FCDD-1型創新型電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子技(ji)術(shu)實(shi)驗裝置

一、產品(pin)概述

“FCDD-1型(xing)創(chuang)新型(xing)電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子(zi)技(ji)術(shu)實驗(yan)裝(zhuang)置”是由本企業設計的新型(xing)實驗(yan)裝(zhuang)置，綜合了目前我國高(gao)等(deng)院校《電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子(zi)技(ji)術(shu)》、《交直流電(dian)(dian)源控制》、《數字化電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子(zi)》、《DSP電(dian)機控(kong)制》、《數字化電(dian)源》等課程(cheng)實驗大綱(gang)的(de)要求，能(neng)對上述課程(cheng)的(de)實驗項(xiang)目(mu)進行(xing)實驗操作。特別適用于高等院校現有的(de)實驗設備的(de)更(geng)新改造，為教師和(he)研究生開(kai)發或進行(xing)科學研究工作提供良好的(de)條(tiao)件。

二(er)、總體描述

1、設(she)備配套教學資料(liao)

提(ti)供實驗指導(dao)(dao)書(shu)（分教(jiao)(jiao)師版、學生版）；提(ti)供實驗指導(dao)(dao)教(jiao)(jiao)師培訓；提(ti)供實驗操作(zuo)指導(dao)(dao)視頻；在實驗指導(dao)(dao)書(shu)中提(ti)供詳細(xi)的(de)操作(zuo)步驟和記錄的(de)數(shu)據表格等內容(rong)，實驗內容(rong)配(pei)套1:1教學操作(zuo)視頻。

三、詳細技術(shu)參數(shu)

（一）系統組成和(he)功能

1、實驗(yan)供電采用模塊化設計，方(fang)便實驗(yan)教學及(ji)維修。

2、設備中所有元器件采用工業級或以(yi)上產品，主要部件采用國內主流廠(chang)商(shang)產品：

（二）主(zhu)要技(ji)術參(can)數(shu)

實驗(yan)裝置：所(suo)有(you)組(zu)件(jian)（電(dian)源部分及實驗(yan)掛件(jian)）模塊化(hua)設計，便于維修，詳細配(pei)置如下：

1、實(shi)驗臺架

實驗桌(zhuo)桌(zhuo)面為防火、防水、耐(nai)磨27mm厚高密度板，實驗(yan)裝置主框架采用四根75mm×75mm優質歐標(biao)型(xing)材（單面邊長33mm+中縫(feng)9mm+邊(bian)長33mm），四周采用成(cheng)型“8”字型鋁材支架(jia)固定，安裝螺絲采用M8+滑塊螺母(mu)，設計有(you)帶門可拆(chai)卸的鈑金機箱，所有(you)模塊采用激光雕(diao)刻(ke)工藝(yi)，30度專用防火(huo)材料摸具制(zhi)作(zuo)，具有2個專用拉(la)手，具(ju)有平衡線路供電，

 2、電源(yuan)部分(fen)

（1）FCDY-1 交流電源控制模塊

提(ti)供三相(xiang)固(gu)定(ding)380V交流(liu)電源(yuan)，380V交流(liu)電源經空(kong)氣開(kai)關控制后(hou)輸出至三相調壓(ya)器以(yi)及隔離變壓(ya)器，面(mian)板(ban)(ban)上設有鑰匙開(kai)關、啟動、停(ting)止以(yi)及急停(ting)按鈕(niu)，整體設計(ji)成獨(du)立模塊，可以(yi)單(dan)獨(du)使用(yong)，便(bian)于(yu)維修，工藝采用(yong)塑料專(zhuan)用(yong)模具設計(ji)，操作面(mian)板(ban)(ban)尺寸(cun)為200mm*250mm，模塊箱(xiang)后置單相以及三相插座，電源(yuan)插座、電源(yuan)插頭采(cai)用鴻(hong)雁電器品牌，按鈕采(cai)用德力西(xi)品牌產品。

（2）FCDY-2 直流(liu)高壓電源模塊(kuai)

