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KHD-14電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗實訓裝置是根據(jù)《維修電工（高級）》（中國勞動社會保障出版社出版）培訓教材中關于電力電子與自動控制部分的技能培訓要求，吸收國內同類產(chǎn)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。 它不僅涵蓋了各職業(yè)院校、高級技校所開設的《電力電子技術》、《半導體變流技術》、《直流調速系統(tǒng)》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》等專業(yè)課程所要求的主要實驗項目，還可以用于對從業(yè)人員進行崗位培訓、就業(yè)培訓以及各省、市的維修電工培訓和鑒定考核使用。
一、電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗實訓裝置產(chǎn)品特點：
1、體現(xiàn)工程環(huán)境理念，效仿生產(chǎn)現(xiàn)場實際：系統(tǒng)應從相關工業(yè)產(chǎn)品移植而來，可很好實現(xiàn)對學生能力（波形分析和系統(tǒng)調試能力）的培養(yǎng)和技術知識的應用。
2、各個系統(tǒng)的配置合理：各個系統(tǒng)采用的元件、觸發(fā)（驅動）電路、主電路、控制方式、控制對象及保護環(huán)節(jié)等，應能概括當前工業(yè)上的技術應用，內容豐富多樣，體現(xiàn)了"典型性、先進性、實用性和可行性"的要求，能引起學生興趣，能使學生獲得很大的收獲。
3、部分模塊采用PCB烤漆工藝制成，正面為原理圖和測試點，背面焊有對應的元件，增強了學生對實驗內容的感性認識與理性認識。
4、元件與單元電路性能實驗，在小系統(tǒng)環(huán)境中進行：這樣有利于學生理解該元件和該單元用于何處、它們的性能對整個系統(tǒng)的影響，有利于學生知識的鞏固和實際應用。
5、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。
6、電工電子電拖及自動控制技能鑒定3D動畫模擬實訓特點：
（1）在指導方針上，不以某專業(yè)或課程的教學大綱為依據(jù)，而是以國家維修電工職業(yè)標準為指導。
（2）在系統(tǒng)定位上，不以理論性系統(tǒng)性為主線，而是以職業(yè)技能的訓練養(yǎng)成為主要任務。
（3）在內容選擇上，不以驗證性的實訓為主要目的，而是以職業(yè)標準規(guī)定的技能點的仿真實訓為主線。
（4）在媒體使用上，不以簡單的播放式動畫為主，而是側重于動畫編程、受訓者的參與交互性訓練上。
（5）在表現(xiàn)形式上，不以實物照片而滿足，而是為追求最佳情景性效果采用三維建模技術。
（6）在教學設計上，不以簡單完成某個技能為滿足而是圍繞該技能設置了諸如目的、原理、認識、結構、拆裝、布局、連線、操作、排故、考評等盡可能完備的模塊。
（7）該軟件包含初級工與中級工、高級工全部12個實訓單元的研制工作，總共包含了近100多個實訓項目，基本覆蓋了電工、電子、電拖、維修電工、PLC等職業(yè)技能實訓和鑒定設備技術規(guī)范中所列出的主要技能項目。網(wǎng)絡版用于學生獨自仿真模擬練習，單機版用于老師教學實訓。
二、電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗實訓裝置構成：
1、電源控制屏：
1.1交直流電源
三相四線（或五線）電網(wǎng)輸入經(jīng)電源總開關漏電保護器（容量10A，漏電動作電流≤30mA，動作時間≤0.1S）和交流接觸器再到三相隔離變壓器給實訓設備供電；通過起動、停止、急停按鈕控制交流接觸器，設有供電指示燈及缺相指示。
提供三相0～450V可調交流電源，同時可得到單相0～250V可調的交流電源，配有一臺三相同軸聯(lián)動自耦調壓器（規(guī)格：1.5kVA、0～450V）�？烧{交流電源輸出處設有過流保護裝置，當相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩，并具有過流聲光告警。控制屏的供電由三相電網(wǎng)經(jīng)三相漏電保護開關、電網(wǎng)電壓指示表、熔斷器、啟/停按鈕控制交流接觸器輸出，具有漏電聲光告警、過流保護等功能，同時配有一只急停按鈕，便于切斷電源，還配有一只指針式交流電壓表，通過切換和轉換開關，可方便地指示三相電網(wǎng)和三相調壓輸出的每一相的線電壓。
1.2同步變壓器:一組三相同步變壓器，380V/15V三只。
1.3直流勵磁電源：220V/0.5A，具有輸出短路保護。
1.4交流電參數(shù)表
①交流真有效值數(shù)字電壓表1只，測量范圍0～500V，量程自動切換，三位半數(shù)顯，精度0.5級，輸入阻抗10MΩ。
②交流真有效值數(shù)字電流表1只，測量范圍0～5A，量程自動切換，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源等功能。
1.5交直流電源、直流儀表
