中人ZRDDZ-03電力電子技術實驗實訓裝置

一、概述

“電力電子技術實驗、實訓裝置”是針對大中專院校開設的《電力電子技術》、《半導體變流技術》《交直流調速》等課程實驗實訓大綱的要求，而研制的技能實訓裝置。同時可作為初級、中級維修電工、高級電工、技師及高級技師的技能實訓裝置。

二、技術特點

1、安全性可靠：本裝置通過隔離變壓器供電，而且具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準，確保人身安全；根據不同實驗項目的特點，配備了兩種不同的實驗連接線，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），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。

2、擴展性強：能滿足各類學校相應課程的實驗教學，實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機地結合。裝置采用掛件式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

3、直觀性強：實驗掛件采用分隔結構形式，正面為實驗原理圖和測試點，增強了學生對實驗內容的感性認識與理性認識；面板布置合理，接插線方便，學生可獨立操作實驗，有利于提高學生實際動手能力。

4、先進性強：實驗涉及了常用的四大類變流技術實驗，且多為廣泛應用的實用電路，但為教學方便，又不失其簡潔性；本裝置又從新器件高度來考慮，加入了新器件的特性實驗、新器件的驅動以及典型的新器件應用的現(xiàn)代電力電子技術實驗，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。

三、技術性能

1. 輸入電壓：三相四線～380V±10%50Hz

2. 工作環(huán)境：環(huán)境溫度為-10℃～+40℃相對濕度＜85%(25℃)海拔＜4000m

3. 裝置容量：＜1.5kVA

4. 裝置尺寸：1600mm×700mm×1570mm（5%左右）

四、實訓裝置基本裝備

實訓裝置由控制屏、實訓桌以及各個實訓組件構成

（一）控制屏：采用框架式結構，結構緊湊、牢固、美觀大方，控制屏上層可掛實訓組件。

（二）實訓組件：

1. PE-01交流電源組件

提供三相可調交流電源（范圍單相：0～250V；三相0-450V），自帶有過流保護和漏電保護功能，設有隔離變壓器輸出，實訓安全。

（1）三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網隔離(浮地設計)。

（2）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。

2. PE-02功率二極管組件

提供大功率整流二極管七個（熔絲保護電路），鈕子開關一個，作為整流和續(xù)流使用。

3. PE-03晶閘管組件

提供6只單向晶閘管，用于可控整流實訓，設有RC阻容吸收及熔絲保護電路。

4. PE-04雙向晶閘管組件

提供3只雙向晶閘管,用于交流調壓電路實訓

5. PE-05GTR、MOSFET、IGBT組件

提供GTR(大功率晶體管)、MOSFET(功率場效應晶體管)、IGBT(絕緣雙極性晶體管)三種功率器件

6. 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

7. PE-07三同步變壓器組件

設有由三同步變壓器及一只三刀三擲開關組成。

8. PE-07D燈組負載組件

由三只250V/4A燈座組成，實訓時作為電阻性負載使用

9. 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

10. PE-9給定及電壓指示組件

提供連續(xù)可調的+15V和-15V給定電壓，帶輸出指示。

11. PE-10交流電參數(shù)表組件

提供交流數(shù)字電壓表一只，測量范圍0～500V，精度0.5級，三位半數(shù)顯，輸入阻抗10MΩ

提供交流數(shù)字電流表兩只，測量范圍0～5A，精度0.5級，三位半數(shù)顯

12. PE-11直流電參表組件

提供直流數(shù)字電壓表一只，測量范圍0～300V，精度0.5級，三位半數(shù)顯，輸入阻抗10MΩ

提供直流數(shù)字電流表兩只，測量范圍0～5A，精度0.5級，三位半數(shù)顯。

13. PE-12單相晶閘管觸發(fā)電路

提供單結晶體管來產生觸發(fā)觸發(fā)信號，用于控制單相晶閘管組成的整流電路；

14. PE-12BTCA785集成觸發(fā)電路

提供西門子TCA785，與KC04（KC09）等相比它對零點的識別更加可靠，輸出脈沖的齊整度好，移相范圍更寬，同時它輸出的脈沖可以人為自由調節(jié)，可用做單相整流或調壓電路實訓。

15. PE-13TC787觸發(fā)電路組件

采用TC787芯片構成三相全控觸發(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，而且裝調簡便、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

16. PE-14可調電阻組件

提供90Ω×2/1.3A可調電阻一只，900Ω×2/0.41A可調電阻一只，作為純阻性負載使用

17.教學軟件

1、用電安全與觸電急救仿真教學軟件

軟件采用二維與三維結合的虛擬畫面，教導學生用電的安全和急救方法，軟件內設有單相觸電、兩相觸電、跨步觸電、低壓觸電急救、高壓觸電急救、人工呼吸救護法、牽手呼吸救護法、胸外心臟按壓就護法等原理講解與教學，單相觸電分維修帶電斷線、維修插座觸電、室外觸電等原理演示。低壓觸電和高壓觸電教學主要為學生講解演示如何解救處于低壓觸電或者高壓觸電時的人，人工呼吸救護法、牽手呼吸救護法、胸外心臟按壓就護法采用采用3D虛擬仿真技術展示，經過渲染和潤色，使模型看起來與真實部件一般無二，畫面逼真。通過實訓能夠對學生進行實訓室安全用電教育，提高學生的安全意識，使學生學會一些自救的方法，讓學生在遇到危險時能采取一定的安全措施，保護自己，以及熟悉各種電氣事故產生的原因和處理電氣事故的實用操作措施，減少電氣事故的發(fā)生。