提(ti)供(gong)220V(1A)勵(li)磁電源及(ji)0～250V(4A)連(lian)續可調穩壓電樞電源(yuan)(具有過壓、過流、過熱(re)及短路軟截止自動(dong)恢復保護功能)各一組，并(bing)設有(you)直流(liu)數(shu)顯電壓表及切(qie)換開關

（3）FCDY-3 隔離變壓器

隔離(li)(li)變壓(ya)器起(qi)保護(hu)(hu)(hu)、防雷(lei)、濾波作(zuo)用，隔離(li)(li)變壓(ya)器的輸(shu)(shu)出(chu)端跟輸(shu)(shu)入端是(shi)完全(quan)“斷路”隔離(li)(li)的。隔離(li)(li)變壓(ya)器對于發現(xian)閃(shan)電(dian)、放電(dian)、電(dian)網切(qie)換、電(dian)機(ji)啟動等其它(ta)電(dian)網燥志引起(qi)的干擾作(zuo)用都有抑制(zhi)作(zuo)用，輸(shu)(shu)出(chu)輸(shu)(shu)入電(dian)容(rong)耦合小(xiao)，可(ke)以有效安全(quan)的起(qi)到保護(hu)(hu)(hu)設備的作(zuo)用；并設有過流保護(hu)(hu)(hu)，相間、線間過電(dian)流及直接短路均能自動保護(hu)(hu)(hu)。

3、實驗掛件(jian)部分

3.1、數(shu)字化(hua)電力(li)電子部分（基礎實(shi)驗）

（1）FCDT-01晶(jing)閘管觸(chu)發電路及電機調速掛箱

提供三相集成(cheng)鋸(ju)齒(chi)波(bo)移相觸發電路和 6 只(zhi)分(fen)成正橋(qiao)的晶閘(zha)管，每只(zhi)晶閘(zha)管均(jun)設有過(guo)流、過(guo)壓(ya)保護裝置(zhi)，正橋(qiao)晶閘(zha)管可通過(guo)外加信號進行觸發(內部已連接到脈沖輸(shu)出接口)，可(ke)更好(hao)的(de)完成(cheng)設(she)計性(xing)實驗；設(she)有平波電抗器一組；

提供(gong)7寸MCGS觸摸屏一個，通過觸摸屏來(lai)控制給定電壓，來(lai)完成(cheng)交直(zhi)流電機調(diao)速。

內(nei)部(bu)設計(ji)有2路模擬量(liang)輸入（電壓采樣利(li)用GS8591芯片，可測(ce)量(liang)0-10V范圍內的電壓值）和1路模(mo)擬量輸(shu)出模(mo)塊，采用(yong)DSP28335芯片完成，開環、單(dan)閉(bi)環、雙閉(bi)環等(deng)實驗，此外提供兩路電(dian)流采(cai)樣則通過30mΩ精密采樣電阻，可測量(liang)0-1A的電流值。這(zhe)些采樣數(shu)據可以通(tong)過控制板處理并顯示在觸摸(mo)屏上。

（2）FCDT05-3晶閘(zha)管觸發(fa)電路(lu)實驗

提供鋸齒波(bo)同步移相觸發電路、TCA785集成觸發(fa)(fa)電(dian)路(lu)(lu)共二個觸發(fa)(fa)電(dian)路(lu)(lu)實驗。

（3）FCDT03-1晶閘管橋式(shi)電路掛箱(一)

設(she)有(you)帶鏡(jing)面精(jing)密指(zhi)針式直(zhi)流電壓表±300V精(jing)度(du)1.0 級、帶鏡(jing)面直流(liu)電流(liu)表(biao)±2A，精度 1.0 級各一只。

