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電路分析與電力電子技術實驗裝置,電工電子技術實驗裝置臺

一、概述

“電路分析與電力電子技術實驗裝置”  是本公司在總結國內電工電子實驗設備基礎上采用成熟的技術推出的綜合性實驗裝置，綜合了目前我國大學本科、專科、中專及職校“電路分析”、“電工基礎”、“電工學”、“電力電子技術”等課程實驗大綱的要求而研制，特別適用于高等院校現有實驗設備的更新換代，及中專、職校等新建或擴建實驗室，迅速開設實驗課提供了理想的實驗設備。

二、特點

1、綜合性強：綜合了目前國內各類學校電工電子類基礎課程的全部實訓內容。

2、適應性強：實訓的深度和廣度可根據需要作靈活調整，裝置采用掛箱式結構，更換便捷，添加部件即可擴展功能或開發新的實訓項目。

3、測量儀表精度高，采用數字化、智能化模式，符合現代測量發展方向。

4、安全性能高：實訓屏上380V交流輸出處設有一套過流保護裝置，相間、線間直接短路或過載，電流超過設定值，系統即告警并切斷總電源，確保設備安全。

5、裝置結構合理，性能優越，配套完整，外觀豪華大氣。

6、根據電壓不同，實訓連接線及插座采用不同的結構，使用安全、可靠。

三、技術性能：

1、工作電源：三相四線（或三相五線）～380V±5%  50Hz

2、溫度：-10℃～40℃，相對濕度＜85%（25℃）

3、裝置容量：＜1.5KVA

4、重量：200Kg

5、外形尺寸：1700mm×700mm×1600mm

四、實訓裝置基本配置及功能

本實訓臺主要由實訓屏、實訓掛箱、實訓桌等到組成。

（一）  電源控制屏

實訓屏為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板，為實訓掛箱提供交流電源、直流穩壓電源、恒流源、函數信號發生器（包括頻率計）、測試儀表及實訓器件等，具體功能如下：

1.提供三相0～450V及單相0～250V連續可調交流電源。可調交流電源輸出處設有過流保護技術，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，配有指針式交流電壓表，通過切換開關可分別指示三相電網電壓和三相調壓輸出電壓。

2.提供兩路低壓穩壓直流0～30V/1A連續可調電源，配有數字式電壓表指示輸出電壓，電壓穩

定度≤0.3%，電流穩定度≤0.3%，設有短路軟截止保護和自動恢復功能。

3.提供一路0～200mA連續可調恒流源，分2mA、20mA、200mA三檔，從0mA起調，調節精度1‰，

負載穩定度≤5×10-4，額定變化率≤5×10-4，配有數字式直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開路、短路保護功能。

4.提供實驗臺照明用的220V、30W的日光燈一盞，還設有實驗用220V、30W的日光燈燈管一支，

將燈管燈絲的四個頭引出，供實驗用。

5.提供真有效值交流數字電壓表一只，測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5

級，三位半數顯。

6功率輸出函數發生器：

1）采用直接數字頻率合成（DDS）產生高精度正弦波，方波和三角波。采用大屏幕LCD顯示輸出頻率、波形，衰減值。

2）正弦波輸出幅度≥10V,輸出阻抗50Ω，失真度<1%（0.1HZ-- 1KHz）。

3）頻率范圍: 0.1HZ~3MHz, 采用鍵盤直接輸入數字設定頻率,。

4）輸出幅度采用電位器調節，正弦波輸出具有20db,40db衰減。

5）方波占空 比可調, 調節范圍：1%-99%調節；方波和三角波采用TTL電平輸出。

6）頻率計最高測量范圍100MHz，自動換檔。

7.儀表、受控源功能板

1.數顯交流電壓，量程0~500V ，1只，帶超量程保護，精度0.5級

2..數顯交流電流表，量程0~5A ，1只，帶超量程保護，精度0.5級

3.直流數顯電壓表2只，測量范圍0～300V，分2V、20V、300V三檔，直鍵開關切換，三位半數字顯示，輸入阻抗10MΩ，精度0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

4.直流數顯毫安表1只，測量范圍0～2000mA，分20mA、200mA、2000mA三檔，直鍵開關切

換，三位半數字顯示，精度0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

5.數顯交流毫伏表1只 ，量程0~500V ；精度0.5級，帶超量程保護。

8.平波電抗器：100mH、200mH、700mH電感，在1A下保持線性。

9.三相同步變壓器一組

10.其它設施：兩根方型不銹鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有7芯、3芯等插座，掛件的供電由這些插座提供。控制屏兩側設有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。

