电力电子及电机拖动实验实验台

一、装置配备功能
1. 实训装置：全部结合套件模型块化设计，方便维修。
2. 实训台架：以铝制材为主体构造，下部配备标准吊储物柜，应用 2 层构造，可存放挂式模块件等。
3. 交流AC电源：提供三相固定 380V 交流AC电源，塑料专用模具设计，单独模型块化；实训装置电源云监测系统：设定有可关闭接入网关的设备电源；可控制启动接入网关的全部设备电源；可按设定时间作业；支持在线查询控制节点的作业状态；设定有记录查询，可查看启动、关闭时间功能；设备使用数值需为可导出；设定有可监测设备的报警状态等功能； 投标书提供虚拟系统控制系统画面截图，投标书需提供实训拟真图片。
4. 调压器：三相同轴联动自耦调压器（规格 1.5kVA、0～450V）三相自耦调压器。
5. 直线DC电源：提供 220V(不小于 1A)励磁电源，带过流保护；电枢电源，0-250V，不小于 3A ，同时显露电压（V）、电流（A）（自动测量范围，精确度不低于 0.2 级）、恒流、恒压状态随意变换显露。 6. 保护、防雷、滤波功能。
7. 测量仪表
（1） 直线DC数字电压（V）、mA毫安、安培表
电压（V）表：0-500V，精确度：不低于 0.2 级。
mA毫安表：0-2A，精确度：不低于 0.2 级。
电流（A）表：0-30A，不低于 0.2 级。
（2） 单三相智能功率（W）、功率（W）因数表
智能功率（W）、功率（W）因数表测量精确度不低于 1.0 级，功率（W）因数测量界限 0.3～1.0，电压（V）电流（A）测量范围为 450V 和 5A，能自动判别并显露负载性质，可存储测量数值。符合标准的工业通信协议。
（3） 智能化交流AC电流（A）表至少 3 只。精确度：不低于 0.5 级，测量范围：0-5A。
（4） 智能化交流AC电压（V）表至少三只。精确度：不低于 0.5 级，测量范围：0-500V。
（5） 工业级储物柜装，专用插接短接连接，设定有手动、自动测量范围，带 4-20mA 电流（A）输出口， 继电器报警输出口，支持工业标准通信互联网连接口及协议。
8. 实训模型块
（1） 三相可调电抗器结合套件：不低于 127V/0.5A 的固定电抗器和 0～250V 的自耦调压器构成；
（2） 旋转灯、并网开关、同步机励磁电源结合套件；
（3） 整步表及开关结合套件；
（4）三相芯式变压器结合套件 127V/ 0.4A 、 63.6V/ 0.8A 、 31.8V/ 1.6A；
（5） 三相组式变压器结合套件原边 220V/0.35A，副边 55V/1.4A；
（6） 三相可调电阻器结合套件三组 90Ω*2/1.3A 瓷盘电阻；
（7） 三相可调电阻器结合套件三组 900Ω*2/0.41A 瓷盘电阻；
（8） 可调电阻器、电容器结合套件 90Ω×2/1.2A 及 900Ω×2/0.41A 瓷盘电阻；
（9） 波动线测量试验及开关板结合套件；
（10） 继电接触实训箱 3 个交流AC接触器、按钮及时间继电器等；
（11） 直线DC斩波实训结合套件完成六种经典型实训；
（12） 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，24V 电源及电感；
（13） 变压器实训结合套件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)；
（14） 晶闸管桥式电子回路箱式挂式模块件：提供 12 只分成正、反桥两组的晶闸管，每只晶闸管均设定有过流、过压保护装置，正、反桥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；
（15） 晶闸管触发电子回路箱式挂式模块件：三相锯齿波移相触发电子回路：提供双路晶闸管的移相电子回路， 提供查看座，输出专用连接口等，并设定有故障点实行考核排故，故障排除可以用专用实验连接线按照原理图短接也可以写入线号来排除故障；故障说明需经过手动按钮设定或触摸屏协作 PLC 设定故障；
（16） 晶闸管触发电子回路实训：需提供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、TCA785 包括触发电子回路共五个触发电子回路实训；
（17） 电动机调节速度控制实训：需提供以下模型块：给定模型块，可调电阻及电容，电流（A）反馈与过流保护(FBC+FA)、给定器(G)、转动速度变换器(FBS)、反号器(AR)、调动器 I 和调动器 II；