（4）FCDY-9單相(xiang)調壓(ya)器模(mo)塊

提供單(dan)相變(bian)壓器一只，可(ke)輸出AC0-36V，指(zhi)針(zhen)交流電壓表（AC50V）一個。

（5）FCDT07-3直流(liu)斬(zhan)波實驗

《電(dian)力(li)電(dian)子技(ji)術(shu)》(第四(si)版)中(zhong)相關的直(zhi)流斬(zhan)波內容而設計的；提供(gong)組(zu)成直(zhi)流斬(zhan)波電路所需的元器件和(he)采用(yong)專用(yong)的 PWM 控(kong)制集(ji)成電路 SG3525。可完成教材中降壓斬波電路(lu)(Buck Chopper)、升壓斬(zhan)波電路(Boost Chopper)、升降壓斬波電路(Boost-Buck Chopper)、Cuk斬波電路等典型實驗(yan)。典型電路采用(yong)(yong)專用(yong)(yong)電路設計，右邊提供原理(li)圖(tu)，左面(mian)提供專用(yong)(yong)器材(cai)，采用(yong)(yong)大(da)面(mian)板(ban)布局(ju)，使(shi)結構清(qing)楚，接線方便。

（6）FCDT-28-3功率器件驅動電路實驗（一）

提供IGBT電(dian)力(li)電(dian)子(zi)器件；可完成電(dian)力(li)電(dian)子(zi)新器件的驅(qu)動特性實驗。并(bing)提(ti)(ti)供一組管溝隔(ge)離觸發電(dian)路(lu)。電(dian)源：為(wei)驅(qu)動電(dian)路(lu)提(ti)(ti)供電(dian)源，包括±5V、±15V 直(zhi)流電源；PWM 波形發生器：主要是為新器件驅動(dong)電路提供PWM 驅動波(bo)形，可以通過(guo)頻率調(diao)節旋鈕進行頻率調(diao)節；通過(guo)占空比電位器(qi)來(lai)調(diao)節 PWM 波的占(zhan)空比。頻率(lv)調節(jie)范(fan)圍15khz～33khz.

（7）FC27三相可(ke)調電(dian)阻

一組900Ω*2，0.41A，瓷盤(pan)電阻(zu)，可調電阻(zu)設(she)置(zhi)有刻度(du)盤(pan)，指示旋(xuan)轉(zhuan)位置(zhi)的大(da)概(gai)阻(zu)值。

（8）變(bian)頻(pin)器

 0.4K，單相輸入，三相輸出。

4、數字化電源(yuan)控制部分(fen)（整批(pi)配置1套）

（1）FCDSP-4整流與逆變電(dian)路

1）AC-DC電路（提(ti)供原理(li)圖(tu)、PCB、DSP源程序，電感(gan)和電容需要(yao)2組切換(huan)（留示波器測(ce)試點），觀察不(bu)同的(de)效果），輸(shu)入電壓：10~60V，輸入(ru)過壓(ya)保護，輸入(ru)欠壓(ya)保護（輸入(ru)電(dian)壓(ya)、電(dian)流采(cai)集(ji)至DSP，留示波器(qi)測(ce)試點(dian)），輸(shu)(shu)出過流保護（輸(shu)(shu)出電流采集至DSP，留示波器測試(shi)點），輸出(chu)過(guo)壓(ya)保護(hu)（輸出(chu)電壓(ya)采集至DSP，留示波器測試點）

2）芯片采(cai)用280049C系統控(kong)制板，帶通信(xin)接口，ADC、PWM等接口。

5、線(xian)上(shang)電力電子仿真軟件（整批配置1套(tao)）：具備三(san)維(wei)虛擬(ni)實(shi)驗(yan)室環(huan)境(jing)，可以自由漫游觀察；仿真(zhen)軟(ruan)件需(xu)采(cai)用云(yun)服務器模式，在有網絡的(de)教室等環(huan)境(jing)均可登錄(lu)即可選(xuan)擇相應(ying)設備進行(xing)實(shi)驗(yan)，可通(tong)過電腦(nao)及(ji)移動端等登錄(lu)學習(xi)，實(shi)現(xian)流暢操作，為了方(fang)便(bian)隨(sui)時隨(sui)地(di)線(xian)上學習(xi)，不(bu)接受單機(ji)版仿真(zhen)軟(ruan)件；（至少(shao)需(xu)提供PC端(duan)(duan)及移動端(duan)(duan)網(wang)頁(ye)登錄、設(she)備選擇、實驗操作等多方面介(jie)紹，需展示以(yi)下仿真實驗內(nei)容需求課程），為了方便隨時隨地線上學習，