DK02 實驗桌：鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為耐磨高密度板；左右設有兩個大抽屜（帶鎖），分別用于放置工具及資料。

（二） 實驗組件

1. DYDL-03 電路基礎實驗箱

    提供基爾霍夫定律（可設置三個典型故障點），疊加原理（可設置三個典型故障點）、戴維南定理、諾頓定理、二端口網絡、互易定理、R、L、C串聯諧振電路、R、C串并聯選頻網絡及一階、二階動態電路等實驗。各實驗器件齊全，實驗單元隔離分明，實驗線路完整清晰，驗證性實驗與設計性實驗相結合。

2. DYDL-04 交流電路實驗

提供單相、三相負載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。負載為三個完全獨立的燈組，可連接成Y或△兩種三相負載線路，每個燈組均設有三個并聯的白熾燈螺口燈座(每組設有三個開關控制三個負載并聯支路的通斷)，可插60W以下的白熾燈九只，各燈組設有電流插座便于電流的測試；各燈組均設有過壓保護電路，保障實驗學生的安全及防止燈組因過壓而導致損壞；日光燈實驗器件有30W鎮流器、高壓電容器（0.47µF/500V、4.7µF/500V）、啟輝器及短接按鈕；鐵芯變壓器一只（50VA、36V/220V），原、副邊均設有保險絲及電流插座便于電流的測試；

3DYDL-05元件箱

設有三組高壓電容（每組1µF/500V、2.2µF/500V、4.7µF/500V高壓電容各一只），用于改變功率因數的實驗；提供實驗所需的各種元件，如電阻、二極管、發光管、穩壓管、電位器及12V燈泡等，還提供十進制可調電阻箱，阻值為0～99999.9Ω/2W。

4.ZRDG-06.單相智能型功率、功率因數表

采用專用DSP計算有功功率、無功功率。功率的測量精度0.5級，電壓、電流量程分別為450V、5A，可測量負載的有功功率、無功功率、功率因數及負載的性質；此外，還可以貯存、記錄15組功率和功率因數的測試結果數據，并可逐組查詢。

5.DQ27 三相可調電阻

三組900Ω×2/0.41A，作為實驗中的可調電阻性負載用。

6.DK03晶閘管主電路

提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設有過流、過壓保護裝置，晶閘管可通過外加信號進行觸發(留有觸發脈沖輸入接口)，可更好的完成設計性實驗；設有帶鏡面精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡面直流電流表±2A，精度1.0級各一只。

7.DK04三相晶閘管觸發電路

提供三相觸發電路、功放電路等，與“晶閘管主電路”配套使用。

8.DK05晶閘管觸發電路實驗

提供單結晶體管觸發電路、正弦波同步移相觸發電路、鋸齒波同步移相觸發電路、單相交流調壓觸發電路、TCA785集成觸發電路共五個觸發電路實驗。

9.DK08給定及實驗器件

提供給定(±15V可調電壓輸出)、壓敏電阻(作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法)、二極管。

10. DK09新器件特性實驗

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO、GTR電力電子器件，與其它組件配套使用，可測定其特性曲線。

11.DK11單相調壓與可調負載

提供了一只0～250V/0.5kVA單相交流自耦調壓器，為相應的實驗提供可調電源；一個整流濾波電路以及0～180Ω/1.3A(串聯)或0～45Ω/2.6A(并聯)瓷盤可調電阻，為相應的實驗提供一個可調的阻性負載。

12.DK12 三相芯式變壓器

提供三相芯式變壓器一個(該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V)，用于異步電機串級調速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設有三相不可控整流電路用來產生直流電源。

13.DK14單相交直交變頻原理

用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅動芯片的特點及其使用，能完成如下實驗項目：(1)SPWM波形成的過程；(2)交直交變頻電路在不同負載(阻感負載)時的工作情況和波形，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；(3)IGBT管專用集成驅動芯片的工作特性。

14.DK17 DC/DC變換電路

提供了DC/DC變換電路實驗的主電路和控制電路。電力電子器件為IGBT，控制電路采用PWM控制集成電路SG3525，掛箱面板上還提供了所需的觀測孔。

15.DK07直流斬波實驗

提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專用的PWM控制集成電路SG3525。可完成教材中降壓斬波電路(Buck Chopper)、升壓斬波電路(Boost Chopper)、升降壓斬波電路(Boost-Buck Chopper)、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實驗。

16.DK22單相交流調壓/調功電路 
　　根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》（第四版）中相關內容而設計，實現單相交流調壓和交流調功的實驗內容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流調壓實驗中采用由雙向觸發二極管構成觸發控制電路；在交流調功實驗中采用由555時基電路組成觸發控制電路。
   17. ZR07實驗連接線：

