新能源汽車電力電子控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)，電力電子
2024-10-09 07:10新能源汽車電力電子控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)
一、概 述
"新能源汽車電力電子控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)"汽車電工電學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)平臺(tái)是針對(duì)大中專院校開(kāi)設(shè)的《電力電子技術(shù)》、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》等課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)大綱的要求，而研制的技能實(shí)訓(xùn)裝置。同時(shí)可作為初級(jí)、中級(jí)維修電工、高級(jí)電工、技師及高級(jí)技師的技能實(shí)訓(xùn)裝置。
二、技術(shù)特點(diǎn)
1、安全性可靠：本裝置通過(guò)隔離變壓器供電，而且具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保人身安全；根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備了兩種不同的實(shí)驗(yàn)連接線，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），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。
2、擴(kuò)展性強(qiáng)：能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)地結(jié)合。裝置采用掛件式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、直觀性強(qiáng)：實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，正面為實(shí)驗(yàn)原理圖和測(cè)試點(diǎn)，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)；面板布置合理，接插線方便，學(xué)生可獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)，有利于提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。
4、先進(jìn)性強(qiáng)：實(shí)驗(yàn)涉及了常用的四大類變流技術(shù)實(shí)驗(yàn)，且多為廣泛應(yīng)用的實(shí)用電路，但為教學(xué)方便，又不失其簡(jiǎn)潔性；本裝置又從新器件高度來(lái)考慮，加入了新器件的特性實(shí)驗(yàn)、新器件的驅(qū)動(dòng)以及典型的新器件應(yīng)用的現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)新器件有足夠的認(rèn)識(shí)和了解，緊跟時(shí)代步伐。
三、技術(shù)性能
輸入電壓：三相四線～380V±10% 50Hz
工作環(huán)境：環(huán)境溫度為-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
裝置容量：＜1.5kVA
裝置尺寸：1650mm×700mm×1580mm （5%左右）
四、實(shí)訓(xùn)裝置基本裝備
實(shí)訓(xùn)裝置由控制屏、實(shí)訓(xùn)桌以及各個(gè)實(shí)訓(xùn)組件構(gòu)成
（一）控制屏：采用框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、牢固、美觀大方，控制屏上層可掛實(shí)訓(xùn)組件。
（二）實(shí)訓(xùn)組件：
PE-01交流電源及同步變壓器組件
提供三相可調(diào)交流電源（范圍單相：0～250V；三相0-450V），自帶有過(guò)流保護(hù)和漏電保護(hù)功能，設(shè)有隔離變壓器輸出，實(shí)訓(xùn)安全，設(shè)有由三只同步變壓器及一只三刀三擲開(kāi)關(guān)組成。
（1）三相電源首先通過(guò)三相漏電保護(hù)器，然后經(jīng)接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離(浮地設(shè)計(jì))。
（2）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(guò)一定值，即切斷電源。
PE-02功率二極管組件
提供大功率整流二極管七個(gè)（熔絲保護(hù)電路），鈕子開(kāi)關(guān)一個(gè)，作為整流和續(xù)流使用。
PE-03晶閘管組件
提供6只單向晶閘管，用于可控整流實(shí)訓(xùn)，設(shè)有RC阻容吸收及熔絲保護(hù)電路。
PE-04雙向晶閘管組件
提供3只雙向晶閘管,用于交流調(diào)壓電路實(shí)訓(xùn)
PE-05 GTR、MOSFET、IGBT組件
提供GTR(大功率晶體管)、MOSFET(功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣雙極性晶體管)三種功率器件