（1）三(san)維(wei)環境及模(mo)型技術要求

配套(tao)(tao)主要設備(bei)模(mo)(mo)(mo)(mo)型：電(dian)機(ji)與電(dian)力電(dian)子實驗裝置，配套(tao)(tao)儀表測量掛(gua)件、配套(tao)(tao)電(dian)源模(mo)(mo)(mo)(mo)塊、配套(tao)(tao)可調(diao)電(dian)阻器、變壓器、電(dian)抗器、晶閘(zha)管(guan)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊、電(dian)機(ji)調(diao)速模(mo)(mo)(mo)(mo)塊、交流調(diao)壓模(mo)(mo)(mo)(mo)塊等(deng)。

（2）模型要(yao)和真實供(gong)貨硬(ying)件設備按照 1:1 比例制作(zuo)，學生可在仿真環境里進行自由接線及其它實驗內容拓展(zhan)，進行相關實驗等，需(xu)設置打分(fen)功(gong)能；軟件具(ju)有自動判斷功(gong)能。

（3）至(zhi)少具(ju)備以下(xia)功能模塊需求：

①、實驗(yan)說明：通過軟件介紹仿真實驗(yan)的組成(cheng)模塊，操作方法，以及計分規則；

②、實(shi)驗目的(de)：通(tong)過簡單(dan)的(de)測試，讓(rang)學生明白(bai)本次仿真實(shi)驗的(de)目的(de)；

③、實(shi)驗原理：根據對(dui)實(shi)驗的了解，讓學生(sheng)選擇出(chu)正確(que)的實(shi)驗原理圖；

④、設備(bei)選擇：熟(shu)悉實驗中用(yong)到(dao)的設備(bei)，從(cong)眾多混(hun)淆(xiao)選項中選出本次實驗所需要的設備(bei)；

⑤、實驗(yan)連線(xian)：根據試驗(yan)原理圖練習線(xian)路連接，可對導線(xian)進行換(huan)色(se)、刪除(chu)、清空操作(zuo)；

⑥、設備仿真：根據實驗指導書(shu)來操作相(xiang)應的(de)按鈕，顯示數據和動作，達到(dao)仿真學習的(de)目的(de)；

⑦、實(shi)(shi)驗報(bao)告：把實(shi)(shi)驗仿真(zhen)中(zhong)得到的實(shi)(shi)驗數據填入對應的表格中(zhong)，并(bing)生成實(shi)(shi)驗記錄；

⑧、實(shi)驗(yan)(yan)成(cheng)績(ji)：實(shi)驗(yan)(yan)全部完(wan)成(cheng)之后可以查看各個模塊(kuai)實(shi)驗(yan)(yan)得分；

⑨、軟件具備學籍(ji)注冊功能。

（4）仿真(zhen)軟件需包含但不限于以(yi)下實驗，提供仿真(zhen)軟件源(yuan)代碼，支持用戶(hu)自行開發：

1）電(dian)機3D仿真實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)內容：①、單相變壓(ya)器(qi)空載(zai)、負(fu)(fu)載(zai)、短(duan)路實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；②、三相變壓(ya)器(qi)空載(zai)、負(fu)(fu)載(zai)、短(duan)路實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；③、直(zhi)流他勵(li)電(dian)動(dong)機回饋制(zhi)(zhi)動(dong)、反接(jie)制(zhi)(zhi)動(dong)、能(neng)耗(hao)制(zhi)(zhi)動(dong)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；④、直(zhi)流并勵(li)電(dian)動(dong)機機械特性、調速(su)、能(neng)耗(hao)制(zhi)(zhi)動(dong)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；⑤、他勵(li)直(zhi)流發電(dian)機空載(zai)特性、外(wai)特性、調整特性實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；⑥、并勵(li)發電(dian)機自勵(li)、外(wai)特性實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；⑦、三相鼠籠異步電(dian)動(dong)機空載(zai)、短(duan)路、負(fu)(fu)載(zai)、能(neng)耗(hao)制(zhi)(zhi)動(dong)、空載(zai)損耗(hao)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)。

