YLDD-1P型电力电子技术实验装置
一、电力电子技术实验装置 概述
“YLDD-1P 型电力电子技术实验装置”依据高等院校统编教材《电力电子技术》（第四版）（西安交通大学王兆安编著）《半导体变流技术》实验大纲的要求，吸收国内外同类产品的优点，充分考虑了实验室的现状和发展趋势，精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善，可靠性好，性价比高。本装置适用于各类高等院校所
开设的“电力电子技术(或称半导体变流技术)”等专业课程所要求的实验项目
。
二、电力电子技术实验装置 特点
1、安全性可靠
本装置通过隔离变压器供电，而且具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准，确保人身安全；根据不同实验项目的特点，配备了两种不同的实验连接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。
2、扩展性强
能满足各类学校相应课程的实验教学，实验的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机地结合。装置采用挂件式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、直观性强
实验挂件采用分隔结构形式，面板采用PCB烤漆工艺制成，正面为实验原理图和测试点，背面有对应的元件，增强了学生对实验内容的感性认识与理性认识；面板布置合理，接插线方便，学生可独立操作实验，有利于提高学生实际动手能力。
4、实验教学方便
配备相应的CAI多媒体光盘软件，辅以动画与讲解，方便实验教学。
5、系统性、先进性强
实验涉及了常用的四大类变流技术实验，且多为广泛应用的实用电路，但为教学方便，又不失其简洁性；本装置又从新器件高度来考虑，加入了新器件的特性实验、新器件的驱动以及典型的新器件应用的现代电力电子技术实验，让学生对新器件有足够的认识和了解，紧跟时代步伐。
三、电力电子技术实验装置 技术性能
1、输入电源: 三相五线380V±10%，50HZ
输入电源：单相输入：220V 50HZ
2、工作环境: 温度-10℃－+40℃ 相对湿度＜85％（25℃） 海拨＜4000m
3、装置容量：＜ 1KW
4、最大负载电流：2.5A
5、外形尺寸：180×70×160
四、装置的配备
1、PDK-1电源控制屏（包括交流电源和直流电源）
1）交流电源
交流电源有两部分，一部分是由三相380伏（线电压）的电源经过主变压器变换后成为50伏（线电压）的三相交流电，供三相桥式全控整流电路的主电路使用。另一部分提供20伏(相电压)的三相交流电为三相桥式全控整流电路提供同步信号。主变压器和同步变压器的原边为三角形接法，副边为星形接法。对于交流380伏电源进线，有三相开关控制其开断，有电表显示其电压，主电路电源开关控制其是否对整流电路加主电源。
2）控制用直流电源
控制用直流电源有＋15和－15伏各两组，实验时只要把它们用插接线和实验箱的＋15和－15伏连接即可。这两组电源是共地的。控制电路电源开关可控制其的开断。
使用＋15和－15伏电源时，要打开控制电源开关。
3）驱动用直流电源
驱动用直流电源部分包括一组＋24伏和四组独立的＋24伏，供单相交直交变频电路使用，驱动电路电源开关控制其开断。
2 、PDK-2 实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板；左右设有两个大抽屉(带锁)，用于放置工具及资料。右边设有放置示波器用的可拆卸搁板。
3、PDK-3 显示测量仪表
显示部分包含交流电流表，交流电压表，直流电流表，直流电压表，电源线电压指示仪表等，用以测量实验电路的电流和电压参数。
4、PDK-4 阻感负载模块
负载为一组功率电阻和电感，电阻的功率为25瓦。实验时学生可根据需要并联或串联组成合适的电阻。
电感分成两段，一段为150mH，另一段为300mH，在组成阻感负载时根据实验要求对电阻和电感的值进行配置，以组成具有合适阻抗角的负载。
5、PDK-5 三相桥式整流电路及触发电路
用于三相桥式全控整流电路和单相交流调压调功电路的晶闸管主电路及三相集成触发电路。
三相全桥主电路有6只晶闸管，每只晶闸管均设有保险丝保护和RC阻容吸收滤波电路，晶闸管可通过外加信号进行触发（留有触发脉冲输入接口）。触发电路由3片集成触发电路芯片KJ004和1片集成双脉冲发生器芯片KJ041组成。面板上设有信号观测孔及移向与偏移电压调节旋钮。
6、PDK-6 IGBT直流斩波电路模块