PE-06三相芯式變壓器組件
提供63.5V、0.8A/127V、0.4A芯式變壓器一只
PE-07燈組負(fù)載組件
由三只250V/4A燈座組成，實(shí)訓(xùn)時(shí)作為電阻性負(fù)載使用
PE-08電抗器、變壓器組件
提供平波電抗器一組，可供100mH、200mH、700mH選擇，雙路220V變壓器一只
PE-9給定及電壓指示組件
提供連續(xù)可調(diào)的+15V和-15V給定電壓，帶輸出指示。
PE-10交流電參數(shù)表組件
提供直有效值交流數(shù)字電壓表一只，測(cè)量范圍0～500V，量程自動(dòng)判斷，自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，輸入阻抗10MΩ
提供真有效值交流數(shù)字電流表兩只，測(cè)量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷，自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯
PE-11直流電參表組件
提供直流數(shù)字電壓表一只，測(cè)量范圍0～1000V，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，輸入阻抗10MΩ
提供直流數(shù)字電流表兩只，測(cè)量范圍0～5A，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯。
PE-12單相晶閘管觸發(fā)電路（BT35單晶晶體管及TCA785觸發(fā)）
提供單結(jié)晶體管來(lái)產(chǎn)生觸發(fā)觸發(fā)信號(hào)，用于控制單相晶閘管組成的整流電路；
PE-12 B TCA785集成觸發(fā)電路
提供西門子TCA785，與KC04（KC09）等相比它對(duì)零點(diǎn)的識(shí)別更加可靠，輸出脈沖的齊整度好，移相范圍更寬，同時(shí)它輸出的脈沖可以人為自由調(diào)節(jié)，可用做單相整流或調(diào)壓電路實(shí)訓(xùn)。
PE-13TC787觸發(fā)電路組件
采用TC787芯片構(gòu)成三相全控觸發(fā)電路、具有輸出穩(wěn)定、可靠、輸入阻抗高、抗干擾性能好等優(yōu)點(diǎn)，而且裝調(diào)簡(jiǎn)便、使用可靠，只需一只這樣的集成電路，就可完成三相移相功能
PE-14可調(diào)電阻組件
提供90Ω×2/1.3A可調(diào)電阻一只， 900Ω×2/0.41A可調(diào)電阻一只，作為純阻性負(fù)載使用
16.PE-16 直流斬波電路實(shí)訓(xùn)
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�？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚˙uck Chopper）、升壓斬波電路（Boost Chopper）、升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）等典型實(shí)驗(yàn)。
（三）實(shí)訓(xùn)桌
實(shí)訓(xùn)桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，形狀似長(zhǎng)方體封閉式結(jié)構(gòu)，造型美觀大方；設(shè)有抽屜、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(tái)面。實(shí)訓(xùn)桌底部裝有四個(gè)帶剎車的萬(wàn)向輪，和四個(gè)可固定的支撐腳。
（四）實(shí)訓(xùn)連接線
根據(jù)不同實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)訓(xùn)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，里面采用無(wú)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)訓(xùn)的安全及合理性。
五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1.功率器件及輔助元件特性實(shí)訓(xùn)
電力二極管特性測(cè)試
晶閘管SCR特性特性測(cè)試
雙向晶閘管BCR特性測(cè)試
IGBT特性測(cè)試
MOSFET特性測(cè)試
GTR特性測(cè)試
脈沖變壓器特性
同步變壓器特性
2.觸發(fā)電路實(shí)訓(xùn)
單結(jié)晶體管觸發(fā)電路（BT35/BT33）
西門子TCA785單相集成觸發(fā)電路
西門子TCA787三相集成觸發(fā)電路
3.整流電路實(shí)訓(xùn)
不控整流
單相半波不控整流電路
單相全波橋式不控整流
變壓器中心抽頭雙半波不控整流
三相星形連接不控整流電路
三相橋式全波不控整流
可控整流
單相半波可控整流
單相橋式半控整流
單相橋式全控整流
變壓器中心抽頭雙半波可控整流
三相星形連接半波可控整流
三相橋式半控整流電路
三相橋式全控整流
4.逆變電路實(shí)訓(xùn)
單相橋式整流有源逆變
三相橋式整流有源逆變
5.交流調(diào)壓電路實(shí)訓(xùn)
單相晶閘管交流調(diào)壓電路
三相晶閘管交流調(diào)壓電路
單相雙向晶閘管交流調(diào)壓電路
三相雙向晶閘管交流調(diào)壓電路
IGBT直流斬波電路實(shí)訓(xùn)
（1）降壓型斬波電路（（Buck Chopper）