提供～220V/24V、20V、±15V、±12V、±5V，100VA直流電源（具有短路及過載保護功能），不控整流元件，單相同步變壓器（包括～220V/～60V、～30V、～15V、雙～7V）、三相同步變壓器（380V/15V），給定顯示與0～±15V給定，直流300V/2.5級中零表一只、2A/2.5級中零表一只。
1.6智能故障考核實訓組件
提供藍色寬屏液晶智能故障考核儀一只，一次故障設置多達24個，并帶有擴展接口，可擴展更多的故障設置。故障設置方便、靈活，可以對學生的技能進行鑒定考核。
2、實訓桌：
實訓桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體封閉式結構，造型美觀大方；設有抽屜、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寬敞舒適的工作臺面。實訓桌底部裝有四個帶剎車的萬向輪，
3、提供不銹鋼電機導軌、編碼器測速系統(tǒng)及智能數(shù)顯轉速表（帶0-10V速度反饋，并可在線設置編碼器分辨系數(shù)，速度反饋系數(shù)，提供人機交互界面）
（1）不銹鋼導軌平整度好，無應力變形，加工精細，同心度好，互換性好，能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲，電機運行噪聲小，實驗參數(shù)典型，能較好滿足實驗要求。導軌還帶有便攜式手柄和減振底腳。
（2）測速可以實現(xiàn)電機轉速0～9999r/min的精確測量，并通過單片機實現(xiàn)轉速數(shù)字信號與電壓信號的線性轉換V=f（n），能提供精確穩(wěn)定的轉速反饋電壓信號，正反轉輸出電壓對稱性誤差≤1‰，克服了采用測速發(fā)電機測速精度低、測量范圍小、對稱性差及非線性變化等缺點。
4、直流他（并）勵電動機（220V、1.1A、185W、1500r/min）
5、三相鼠籠式異步電動機（380/Y/220V/△）、0.5A、100W、1420r/min）
6、校正直流測功機（220V、2.2A、355W、1500r/min）
電機經(jīng)特殊設計，容量是被測電機的2～3倍，并經(jīng)精密儀器校正，能很好的完成被測電機的加載和輸出轉矩的測試）各一臺。
7、直流數(shù)字電壓、毫安、安培表
（1）直流數(shù)顯電壓表1只，測量范圍0～300V，分2V、20V、300V三檔，直鍵開關切換，三位半數(shù)顯，精度為0.5級，輸入阻抗為10MΩ，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源等功能。
（2）直流數(shù)顯毫安表1只，測量范圍0～2000mA，分20mA、200mA、2000mA三檔，直鍵開關切換,三位半數(shù)顯,精度為0.5級，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源等功能。
（3）直流數(shù)顯安培表1只，測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度為0.5級，具有超量程聲光報警、指示及切斷總電源等功能。
8、可變電阻器
提供阻值容量150W 、1.5A 、0～90Ω/×2連續(xù)可調的瓷盤電阻器1只及150W 、0.5A 0～900Ω/×2連續(xù)可調的瓷盤電阻1只，電阻接線端均已連接至操作面板上，可方便地組合串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等多種方式使用，可在0.5A、1A、1.5A、3A不同電流要求的負載下使用。
9、晶閘管及電抗器組件
提供6只單向晶閘管，帶阻容保護電路，另提供0～700mH帶抽頭電抗器，分為100mH，200mH，700mH三檔。
10、新型電力電子器件
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTR新型電力電子器件，可測定其特性曲線；與新器件驅動與保護電路組件配套使用,可完成電力電子新器件的驅動與保護實訓。
提供3只雙向晶閘管,帶阻容保護，用于交流調壓電路、單相三相交流調功。
11、三相TCA785脈沖列觸發(fā)電路組件
提供由西門子TCA785等專用的集成觸發(fā)電路構成的三相觸發(fā)電路、正反橋功放電路。
12、晶閘管觸發(fā)電路組件
提供由分立元件構成的單結晶體管觸發(fā)電路，兩路由分立元件構成的鋸齒波同步移相觸發(fā)電路I和Ⅱ，可完成單相晶閘管全控及半控整流實驗；一路KC05集成鋸齒波觸發(fā)電路。
（1）提供由獨立器件以BT33為核心的鋸齒波觸發(fā)電路，可完成單相鋸齒波晶閘管觸發(fā)電路實訓內容；
（2）提供由獨立器件組成的典型正弦波同步移相觸發(fā)電路，以原理性的形式，與晶閘管組合成同步觸發(fā)實訓電路。
（3）提供鋸齒波同步移相觸發(fā)電路Ⅰ、Ⅱ，與晶閘管組合，可完成單相晶閘管全控及半控整流實訓內容。
（4）提供以KC05集成塊為核心的鋸齒波觸發(fā)電路，與晶閘管組合，可完成單相全波半控整流電路及交流調壓電路實訓內容
13、IGBT直流斬波電路。
EXB841實現(xiàn)的IGBT直流斬波；頻率1.2K，占空比12%-98%。
14、半橋型開關穩(wěn)壓電源電路