（18） 线绕式异步电动机启动与调节速度电阻箱：线绕式异步电动机转子专用电阻分 0Ω、2Ω、5Ω、15Ω； （18） 数字化电源（整批配备 1 套）：需应用嵌入式芯片设计，预留 SWD 编程调节测试连接口而且全低压供电、逆变输出设计，可实行实训实操；逆变写入直线DC电压（V） DC24V，设定有硬件过电流（A）保护及防反接保护、系统过流保护功能；应用 LCL 滤波，支持单极性双极性SPWM 逆变滤波；预留逆变输出电压（V）反馈端口供用户使用，设计有 RS-485 通信连接口方便用户调节测试，供货时需配套设备源代码、PCB、SCH、材料表单等。
（19） 数字化逆变器（整批配备 1 套, 一相容量（KV）不小于 0.2kVA）：工业级电源变换模型块，能将主机模型块的电源经过变换为从机使用，让学员理解新型电源配电自动化原理， 需设定有低压报警，低压关断，过压关断，过载关断，过热保护等多种功能。主控应用STM32，OLED 液晶显露尺寸不小于 45*25，可以并网与离网输出，开放核心源代码供学员研究，深入理解变频原理、并网原理等，配备一套三电平设计，DSP+ARM 架构的 10KW 应急电源资源，配套设备源代码、PCB、SCH、材料表单等。
（20） 接触电阻与压力测量装置资源包（整批配备 1 套）：模型块应用精密滚珠丝杆调动机构，高可靠，压力传感器、恒流源，高精确度电阻表、高精确度压力表，能很好的完成接触电阻测量与压力的关系等。
（21） 交直线DC电弧实训装置资源包（整批配备 1 套）：科研型弧光保护装置，该模型块应用精密滚珠丝杆调动机构，高可靠，高耐用的电极，能很好的完成直线DC电子回路、交流AC电力等实训。
9. 实训所需电动机导轨及电动机
（1） 电动机导轨应用不锈钢导轨（同轴度不大于±5 丝）,2048 圈光电编码器（支持400线、600 线、 1024 线、2048 线等常见编码器），与其精确度相当的测速发电动机及数字显露转动速度表,含有概括测速及固定电动机的不锈钢导轨等。
（2） 校正过直线DC发电动机：PN≥375W,UN=220，Uf=220V, 双轴伸。
（3） 直线DC并励电动机：,双轴伸。
（4） 三相鼠笼式异步电动机：PN≥90W 空载转 1500r/min,Y/△接法。
（5） 三相线绕式异步电动机：PN≥90W,UN=220V,空载转动速度 1500r/min,Y 接法。
（6） 三相同步电动机：PN≥90W,,Y 接法。
10. 配套教学图纸文档实训指导书：提供教学手册、测量试验线、电源线、相关配套系统。
二、可完成的实训内容
（一）电动机拖动部分：
（1） 电动机基础实训:1）认知实训;2）直线DC并励电动机实训;3）直线DC发电动机实训;
（2） 变压器实训:1）一相变压器实训;2）三相变压器;3）三相变压器的联接组和不对称短路;4）三相三绕组变压器;
（3） 异步电动机实训:1）三相鼠笼异步电动机的作业特性 2）三相异步电动机变频调节速度；
（4） 电动机机械特性的测量：1）直线DC他励电动机在各种运行状态下的机械特性；2） 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性；
（5） 同步电动机实训：1）三相同步发电动机的运行特性实训；2）三相同步发电动机的并联运行实训；3）三相同步发电动机功能数值的测量；
（二）电力电子部分：
（1） 三相半波可控整流电子回路实训；
（2） 三相半波有源逆变电子回路实训；
（3） 三相桥式全控整流及有源逆变电子回路实训；
（4） 一相交流AC调压电子回路实训；
（5） 一相整流及有源逆变电子回路实训；
（6） SCRGTOMOSFETGTRIGBT 特性实训； （7） GTOMOSFETGTRIGBT 驱动与保护电子回路实训；
（8） 经典型电力电子器件线路实训：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 斩波电子回路六种经典型线路)(MOSFET 或 IGBT)；
（9） 直线DC电动机调节速度实训：1）晶闸管直线DC调节速度系统功能数值和环节特性的测量实训 (SCR)；2）晶闸管直线DC调节速度系统主要单元的调节测试(SCR)；3）单闭环(转动速度单闭环、电流（A）单闭环)不可逆直线DC调节速度系统实训(SCR)；双闭环不可逆直线DC调节速度系统实训(SCR)；
（10） 交流AC电动机调节速度系统实训：1）双闭环三相异步电动机调压调节速度系统实训；2）双闭环三相异步电动机串极调节速度系统实训。
三、选配模型块
（一）基于DSP 的电动机控制系统