（2）升壓型斬波電路（Boost Chopper）
（3）生降壓型斬波電路（Boost -Buck Chopper）
一、概 述
"新能源汽車電力電子控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)"汽車電工電學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)平臺(tái)是針對(duì)大中專院校開(kāi)設(shè)的《電力電子技術(shù)》、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》等課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)大綱的要求，而研制的技能實(shí)訓(xùn)裝置。同時(shí)可作為初級(jí)、中級(jí)維修電工、高級(jí)電工、技師及高級(jí)技師的技能實(shí)訓(xùn)裝置。
二、技術(shù)特點(diǎn)
1、安全性可靠：本裝置通過(guò)隔離變壓器供電，而且具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保人身安全；根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備了兩種不同的實(shí)驗(yàn)連接線，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），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。
2、擴(kuò)展性強(qiáng)：能滿足各類學(xué)校相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)的深度與廣度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程作有機(jī)地結(jié)合。裝置采用掛件式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、直觀性強(qiáng)：實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，正面為實(shí)驗(yàn)原理圖和測(cè)試點(diǎn)，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)；面板布置合理，接插線方便，學(xué)生可獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)，有利于提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。
4、先進(jìn)性強(qiáng)：實(shí)驗(yàn)涉及了常用的四大類變流技術(shù)實(shí)驗(yàn)，且多為廣泛應(yīng)用的實(shí)用電路，但為教學(xué)方便，又不失其簡(jiǎn)潔性；本裝置又從新器件高度來(lái)考慮，加入了新器件的特性實(shí)驗(yàn)、新器件的驅(qū)動(dòng)以及典型的新器件應(yīng)用的現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)新器件有足夠的認(rèn)識(shí)和了解，緊跟時(shí)代步伐。
三、技術(shù)性能
輸入電壓：三相四線～380V±10% 50Hz
工作環(huán)境：環(huán)境溫度為-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
裝置容量：＜1.5kVA
裝置尺寸：1650mm×700mm×1580mm （5%左右）
四、實(shí)訓(xùn)裝置基本裝備
實(shí)訓(xùn)裝置由控制屏、實(shí)訓(xùn)桌以及各個(gè)實(shí)訓(xùn)組件構(gòu)成
（一）控制屏：采用框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、牢固、美觀大方，控制屏上層可掛實(shí)訓(xùn)組件。
（二）實(shí)訓(xùn)組件：
PE-01交流電源及同步變壓器組件
提供三相可調(diào)交流電源（范圍單相：0～250V；三相0-450V），自帶有過(guò)流保護(hù)和漏電保護(hù)功能，設(shè)有隔離變壓器輸出，實(shí)訓(xùn)安全，設(shè)有由三只同步變壓器及一只三刀三擲開(kāi)關(guān)組成。
（1）三相電源首先通過(guò)三相漏電保護(hù)器，然后經(jīng)接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離(浮地設(shè)計(jì))。
（2）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(guò)一定值，即切斷電源。
PE-02功率二極管組件
提供大功率整流二極管七個(gè)（熔絲保護(hù)電路），鈕子開(kāi)關(guān)一個(gè)，作為整流和續(xù)流使用。
PE-03晶閘管組件
提供6只單向晶閘管，用于可控整流實(shí)訓(xùn)，設(shè)有RC阻容吸收及熔絲保護(hù)電路。
PE-04雙向晶閘管組件
提供3只雙向晶閘管,用于交流調(diào)壓電路實(shí)訓(xùn)
PE-05 GTR、MOSFET、IGBT組件
提供GTR(大功率晶體管)、MOSFET(功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣雙極性晶體管)三種功率器件
