重置多用表）、晶体管的极性判别、直线DC电压（V）测量（通电流（A）表档时灯光亮）、直线DC电流（A）的测量、以及电容好坏的判别。本系统可随意拖动红色与黑色笔头，2个笔头拖拽至被测物体上定位时显露红圈，如未定位准确无红圈显露，可以在实行错误实操的时（如所选测量范围错误、所测数值错误等等），仪表指针将无反应、提醒错误重新测量等，本多用表可选用交流AC电压（V）档，直线DC电压（V）档，电阻档，电流（A）档，电阻调0，并而且可放大显露数值，可清楚观看所测数值大小。学生可以经过本系统学习掌控把握多用表的正确使用方法。

拓展模型块：本系统基于unity3d研发，系统应用三维（3D）漫游的形式，可经过键盘控制位移，鼠标控制镜头方向，设定有机械安全距离实训，机械安全保护装置实训、机械安全防护设计基础考核，实训实行时，三维（3D）漫游画面应用箭头与脚印图案提醒位移至实训位置，机械对象周围圆圈显露了作业半径，实训过程伴有三维（3D）机器人的对话框提醒。

A、机械安全距离实训内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实训（内分2种围栏高度与开口大小），选用进入后，镜头前弹出GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求，错误示范：实训过程为人体进入机械对象作业半径受到伤害后，血色画面与语音提醒收到机械伤害，并回至原位并实行下一实训，*终一步为正确做法。

B、机械安全保护装置实训分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实训，可选类别（安全写入、安全控制、安全输出、其他）、生产厂家、产品清单（安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏）。装配位置有蓝色闪烁框体结构提醒，实训流程：选用安全护栏并装配、选用安全连锁开关（或选用安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪）并装配、选用安全控制器并装配至电气控制箱式模型块、选用安全继电器并装配至电气控制箱式模型块、点击电气控制箱式模型块上的启动按钮。若进入危险区域时，系统将提醒报警音，而且机械对象停止作业，选用电气控制箱式模型块上的复位按钮可停止。

C、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的装配，正确装配安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、24V电源、信号灯及急停按钮，考核分为十个考核点，部分考核点有3个选项，由学生自由选用，*终10项考核点选好后，提供并上交确认，系统自动得出总分数以及各考核点的得分现象。

D、系统须为整体同一平台，不得以单独的资源展现。

E、同时为客户提供本系统的VR装配包便运用户拓展为VR实训，VR设备及系统装配调节测试不需提供。

六、本装置能开设的实训项目

电力电子技术实训项目

（一）电力电子技术实训

1） 单结晶体管BT35触发电子回路

2） 锯齿波同步移相触发电子回路

3） 正弦波移相触发电子回路

4） TCA785包括触发电子回路

5） 一相半波可控整流电子回路

6） 一相桥式半控整流电子回路

7） 一相桥式全控整流电子回路及有源逆变电子回路

8） 三相半波可控整流电子回路实训

9） 三相半波有源逆变电子回路

10） 三相桥式半控整流电子回路

11） 三相桥式全控整流及有源逆变电子回路

12） 一相交流AC调压电子回路

13） 三相交流AC调压电子回路

14） 单向晶闸管(SCR)特性实训

15） 双向晶闸管(TRICA)特性实训

16） 可关断晶闸管(GTO)特性实训

17） 功率场效应管(MOSFET)特性实训

18） 电力晶体管(GTR)特性实训

19） 绝缘双极型晶体管(IGBT)特性实训

20） 直线DC斩波电子回路的功能研究（降压斩波电子回路、升压斩波电子回路、升降压斩波的电子回路、Cuｋ斩波电子回路、Sepic斩波电子回路、Zeta斩波电子回路）

（二）电力拖动自动控制系统部分

1、直线DC电动机调节速度部分

21）晶闸管直线DC调节速度主要单元调节测试实训

22）单闭环不可逆直线DC调节速度系统实训

23）电压（V），电流（A）双闭环不可逆直线DC调节速度系统实训，

24）转动速度，电流（A）双闭环不可逆直线DC调节速度系统实训

25）逻辑无环流可逆直线DC调节速度系统实训，

2、交流AC调节速度实训：

26）双闭环三相异步电动机调压调节速度系统实训，

27）双闭环三相异步电动机串级调节速度系统实训，

（三）电力电子MATLAB拟真实训项目：

实训一一相半波可控整流电子回路拟真实训

实训二 一相桥式半控整流电子回路拟真实训

实训三一相桥式全控整流电子回路拟真实训

实训四一相桥式全控有源逆变电子回路拟真实训

实训五一相交流AC调压电子回路拟真实训

实训六降压斩波电子回路拟真实训

实训七升压斩波电子回路拟真实训

实训八升降压斩波电子回路实训

实训九三相半波不可控整流电子回路拟真实训

实训十 三相半波可控整流电子回路拟真实训

实训十一 三相桥式全控整流电子回路拟真实训

实训十二三相半波可控整流电子回路有源逆变电子回路拟真实训

实训十三三相桥式有源逆变电子回路拟真实训

七、装置的配备表单：