2）電力電子(zi)3D仿真實驗內容：①、晶閘管(guan)直流(liu)(liu)調(diao)(diao)速系統(tong)主(zhu)要(yao)單元的(de)(de)調(diao)(diao)速；②、三(san)相(xiang)半波有源逆變(bian)電(dian)(dian)(dian)路(lu)實驗；③、三(san)相(xiang)半波可控整流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)路(lu)實驗；④、單相(xiang)交流(liu)(liu)調(diao)(diao)壓電(dian)(dian)(dian)路(lu)實驗；⑤、直流(liu)(liu)斬波電(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)性能研究：Zeta斬波電路(lu)、Sepic斬波(bo)電(dian)路、Cuk斬波電路(lu)、升降(jiang)壓斬波電路(lu)、升壓斬波電路(lu)、降(jiang)壓斬波電路(lu)；⑥、雙閉環(huan)三相異步電機調(diao)壓調(diao)速實(shi)驗(yan)；⑦、雙閉環(huan)不(bu)可(ke)逆直流調(diao)速系統實(shi)驗(yan)；⑧、單(dan)閉環(huan)不(bu)可(ke)逆直流調(diao)速系統實(shi)驗(yan)；⑨、轉速單(dan)閉環(huan)不(bu)可(ke)逆直流調(diao)速系統實(shi)驗(yan)；⑩、三相橋式全控(kong)整(zheng)流及有源(yuan)逆變(bian)電路(lu)實(shi)驗(yan)；?、單相橋式全控整流(liu)電路實驗。

四、設備配(pei)置

1、示波器

2、實驗導線(xian)：每套設備配有四色、不同長度實驗導線(xian)，采用高可靠護套結構手槍插(cha)連接(jie)線(xian)，里(li)面采用無氧銅抽絲而成頭(tou)發絲般細的多股線(xian)，達到超軟(ruan)目的，外(wai)(wai)包丁晴聚氯乙烯絕(jue)緣(yuan)層，具(ju)有柔軟(ruan)、耐壓高、強度大(da)、防硬化(hua)、韌性好等優點，插(cha)頭(tou)采用實芯(xin)銅質件外(wai)(wai)套鈹輕銅彈片，接(jie)觸優良(liang)。（不存在任何觸電的可能）

五、設備可完成(cheng)實驗內(nei)容

1、傳(chuan)統電(dian)力電(dian)子實驗

（1）IGBT的認識(shi)與特性實(shi)驗（包含驅動）；

（2）直流斬波電路(lu)的性能研究(jiu)（六種典型線路(lu)）

1）降壓斬波電路(Buck Chopper)

2）升壓斬波電路(lu)(Boost Chopper)

3）升降壓(ya)斬波電路(Boost-Buck Chopper)

4）Cuk斬波電路

（3）三(san)相半波(bo)可控(kong)整流電路實驗

（4）三相橋式(shi)半控整流(liu)電路實(shi)驗(yan)

（5）三相交流調壓電路實驗(yan)

2、直流電機調(diao)速系(xi)統實驗

（1）晶閘管直流調速系統參(can)數和環節特性(xing)的測定實驗

（2）晶閘管直流調(diao)速系統(tong)主(zhu)要單元的調(diao)試

（3）單閉環不可逆直流調速系(xi)統實(shi)驗

3、變頻器調速實驗

（1）變頻器功能(neng)參數設置與操作(zuo)；

（2）變頻器報警(jing)與保(bao)護(hu)功(gong)能；

（3）變頻器外部端子點動控制；

（4）變頻器(qi)控制電機運行時間操作；

（5）變頻器(qi)控制電機正(zheng)反(fan)轉運行；

（6）外部(bu)模擬量（電壓/電流(liu)）變頻調速(su)(su)、多段(duan)速(su)(su)度選擇變頻調速(su)(su)；

（7）三相異步(bu)電動機的變頻(pin)調速(su)；

4、數字電(dian)源相(xiang)關實驗

5、線上電力電子仿(fang)真系統實驗