一、概述
現(xiàn)代電力電子技術實驗裝置，是依據(jù)西安交通大學王兆安編著的《電力電子技術》（第五版）、《半導體變流技術》教材實驗大綱的要求，吸收國內、外同類產品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。
二、適用范圍
現(xiàn)代電力電子技術實驗裝置涵蓋了各類院校所開設的"電力電子技術"、"半導體變流技術"等專業(yè)課程所要求的實驗項目。
三、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：＜1000W
4、外形尺寸：1650×700×1580 mm
四、裝置的基本裝備
1、DX01電源控制屏（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板）
�。�1）交流電源（帶有過流保護措施）提供交流電源：三相交流電源(220V/1.5A)
�。�2）高壓直流電源：輸出220V/0.5A，具有輸出短路保護。
�。�3）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切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級；
�、冢嬗行е到涣鲾�(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，為交流調速系統(tǒng)提供電壓指示。
�、郏嬗行е到涣鲾�(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、指示功能，為調速系統(tǒng)提供電流的指示；
�、埽绷鲾�(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；
�、荩绷鲾�(shù)字電流表一只：測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有短路保護等功能。
�。�4）帶鏡面的指針表：直流電壓表（測量范圍0～±300V，為中零式，精度為1.0級）直流電流表（測量范圍0～±2A，為中零式，精度為1.0級）
�。�5）三相可調電阻（90Ω×2/0.41A一個 、900Ω×2/0.41A兩個）
�。�6）平波電抗器：提供100mH、200mH、700mH電感，在1A下保持線性。
�。�7）給定：±15V可調電壓輸出，帶數(shù)顯，指示輸出電壓。
（8）單相調壓：提供了一只0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器，為相應的實驗提供可調交流電源，并帶短路保護。
（9）三相整流濾波電路：可對單相及三相交流電源進行整流和濾波，具有輸出短路保護。
�。�10）變壓器：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），用于三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗。
（11）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，然后經鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使主電路輸出與電網(wǎng)隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。
電壓型漏電保護器：對隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進行保護，使控制屏內的接觸器跳閘，切斷電源。
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。
實驗連接線及插座：強、弱電連接及插座分開，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。
（12）實驗管理器
具有設定實驗時間、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。
�。�13）控制屏其它設施 控制屏正面大凹槽內，設有兩根鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設3芯插座， 掛件的供電由這些插座提供�？刂破羶蓚仍O有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。
2、DX02實驗桌
實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體結構，造形美觀大方；設有兩個大抽屜，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。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調節(jié)機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。
3、DX03 三相可控整流電路（一）
提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過外加觸發(fā)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驗。 三相觸發(fā)電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過鈕子開關選擇雙窄脈沖或寬脈沖，同時提供六路觸發(fā)脈沖功放電路等。
4、DK05晶閘管觸發(fā)電路
提供單結晶體管觸發(fā)電路實驗、單相交流調壓觸發(fā)電路，鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗，正弦波觸發(fā)電路及TCA785集成觸發(fā)電路。
5、DK07直流斬波實驗
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》(第五版)中相關的直流斬波內容而設計的；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�？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）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實驗。
6、DK13功率器件驅動與保護電路
主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅動電路及PWM波形發(fā)生器。
�。�1）電源：為驅動電路提供電源，包括±5V、±15V和+20V直流電源。
�。�2）驅動電路：包括 MOSFET和IGBT的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用專用芯片EXB841，其它的由運放、門電路及分立元件組成。
（3）PWM波形發(fā)生器：以SG3525為核心的PWM波形發(fā)生器主要是為新器件驅動電路提供PWM驅動波形，可以通過頻率調節(jié)旋鈕進行頻率調節(jié)；通過占空比電位器來調節(jié)PWM波的占空比。頻率范圍分為2擋，通過鈕子開關切換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅動電路提供PWM波形，頻率調節(jié)范圍4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅動電路提供PWM波形，頻率調節(jié)范圍400Hz～1KHz；占空比可從 0%調至100%。