提供了半橋型開關穩(wěn)壓電源的主電路和控制電路，主電路中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"等實訓內容。直流輸出0～30V/2A，具有短路及過載保護功能。
15、單相交流(過零觸發(fā))調功電路組件
采用專用KC08晶閘管過零集成觸發(fā)電路，導通周期由555時鐘電路的電位器控制輸出觸發(fā)脈沖。配合雙向晶閘管構成的主電路，完成交流調功特性的實訓內容。
16、GTR單相并聯(lián)逆變電路組件
提供555時基電路作為逆變觸發(fā)電路，工作頻率可以從45Hz～55Hz之間調節(jié)，功率主回路采用GTR功率三極管作為開關器件，完成單相并聯(lián)逆變電路實訓內容。
17、直流調速組件（Ⅰ）
提供用于調速系統(tǒng)的速度、電流調節(jié)器（調節(jié)器I、II）、轉速變換器(FBS)、電流反饋和保護電路（FBC+FA）及電壓反饋的電壓隔離器(TVD)、反號器（AR），實訓時可以靈活改變系統(tǒng)的控制參數(shù)，觀測不同的參數(shù)對系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能穩(wěn)定性及相應時間等影響；更可以讓學生從調速系統(tǒng)的各種參數(shù)(如電機的機電時間常數(shù)等)出發(fā)對調節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間的參數(shù)分別設計，同時進行實際結果的驗證。系統(tǒng)無靜差精度高達0.3%以上。
18、直流調速組件（Ⅱ）
提供以下模塊：反橋主電路、轉矩極性鑒別（DPT）、零電平檢測（DPZ）及邏輯控制器，與直流調速組件（一）配合使用，完成邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)實訓內容。
19、SG3731專用 PWM 集成電路控制直流位置隨動系統(tǒng)
提供以SG3731為核心的專用PWM控制的直流電機電源電路，與電機及反饋裝置結合，可完成如下實訓內容:
（1）SG3731控制的不可逆PWM直流調速系統(tǒng)，可完成直流電機工作在Ⅰ、Ⅱ象限時的開環(huán)機械特性測試實訓，閉環(huán)控制的直流電機在Ⅰ、Ⅱ象限時的機械特性測試實訓。
（2）SG3731控制的可逆PWM直流調速系統(tǒng)，可完成直流電機的四象限運行實訓，及閉環(huán)控制的直流電機四象限運行實訓。
（3）SG3731控制的PWM直流電機位置隨動系統(tǒng)，可完成閉環(huán)位置隨動系統(tǒng)的性能研究實訓內容。
20、小容量晶閘管直流調速系統(tǒng)組件
提供工業(yè)上常用的典型小容量晶閘管直流調速系統(tǒng)KZD-II控制電路，可完成KZD-II型小容量晶閘管直流調速系統(tǒng)的電壓負反饋、電流正反饋閉環(huán)的相關實訓內容。
21、燈組負載
提供三只絲口型220V/ 25W彩色燈泡負載，可作為單、三相負載，實訓結果直觀。
22、實訓連接線及配件
根據(jù)不同實訓項目的特點，配備兩種不同的實訓聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線，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，這樣大大提高了實訓的安全及合理性。
23、電工電子3D建模模擬實訓系統(tǒng)1套
模塊分為電工基礎、照明電路、儀器儀表、低壓電器、電力拖動、電子器件、電子技術、機床電路、PLC控制等100多個實訓內容，學�？梢愿鶕�(jù)學生學習進度選擇相應的訓練模塊進行訓練。
三、人身安全保護體系：
1、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(jīng)接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離(浮地設計)。
2、電壓型漏電保護器1：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。
3、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。
4、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。
四、實訓內容 (全配時)：
一）電力電子器件特性：
1.晶閘管（SCR）
2.雙向晶閘管（TRIAC）
3.電力晶體管（GTR）
4.場效應管（MOSFET）
5.絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）
二）觸發(fā)（驅動）單元電路的測試：
1.單結晶體管觸發(fā)電路（分列元件）
2.正弦波同步移相觸發(fā)電路（分列元件）
3.鋸齒波移相觸發(fā)電路（分列元件）
4.KC05鋸齒波觸發(fā)電路
5.KC08過零觸發(fā)電路
6.EXB841大規(guī)模集成（絕緣柵雙極型晶體管IGBT）驅動與保護電路
7.電力晶體管（GTR）驅動與保護電路
8.功率場效應管（MOSFET）驅動與保護電路
9.三相TCA785脈沖列觸發(fā)電路
10.SG3525觸發(fā)模塊
11.SG3731專用PWM控制電路
