电力电子与电力传动实训实验指导书Word格式.docx

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3.3.1功能 6

3.3.2面板接线 7

3.3.3技术参数 7

3.3.4工作原理 8

3.4PESX-24三相整流控制箱 10

3.4.1功能 10

3.4.2面板接线 10

3.4.3技术参数 11

3.4.4工作原理 11

3.4.5使用说明 14

3.5PESX-25PWM控制箱 14

3.5.1功能 14

3.5.2面板接线 14

3.5.3技术参数 15

3.5.4工作原理 15

3.5.5使用说明 23

3.6PESX-26单片机控制单元箱 23

3.6.1功能 23

3.6.2面板接线 23

3.6.3技术参数 24

3.6.4工作原理 25

3.6.5使用说明 29

3.7PESX-27DSP控制箱 30

3.7.1功能 30

3.7.2面板接线 30

3.7.3技术参数 32

3.7.4工作原理 32

3.8PESX-28多相IGBT驱动单元箱 51

3.8.1功能 51

3.8.2面板接线 52

3.8.3技术参数 52

3.8.4工作原理 53

3.9PESX-01三相全控桥 55

3.9.1功能 55

3.9.2面板接线 55

3.9.3技术参数 56

3.9.4工作原理 56

3.9.5使用说明 57

3.10PESX-02三相逆变桥 57

3.10.1功能 57

3.10.2面板接线 57

3.10.3技术参数 58

3.10.4使用说明 58

3.11PESX-03单相/三相整流桥 58

3.11.1功能 58

3.11.2面板接线 59

3.11.3技术参数 59

3.12PESX-04电容组件 59

3.12.1功能 59

3.12.2面板接线 59

3.12.3技术参数 60

3.12.4使用说明 60

3.13PESX-05脉冲功放 60

3.13.1功能 60

3.13.2面板接线 61

3.13.3技术参数 61

3.13.4工作原理 61

3.13.5使用说明 62

3.14PESX-06同步变压器箱 62

3.14.1功能 62

3.14.2面板接线 62

3.14.3技术参数 63

3.14.4使用说明 63

3.15PESX-07多相逆变桥 63

3.15.1功能 63

3.15.2面板接线 63

3.15.3技术参数 64

3.15.4使用说明 64

3.16PESX-T高频变压器 64

3.16.1功能 64

3.16.2面板接线 65

3.16.3技术参数 65

3.16.4使用说明 66

3.17PESX-L1高频滤波电抗器 66

3.17.1功能 66

3.17.2面板接线 66

3.17.3技术参数 66

3.17.4使用说明 67

3.18PESX-L2工频滤波电抗器 67

3.18.1功能 67

3.18.2面板接线 67

3.18.3技术参数 67

3.18.4使用说明 68

3.19PESX-LA负载电阻箱 68

3.19.1功能 68

3.19.2技术参数 68

3.19.3使用说明 69

3.20PESX-DAM交/直流机组 69

3.20.1功能 69

3.20.2接线说明 69

3.20.3技术参数 69

3.20.4使用说明 71

3.21PESX-M主控制台 71

3.21.1功能 71

3.21.2技术参数 71

3.21.3使用说明 71

3.21.4操作 72

3.21.5航空插座定义 72

4实验例程 73

4.1直流降压/升压斩波实验 73

4.1.1实验目的 73

4.1.2实验内容 73

4.1.3实验设备及仪器 73

4.1.4实验接线 74

4.2半桥DC/DC变换电路实验 76

4.2.1实验目的 76

4.2.2实验内容 76

4.2.3实验设备及仪器 76

4.2.4实验接线 77

4.3三相全控整流实验 79

4.3.1实验目的 79

4.3.2实验内容 79

4.3.3实验设备及仪器 79

4.3.4实验接线 79

4.3.5实验方法及步骤 81

4.4单片机入门实验 85

4.4.1实验目的 85

4.4.2实验内容 85

4.4.3实验设备及仪器 85

4.4.4实验方法及步骤 85

4.5基于单片机的单相整流实验 85

4.5.1实验目的 85

4.5.2实验内容 85

4.5.3实验设备及仪器 85

4.5.4实验原理 86

4.5.5实验方法及步骤 87

4.6基于单片机的三相整流实验 88

4.6.1实验目的 88

4.6.2实验内容 88

4.6.3实验设备及仪器 88

4.6.4实验原理 89

4.6.5实验接线 89

4.6.6实验方法及步骤 90

4.7DSP入门实验 91

4.7.1实验目的 91

4.7.2实验内容 91

4.7.3实验设备及仪器 91