根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关内容而设计。该挂件主要有单相不控整流电路（提供直流电源），控制电路及主电路构成。控制电路以专用PWM控制芯片SG3525为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波，其占空比受uco控制。可完成教材中降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路（Boost Chopper）、升降压斩波电路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。
7、PDK-7 单相交直交变频电路模块
单相交直交变频电路的主电路也是由交流电整流而得到的，而逆变部分采用单相桥式PWM逆变电路。逆变电路中IGBT 的驱动电路采用M57962L的芯片电路。控制电路以单片集成函数发生器ICL8038为核心组成，生成两路PWN信号，分别用于控制 、 和 、 两对IGBT。
8、PDK-8半桥型开关稳压电源模块
半桥稳压电源模块的输入是交流50V，输出为直流5V。主电路中采用的电力电子器件为美国IR公司生产的电力MOSFET，其型号为IRFP450，其主要参数为：额定电流16A，额定电压500V，通态电阻0.4欧。控制电路以SG3525为核心构成。SG3525为美国SiliconGeneral公司生产的专用PWM控制集成电路，它采用恒频脉宽调制控制方案，适合于各种开关电源、斩波器的控制。SG3525其内部包含精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器等，实现PWM控制所需的基本电路，并含有保护电路。
控制路的波形在控制开关和主开关中间的四个测孔。最下面的一个是控制地，从上到下依次是三角波、PWM1、PWM2的测孔。
9、PDK-9单相调压与可调负载
提供了一只0-250V/0.5KVA单相交流自耦调压器，为相应的实验提供可调电源；一个整流滤波电路以及0-90Ω/1.3A（串联）或0-45Ω/2.6A（并联）瓷盘可调电阻，为相应的实验提供一个可调的阻性负载。
10、PDK-10 电力电子新器件特性实验
提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，与PDK-8配套使用，可测定其特性曲线。
11、PDK-11 实验连接线及配件
根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验联接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。
12、多媒体教学软件
配备相应的CAI实验多媒体教学光盘.
13、提供MATLAB/SimuLink 电力电子仿真实验教学光盘一套。
五、实验项目
1、单相半波可控整流电路实验
2、单相桥式半控整流电路实验
3、单相桥式全控整流实验
4、三相半波可控整流电路实验
5、三相桥式半控整流电路实验
6、三相桥式全控整流实验
7、单相交流调压电路实验
8、单向晶闸管(SCR)特性实验
9、可关断晶闸管(GTO)特性实验
10、功率场效应管(MOSFET)特性实验
11、电力晶体管(GTR)特性实验
12、绝缘双极型晶体管(IGBT)特性实验
13、降压斩波电路（Buck Chopper）实验
14、升压斩波电路（Boost Chopper）实验
15、升降压斩波电路（Boost -Buck Chopper）实验
16、Cuk斩波电路实验
17、Sepic斩波电路实验
18、Zeta斩波电路实验
19、半桥型开关稳压电源的性能研究实验
20、电力电子技术仿真技术实验（见光盘）
六、设备配置清单
|
序号 |
名称 |
名称 |
数量 |
|
1 |
PDK-1 |
实验电源控制屏 |
1套 |
|
2 |
PDK-2 |
实验桌 |
1张 |
|
3 |
PDK-3 |
显示测量仪表 |
1件 |
|
4 |
PDK-4 |
阻感负载模块 |
1件 |
|
5 |
PDK-5 |
三相桥式整流电路及触发电路 |
1件 |
|
6 |
PDK-6 |
IGBT直流斩波电路模块 |
1件 |
|
7 |
PDK-8 |
半桥型开关稳压电源模块 |
1件 |
|
8 |
PDK-9 |
单相调压与可调负载 |
1件 |
|
9 |
PDK-10 |
电力电子新器件特性实验 |
1件 |
|
10 |
PDK-11 |
实验连接线及配件 |
1套 |
|
11 |
SY-CAI |
多媒体教学软件 |
1套 |
|
12 |
SY-SLINK |
电力电子仿真实验教学光盘 |
1套 |