PE-06三相芯式變壓器組件
提供63.5V、0.8A/127V、0.4A芯式變壓器一只
PE-07燈組負(fù)載組件
由三只250V/4A燈座組成，實(shí)訓(xùn)時(shí)作為電阻性負(fù)載使用
PE-08電抗器、變壓器組件
提供平波電抗器一組，可供100mH、200mH、700mH選擇，雙路220V變壓器一只
PE-9給定及電壓指示組件
提供連續(xù)可調(diào)的+15V和-15V給定電壓，帶輸出指示。
PE-10交流電參數(shù)表組件
提供直有效值交流數(shù)字電壓表一只，測(cè)量范圍0～500V，量程自動(dòng)判斷，自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，輸入阻抗10MΩ
提供真有效值交流數(shù)字電流表兩只，測(cè)量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷，自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯
PE-11直流電參表組件
提供直流數(shù)字電壓表一只，測(cè)量范圍0～1000V，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，輸入阻抗10MΩ
提供直流數(shù)字電流表兩只，測(cè)量范圍0～5A，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯。
PE-12單相晶閘管觸發(fā)電路（BT35單晶晶體管及TCA785觸發(fā)）
提供單結(jié)晶體管來(lái)產(chǎn)生觸發(fā)觸發(fā)信號(hào)，用于控制單相晶閘管組成的整流電路；
PE-12 B TCA785集成觸發(fā)電路
提供西門子TCA785，與KC04（KC09）等相比它對(duì)零點(diǎn)的識(shí)別更加可靠，輸出脈沖的齊整度好，移相范圍更寬，同時(shí)它輸出的脈沖可以人為自由調(diào)節(jié)，可用做單相整流或調(diào)壓電路實(shí)訓(xùn)。
PE-13TC787觸發(fā)電路組件
采用TC787芯片構(gòu)成三相全控觸發(fā)電路、具有輸出穩(wěn)定、可靠、輸入阻抗高、抗干擾性能好等優(yōu)點(diǎn)，而且裝調(diào)簡(jiǎn)便、使用可靠，只需一只這樣的集成電路，就可完成三相移相功能
PE-14可調(diào)電阻組件
提供90Ω×2/1.3A可調(diào)電阻一只， 900Ω×2/0.41A可調(diào)電阻一只，作為純阻性負(fù)載使用
16.PE-16 直流斬波電路實(shí)訓(xùn)
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�？赏瓿山滩闹薪祲簲夭娐罚˙uck Chopper）、升壓斬波電路（Boost Chopper）、升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）等典型實(shí)驗(yàn)。
（三）實(shí)訓(xùn)桌
實(shí)訓(xùn)桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，形狀似長(zhǎng)方體封閉式結(jié)構(gòu)，造型美觀大方；設(shè)有抽屜、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(tái)面。實(shí)訓(xùn)桌底部裝有四個(gè)帶剎車的萬(wàn)向輪，和四個(gè)可固定的支撐腳。
（四）實(shí)訓(xùn)連接線
根據(jù)不同實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)訓(xùn)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，里面采用無(wú)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)訓(xùn)的安全及合理性。
五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1.功率器件及輔助元件特性實(shí)訓(xùn)
電力二極管特性測(cè)試
晶閘管SCR特性特性測(cè)試
雙向晶閘管BCR特性測(cè)試
IGBT特性測(cè)試
MOSFET特性測(cè)試
GTR特性測(cè)試
脈沖變壓器特性
同步變壓器特性
2.觸發(fā)電路實(shí)訓(xùn)
單結(jié)晶體管觸發(fā)電路（BT35/BT33）
西門子TCA785單相集成觸發(fā)電路
西門子TCA787三相集成觸發(fā)電路
3.整流電路實(shí)訓(xùn)
不控整流
單相半波不控整流電路
單相全波橋式不控整流
變壓器中心抽頭雙半波不控整流
三相星形連接不控整流電路
三相橋式全波不控整流
可控整流
單相半波可控整流
單相橋式半控整流
單相橋式全控整流
變壓器中心抽頭雙半波可控整流
三相星形連接半波可控整流
三相橋式半控整流電路
三相橋式全控整流
4.逆變電路實(shí)訓(xùn)
單相橋式整流有源逆變
三相橋式整流有源逆變
5.交流調(diào)壓電路實(shí)訓(xùn)
單相晶閘管交流調(diào)壓電路
三相晶閘管交流調(diào)壓電路
單相雙向晶閘管交流調(diào)壓電路
三相雙向晶閘管交流調(diào)壓電路
IGBT直流斬波電路實(shí)訓(xùn)
（1）降壓型斬波電路（（Buck Chopper）
（2）升壓型斬波電路（Boost Chopper）
（3）生降壓型斬波電路（Boost -Buck Chopper）