2、維修電工電子電機與職業(yè)資格培訓考評仿真軟件

本軟件為apk的格式，可在PC端使用，也可在移動端使用，本軟件即可手動設置故障也能自動設置故障，本軟件通過電路圖中綠色的框選擇手動設置故障點（最多可以設置39個故障點），也可以通過系統(tǒng)自動進行隨機1個故障點設置，隨機兩個故障點設置，隨機三個故障點設置，隨機四個故障點設置，隨機五個故障點設置，本軟件內有工具箱，元件庫，放大鏡，電路圖等功能，可通過工具箱可選擇萬用表進行檢測，通過元件庫選擇合適的元件，通過放大鏡可以清楚的了解各個元器件及電路。本軟件通過電動機星三角啟動控制電路故障的設置，并經過種種排查，讓學生了解電動機星三角啟動控制電路的工作原理及電路結構。

3、虛擬頻譜儀、邏輯分析儀、示波器、三用表仿真軟件：

本軟件為apk的格式，可在PC端使用，也可在移動端使用，本軟件的功能有：電阻的測量、交流電壓的測量（測量變壓器，若變壓器測量燒壞多用表時，冒黑煙提示并可以重置多用表）、晶體管的極性判斷、直流電壓測量（通電流表檔時燈光亮）、直流電流的測量、以及電容好壞的判斷。本軟件可任意拖動紅色與黑色筆頭，2個筆頭拖拽至被測物體上定位時顯示紅圈，如未定位準確無紅圈顯示，并在進行錯誤操作的時（如所選量程錯誤、所測數(shù)據錯誤等等），儀表指針將無反應、提示錯誤重新測量等，本多用表可選擇交流電壓檔，直流電壓檔，電阻檔，電流檔，電阻調0，并且可放大顯示數(shù)據，可清楚觀看所測數(shù)據大小。學生可以通過本軟件學習多用表的正確使用方法。

4、單片機、plc可編程設計與控制虛擬仿真軟件：

本軟件基于unity3d開發(fā)，內置實驗步驟、實驗指導書、電路圖、組件列表、連接線路、接通電源、電路圖、場景重置、返回等按鈕，在連線及代碼正確后，可以通過啟動/停止、正向運動、反向運動按鈕操作三維機床模型運動，在連接線路狀態(tài)下，三維機床模型可進行放大/縮小、平移。

1.繼電器控制：閱讀實驗指導書，并進入實驗，通過識讀電路圖，選擇組件列表中的繼電器、熱繼電器、開關等元器件以拖拽的形式布局至電器柜中，限位器置于三維機床模型上，可選擇蓋蓋子，部分元器件名稱可重命名，然后點擊連接線路按鈕，將端子對端子進行連線，將機床電路連接成功后，選擇接通電源，進行操作，若組件或線路連接錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

2.PLC控制：實驗同繼電器控制，增加PLC控制功能，在連線完成后，通過PLC編碼按鈕，進入程序編寫界面，編寫正向與反向2條程序，共有12個梯形圖符號，編寫完成后，選擇提交進行程序驗證。驗證成功后，接通電源進行操作，組件、線路連接、代碼錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

3.單片機控制：實驗同繼電器控制，增加單片機控制功能，在連線完成后，通過C編碼按鈕進入編程界面，輸入正確的C語言代碼，提交驗證成功后，接通電源進行操作，組件、線路連接、代碼錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

五、實訓項目

1.功率器件及輔助元件特性實訓

(1) 電力二極管特性測試

(2) 晶閘管SCR特性特性測試

(3) 雙向晶閘管BCR特性測試

(4) IGBT特性測試

(5) MOSFET特性測試

(6) GTR特性測試

2.觸發(fā)電路實訓

(1) 單結晶體管觸發(fā)電路（BT35/BT33）

(2) 西門子TCA785單相集成觸發(fā)電路

(3) TCA787三相集成觸發(fā)電路

3.AC-DC整流電路實訓

不控整流

(1) 單相半波不控整流電路

(2) 單相全波橋式不控整流

(3) 變壓器中心抽頭雙半波不控整流

(4) 三相星形連接不控整流電路

(5) 三相橋式全波不控整流

可控整流

(1) 單相半波可控整流

(2) 單相橋式半控整流

(3) 單相橋式全控整流

(4) 變壓器中心抽頭雙半波可控整流

(5) 三相星形連接半波可控整流

(6) 三相橋式半控整流電路

(7) 三相橋式全控整流

4.DC-AC逆變電路實訓

(1) 單相橋式整流有源逆變

(2) 三相橋式整流有源逆變

5.AC-AC交流調壓電路實訓

(1) 單相晶閘管交流調壓電路

(2) 三相晶閘管交流調壓電路

(3) 單相雙向晶閘管交流調壓電路

(4) 三相雙向晶閘管交流調壓電路

七、設備配置清單

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