（1）实训装置
1） AC220V 电源、DC24V 电源、控制板、驱动板；直接生成 dsp 执行代码。
2） 驱动平台：需支持拟真研发平台、提供上位机测控系统、主要硬件资源含有概括：
①主控芯片：TMS320F28335；
②A/D 和 D/A 通道：除 DSP 本身所带的 A/D 通道外，还需额外拓展 4 路以上 12 位的 D/A 变换通道，可编程生成随意波动线，输出电压（V）界限*大为±10V；
③外扩 I/O：除 DSP 本身的 I/O 口外，可拓展多路光耦隔离输出口（6 路以上）、多路光耦隔离写入口（6 路以上）；
④上位机系统：经过上位机可以完成启动、停止、频率调动、给定转动速度调动、PID 功能数值设定等功能；同时可就地实时查看电流（A）、速度反馈等波动线。
⑤通信连接口：具备 CAN 连接口，USB 连接口，10M/100M 以太网连接口，便运用户拓展。
⑥功率（W）模型块：应用 IPM 模型块。
⑦保护功能：设定有过压、过流与过热保护功能，当保护发生时立刻封锁 PWM 脉冲输出。
⑧配套视频：提供详细的教学视频，含有 CCS 系统配备、使用，投标时提供实训步骤及实训波动线等。
3） 所需系统：Code Composer Studio 7.2.0、Matlab 2018b、C2000 工量具包。4）实训内容
（1） 基于 MATLAB 的拟真研发环境搭建；
（2） 直线DC有刷电动机双闭环 PWM 控制调节速度实训；
（3） 直线DC无刷电动机 PWM 控制调节速度实训；
（4） 三相交流AC异步电动机控制实训（FOC）；
（5） 三相永磁同步电动机矢量控制实训（基于 MATLAB 图形化拟真编程）
（二）PLC 控制模型块
应用 西门子S7-1200PLC主机，不少于 12 路数字量写入，8 路数字量输出，4 路模仿量写入,2 路模仿量输出；不少于 2 个 连接口，全部器件端子全部引出；配备正版系统，系统设定有授权序列号。成交供应商负责与现有教学大纲完成匹配。
（三）变频器模型块
应用西门子V20变频器，三相输出不小于 0.5KW，带通信连接口，变频器三相 AC380V 电源写入，设定有转矩控制平方 V/F 控制等。成交供应商负责与现有教学大纲完成匹配。
（四）触摸屏模型块
应用昆仑通态7 寸彩色触摸屏，分辨率不低于 800×480，带按键交互功能，包括连接口。 （五）数字调节速度系统
1、应用嵌入式芯片设计，设定有至少 2 路同步模仿量写入、模仿量输出 2 路，设定有转子位置检验测试写入口，直接完成针对被控对象的闭环控制，数值收集卡支持在 LabVIEW 和 MATLAB 系统下编程使用，应用专业品牌收集卡及器件，配备相关系统。上位机应用LABVIEW 研发，提供转动速度闭环，电流（A）闭环、双闭环，步进电动机控制，随动控制系统等多种算法系统，实操简洁。
2、数字化调节速度实训
（1）测量电压（V）（2）输出电压（V） （3）转动速度测量（4）基于 PID 测量试验系统（5）单闭环直线DC调节速度系统实训（6）单闭环直线DC调节速度系统实训
（六）数字式电力电子实训装置
1、三相交流AC电源：带过流、过压、陶瓷快熔保险管保护。可经过开关变换可输出 200V 和220V 三相交流AC电压（V），给三相晶闸管整流、直线DC调节速度、变频调节速度、三相逆变、PWM 整流等实训提供电源。
2、直线DC电源：DC 220V/0.5A，带快熔保险丝保护，供直线DC电动机励磁绕组用。
3、过流与电流（A）反馈：用高精确度的电流（A）互感器收集三相电流（A），经过三相线性精密整流电子回路变换为直线DC信号，用来过流检验测试和电流（A）反馈。
4、直线DC电压（V）电源：±15V/1A 为三相数字触发电子回路、脉冲功放电子回路、电压（V）电流（A）检验测试保护电子回路和电流（A）反馈电子回路等供电电源。
1） 转动速度计：应用低纹波系数编码器，6 位数字转动速度计，精确度不低于 0.5 级。
2） 负载、可调励磁电源就地实时收集控制板
3） 指针式直线DC表指针式交流AC表
4） 触发电子回路及主线路（一）
5） 二极管及平波电抗器
6） 三相组式变压器：每只变压器原边 220V 0.4A，副边 110V 0.8A，供三相晶闸管有源逆变电子回路和串级调节速度用。
7） 直线DC斩波电子回路
8） 单端正激、反激变换器
9） 半桥、全桥变换器
10） 三相变频、逆变主电子回路
11） 三相逆变滤波电子回路
12） 三相 PWM 整流主电子回路
13）三相 PWM 整流滤波电子回路
四、参考设备图片