7、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）的內容進行開發(fā)。用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅動芯片的特點及其使用，能完成如下實驗項目：
1）SPWM波形成的過程；
2）交直交變頻電路在不同負載（電阻，電感）時的工作情況和波形，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；
3）IGBT管專用集成驅動芯片的工作特性。
8、DK19半橋型開關穩(wěn)壓電源
提供了半橋型開關穩(wěn)壓電源的主電路和控制電路，主電路的電力電子器件為電力MOSFET管；控制電路采用專用PWM控制集成電路SG3525，采用恒頻脈寬調制控制方案�？赏瓿�"開關電路在開環(huán)與閉環(huán)下負載特性的測試"以及"電源電壓波動對輸出的影響"等實驗內容。
9、DX17實驗元器件
提供晶閘管（均設有RC吸收和保險絲保護）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法）二極管及燈座、RC吸收電路�！�
10、DK22單相交流調壓/調功電路
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》（第五版）中相關內容而設計，實現(xiàn)單相交流調壓和交流調功的實驗內容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流調壓實驗中采用由雙向觸發(fā)二極管構成觸發(fā)控制電路；在交流調功實驗中采用由555時基電路組成觸發(fā)控制電路。
11、實驗連接線：
根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（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構聯(lián)接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
12、輔助教學軟件資源
（1）免費贈送配套教學數(shù)字資源（一）：電工作業(yè)培訓教學軟件（ 用電安全與觸電急救仿真教學軟件）。
本產品依據(jù)中華人民共和國勞動和勞動安全行業(yè)標準（LD/T81.2－2006）《“維修電工”職業(yè)技能實訓和鑒定設備技術規(guī)范》與教育部有關專業(yè)教學大綱而設計研制。該軟件采用二維與三維結合的虛擬畫面，教導學生電工基礎知識和用電的安全及急救方法。包含電工初步知識（電工基礎、電工儀表使用、導線安全連接、安全用電工具、安全用電標志），觸電急救（觸電的方式、安全防護措施、接地與接零保護、人工呼吸，心肺復蘇等急救方法），風險排除（滅火器類型、滅火器的使用），電工電子基本操作（包括低壓電器、電機與變電器、照明電路、電子技術）等4大模塊，15個實訓單元，72個實訓項目。軟件以技能為核心，操作步驟為主線，以學生交互訓練為主體，具有三維可視化、智能化、全交互的特點，集職業(yè)性、情境性、過程性、交互性和靈活性于一身，性價比極高。為職業(yè)教育與技能實訓、鑒定信息化、現(xiàn)代化提供了豐富的教學資源。
（2）免費贈送配套教學數(shù)字資源（二）：維修電工實訓考核教學軟件。
軟件內容包含電工基礎常識、電工工具、電工識圖、電工儀表、電工照明電路、電機、變壓器、低壓電器、電拖、示波器、低頻信號源、焊接工藝、故障排除、連線，PLC模塊等100多個實驗內容，學�？梢愿鶕�(jù)學生學習進度選擇相應的訓練模塊進行訓練。利用生動的動畫演示，配合語音對電路工作原理進行講解；可通過半透明的原理圖上的提示進行相關操作；具有與設備一致的實驗項目和實物元件介紹；具有實驗目的的描述、實驗器材的展示、典型電路的分析、電路原理聲動同步的解說、元件布局模擬操作、電路原理的模擬接線，模擬現(xiàn)場的工業(yè)仿真等功能。該軟件所有圖標及器件均采用3D建模，通過美工處理，整體畫面美觀大方。通過軟件的教學及仿真，能激發(fā)學員的思維、增強學員的感性認識，更好地剖析教學的重點、難點。軟件中的項目內容和實訓設備相關，學生在去實驗室之前，就可以對實操項目在理論和感觀上有個初步的認識。
（3）免費贈送配套教學數(shù)字資源（三）：電機與變壓器仿真教學軟件。
電機與變壓器仿真教學軟件依據(jù)《職業(yè)院校數(shù)字校園建設規(guī)范》（教職成函[2015]1 號）與教育部頒布的有關專業(yè)教學大綱而設計，選取典型的電機與變壓器，圍繞其核心知識點和技能點展開，兼顧教師的課堂教學，力爭達到軟件的職業(yè)性、情境性、過程性、交互性的相互交融。
本軟件包括功率電機、控制電機、信號電機和變壓器4個實訓單元，共18個典型的實訓項目，每個實訓項目下設有外形結構、工作原理、拆裝過程、故障檢測、常見應用、考考你等數(shù)目不等實訓任務。
本軟件既可支持教師的課堂演示教學，亦可支持學生進行課前預習，重點支持學生在理論課后進行的自主仿真實訓，并可在此基礎上實現(xiàn)技能考核。
（4）免費贈送配套教學資源（四）：電力拖動仿真教學軟件。
本產品依據(jù)中華人民共和國勞動和勞動安全行業(yè)標準（LD/T81.1—2006）《職業(yè)技能實訓和鑒定設備通用技術規(guī)范》與教育部有關專業(yè)教學大綱而設計，內容包括三相異步機單向轉動控制等30個實訓項目，涵蓋維修電工初級、中級、高級主要實訓項目，每個項目又根據(jù)需要設有實訓目的、實訓器件、實訓電路、電路原理、器件布局、元件檢查、通電運行、通電運行、故障排除等多種訓練任務。軟件以技能為核心，項目為引領、任務為驅動，職場環(huán)境為背景，操作步驟為主線，學生交互訓練為主體，具有三維可視化、智能化、全交互的特點，集職業(yè)性、情境性、過程性、交互性于一身，性價比極高。為職業(yè)教育與技能實訓、鑒定信息化、現(xiàn)代化提供了不可或缺的豐富資源。
五、本裝置能開設的實驗項目（以上配置）
（一）晶閘管觸發(fā)電路實驗項目
1）單結晶體管觸發(fā)電路
2）正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗
3）鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗
4）單相集成鋸齒波觸發(fā)電路實驗（由 Tca785 組成）
5）三相集成鋸齒波觸發(fā)電路實驗（由 KC04/KC09 等組成）
（二）晶閘管線路實驗項目
1）單相半波可控整流電路實驗
2）單相橋式半控整流電路實驗
3）單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
4）三相半波可控整流電路實驗
5）三相橋式半控整流電路實驗
6）三相半波有源逆變電路實驗
7）三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
8）單相并聯(lián)逆變電路實驗
9）單相交流調壓電路實驗
10）單相交流調功電路實驗
11）三相交流調壓電路實驗
（三）新器件特性及驅動保護實驗項目
1）單向晶閘管（ SCR ）特性實驗
2）功率場效應管（ MOSFET ）特性實驗
3）功率晶體管（ GTR ）特性實驗
4）絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）特性實驗
5）功率場效應管（ MOSFET ）驅動與保護電路實驗
6）絕緣雙極性晶體管（ IGBT ）驅動與保護電路實驗
（四）典型新器件線路實驗
1）單相正弦波脈寬調制（ SPWM ）逆變電路實驗
2）半橋型開關穩(wěn)壓電源的性能研究
3）直流斬波電路的性能研究（降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、 Cuｋ斬波電路、 Sepic 斬波電路、 Zeta 斬波電路）