12.IR2110專用集成（IGBT）驅動電路
三）電力電子電路：
1.單相晶閘管可控半波整流電路
2.單相晶閘管半控橋式整流電路
3.單相晶閘管全控橋式整流電路
4.三相晶閘管可控半波整流電路
5.三相晶閘管半控橋式整流電路
6.三相晶閘管全控橋式整流電路
7.GTR單相并聯(lián)逆變電路
8.單相雙向晶閘管交流調功電路
9.直流（IGBT）斬波電路的性能研究
10.單相（雙向晶閘管）交流調壓電路
11.三相交流調壓電路
12.PWM控制（MOSFET）開關型穩(wěn)壓電源電路
13.SG3731 專用 PWM 集成電路控制的直流PWM系統(tǒng)（GTR）H型可逆供電電路
四）自動控制系統(tǒng)：
1.晶閘管直流調速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實驗(SCR)
2.晶閘管直流調速系統(tǒng)主要單元的調試(SCR)
3.電壓負反饋、電流正反饋直流調速系統(tǒng)
4.轉速負反饋單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)
5.電流單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)
6.電壓單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)
7.轉速、電流雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(tǒng)
8.V-M轉速、電流雙閉環(huán)邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)
9.轉速、電流雙閉環(huán)交流調壓調速系統(tǒng)的研究
10.SG3731專用PWM集成電路控制的直流位置隨動系統(tǒng)
五）電機特性：
1.直流電動機特性的測試
2.三相異步電機特性的測試
五、電力電子技術與自動控制系統(tǒng)實驗實訓裝置配置清單：
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序號
|
名稱
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數(shù)量
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1
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電源控制屏
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1套
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|
2
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實驗桌
|
1張
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|
3
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不銹鋼電機導軌、光碼盤測速系統(tǒng)（光電編碼器）及智能數(shù)顯轉速表（0-10V電壓反饋）
|
1件
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|
4
|
直流并勵電動機
|
1臺
|
|
5
|
三相鼠籠式異步電動機
|
1臺
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|
6
|
校正直流測功機
|
1臺
|
|
7
|
直流數(shù)字電壓、毫安、安培表（三只表）
|
1件
|
|
8
|
可調電阻器、電容器90Ω*2/1.3A、900Ω*2/0.41A
|
1件
|
|
9
|
晶閘管及電抗器組件
|
1件
|
|
10
|
新型電力電子器件
|
1件
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|
11
|
三相TCA785脈沖列觸發(fā)電路組件
|
1件
|
|
12
|
單相晶閘管觸發(fā)電路
|
1件
|
|
13
|
IGBT直流斬波電路
|
1件
|
|
14
|
半橋型開關穩(wěn)壓電源電路
|
1件
|
|
15
|
單相交流(過零觸發(fā))調功電路組件
|
1件
|
|
16
|
GTR單相并聯(lián)逆變電路
|
1件
|
|
17
|
直流調速組件（Ⅰ）
|
1件
|
|
18
|
直流調速組件（Ⅱ）
|
1件
|
|
19
|
SG3731專用 PWM 集成電路控制直流位置隨動系統(tǒng)
|
1件
|
|
20
|
小容量晶閘管直流調速系統(tǒng)組件
|
1件
|
|
21
|
燈組負載
|
1件
|
|
22
|
實訓連接線及配件
|
1套
|
|
23
|
實驗指導書（紙質+電子文檔）
|
1件
|
|
24
|
電工電子電拖及自動控制技能鑒定3D仿真軟件（電類虛擬實驗教學）
|
1套
|
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