4.7.4实验接线 91

4.7.5实验方法及步骤 91

4.8异步电机调速实验 93

4.8.1实验目的 93

4.8.2实验内容 93

4.8.3实验设备及仪器 93

4.8.4实验接线 94

4.8.5实验方法及步骤 95

4.9永磁同步电机调速实验 96

4.9.1实验目的 96

4.9.2实验内容 96

4.9.3实验设备及仪器 96

4.9.4实验接线 97

4.9.5实验方法及步骤 98

附录各功能箱原理图 110

1.概述

电力电子技术是电气工程专业一门技术基础课，随着技术的发展，它正在向电力系统等学科发展渗透。

怎样让学生更好地掌握应用这门课程是我们必须思考的问题。

电力电子技术本身是一门实践性很强的课程，仅有理论和仿真分析是远远不够的，最终必须通过实验，才能验证理论及仿真的正确性。

目前电力电子技术实验开设的实验项目90%都是验证性实验，学生在两个小时内按图接线测量波形即可，基本上是一种“傻瓜”式教学。

完成实验后，根本不知道电路是怎么构成的，使用了哪那些器件，更不可能分析实际测量波形与理论仿真不同波形的原因，所以传统的实验教学是不能满足新的本科培养体系要求。

为此，结合我院电力传动专业学科特点，开设电力电子与电力传动实训课。

该课程与其它教学实验课的区别在于以下两点：

l课程设置上不同。

该课程贯穿于整个学期，规定每个组必须完成一定数量、不同电路拓扑且难易程度不一的题目，老师针对需做的题目讲解3周，重点讲解设计方法，另外3周根据题目进行仿真，余下9周根据仿真计算搭建实验线路验证计算实际是否正确。

实验室提供一个开放的时间，供学生随时进行实验。

l该实验台由我院相关课程老师进行设计，委托校外公司生产。

其电路沉淀积累了老师多年科研和工程经验以及当今电力电子技术发展的先进技术。

对学生来讲，本身就是一个学习的过程。

要完成规定题目，必须熟悉实验台所有电路。

只有很好地掌握了主电路和控制电路的工作原理才能进行调试，才能发现问题，解决问题。

为了满足课程要求，专业实验中心购买了“PESX-Ⅰ组合电力电子实验台”和“PESX-Ⅱ组合电力电子与电力传动实验台”两种实验平台。

Ⅱ型与Ⅰ型相比，在DSP控制箱、IGBT驱动以及交流机组作了较大升级改动，具体改变内容见第三章。

为了叙述方便，在本文统称为“组合电力电子与电力传动实验台”，“PESX-Ⅰ组合电力电子实验台”简称“Ⅰ型实验台”，“PESX-Ⅱ组合电力电子实验台”简称“Ⅱ型实验台”。

9

组合电力电子与电力传动实验台由实验台，机组或负载，主电路模块和控制电路模块等四大类构成。

其中控制模块分为专用芯片控制、单片机控制和DSP+FPGA控制三种层次。

常用的电力电子与电力传动系统（如整流电源、斩波电源、逆变器电源、大功率开关电源、三相PWM整流器、

H型斩波器、直流传动、交流传动等）都可以在实验台上实现。

实验台具有如下特点：

1）采用模块式结构。

主电路、控制、电源、传感器等模块都采用独立的模块结构，且模块完全开放，开发可根据自己需要，象积木一样搭建自己的系统。

2）控制系统多层次。

控制模块由专用控制器（TC787/SG3525）、单片机

（MCU+CPLD）和DSP（F2812）+FPGA三类组成，满足多种主电路结构和不同层次的开发要求。

3）采用先进技术。

平台中除有传统技术之外，还采用先进的技术和器件。

主模块采用英飞凌IGBT、其驱动采用Concept公司的专用驱动（国际上使用最广泛）、控制器采用高性能单片机MCU和DSP+FPGA，平台适用于先进技术的研究和产品开发。

4）考虑多种辅助功能。

实验台可提供多种辅助功能，如专供示波器使用的单相隔离电源、交直流电流和电压表、连接导线等，给使用者提供方便。

2.总体技术参数

2.1系统参数

1）输入电源：

三相AC380V+地；

2）总功率：

5KVA；

3）整流变压器：

3.5KVA；

4）隔离变压器：

1KVA；

5）励磁变压器：

双路500VA。

2.2系统构成

2.2.1实验台

实验台用于摆放各种实验箱，内部配保险、隔离开关、主电源开关、电源指示、变压器等，面板配交流电流表（380V3只）、交流电压表（380V3只）、直流电压表（300V、750V各1只）、直流电流表（30A2只）、可调励磁电源，实验台下部用于存放各种电路功能模块。

2.2.2

主电路模块

1）PESX－01

三相全控桥箱；

1台

2）PESX－02

三相逆变桥箱；

（Ⅰ型） 1台

3）PESX－03

单相/三相整流桥箱；

4）PESX－04

电容组件箱；

5）PESX－05

脉冲功放箱；

6）PESX－06

同步变压器箱；

7）PESX－07

多相逆变桥箱；

（Ⅱ型） 1台

8）PESX-L1

高频滤波电感箱；

9）PESX-L2

工频滤波电抗器箱；

10）PESX-T

高频变压器箱；

2.2.3

控制电路模块

1）PESX－21

控制电源箱；

2）PESX－22

电压传感器箱；

3）PESX－23

三相IGBT驱动单元箱；

1台

4）P