根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而
成頭發絲般細的多股線，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，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。

五、裝置的配備

本實驗平臺應由電源儀器控制屏、實驗桌、實驗掛箱等組成。

（一）電源儀器控制屏：

控制屏應為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁塑面板。它為實驗提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源、數控信號源及各種測試儀表等。具體功能如下：

1、主控功能板：

(1) 三相0～450V及單相0～250V連續可調交流電源。配備一臺單相自耦調壓器，規格為1.5kVA/0～450V，可調交流電源輸出處設有過流保護技術，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關可分別指示三相電網電壓和單相調壓輸出電壓。

(2) 應提供兩路低壓穩壓直流0.0～30V/1A連續可調電源，配有數字式電壓表指示輸出電壓，電壓穩定度≤0.3%，電流穩定度≤0.3%，設有短路軟截止保護和自動恢復功能。

(3) 應提供一路0～200mA連續可調恒流源，分2mA、20mA、200mA三檔，從0mA起調，調節精度1‰，負載穩定度≤5×10-4 ，額定變化率≤５×10-4 ，配有數字式直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開路、短路保護功能。

(4) 應設有實驗臺照明用的220V、30W的日光燈一盞，還設有實驗用220V、30W的日光燈燈管一支，將燈管燈絲的四個頭引出，供實驗用。

(5) 定時器兼報警記錄儀（服務管理器），平時作為時鐘使用，具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄漏電告警、過流告警及儀表超量程告警總次數。

(6)交流數字電壓表一只，測量范圍0～500V，精度≥0.5級，三位半數顯。

 (7)受控源CCVS、VCCS兩路，打開電源開關，CCVS、VCCS兩路受控源即可工作，通過適當的連接，即可獲得VCVS、CCCS受控源的功能。此外，還設有±12V兩路直流穩壓電源，并有發光管指示。

2、功率函數信號發生器（帶頻率計）：

(1) 頻率范圍：0.2Hz～2MHz，分七檔

(2) 輸出波形：正弦波、三角波、方波、斜波、脈沖波、50Hz正弦波(3) 占空比調節：20%～80%

(4) 掃頻速率：10ms～5s

(5) 輸出電壓幅度：20VP-P（負載1MΩ）、10VP-P（負載50Ω），帶輸出衰減。

(6) 輸出保護：短路保護，抗輸入電壓±35V（1分鐘）

(7) 頻率計：六位LED顯示，外測頻范圍：0～50MHz，外測頻靈敏度：100mV

(8) 輸出幅度指示：三位LED數碼管顯示

(9) 具有≥10M功率輸出。

特點：所有端口具有短路保護和抗輸入電壓保護功能、具有頻率和輸出幅度雙顯示功能(LED)、 具有功率輸出，方便實驗教學、內置線性/對數掃頻功能和外接調頻功能.

（六）實驗桌

實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，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，造形美觀大方；設有兩個大抽屜、柜門，分別用于放置工具、存放掛箱及資料等。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。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調節機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。

（七）實驗組件掛箱

1、電路基礎實驗箱（一）

提供基爾霍夫定律（可設置三個典型故障點）、疊加原理（可設置三個典型故障點）、戴維南定理、諾頓定理、二端口網絡、互易定理、R、L、C串聯諧振電路（L用空心電感）、R、C串并聯選頻電路及一階、二階動態電路等實驗。各實驗器件齊全，實驗單元隔離分明，實驗線路完整清晰，驗證性實驗與設計性實驗相結合。

2、交流電路實驗掛箱

提供單相、三相負載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。負載為三個完全獨立的燈組，可連接成Y或△兩種三相負載線路，每個燈組均設有三個并聯的白熾燈羅口燈座(每組設有三個開關控制三個負載并聯支路的通斷)，可插60W以下的白熾燈九只，各燈組設有電流插座；日光燈實驗器件有30W整流器、電容器（1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V）、啟輝器及短接按鈕；鐵芯變壓器一只（50VA、36V/220V），原、副邊均設有保險絲及電流插座；互感線圈一組，可調節兩個線圈間的距離，并可將小線圈放到大線圈內，配有大、小鐵棒各一根及非導磁鋁棒一根；電度表一只，規格為220V、3/6A，實驗時臨時掛上，其電源線、負載線均已接在電度表接線架的接線柱上，實驗方便；220/8.2V（0.5A）/8.2V（0.5A）變壓器一只，可進行變壓器原、副繞組同名端判斷，變壓器副邊雙繞組同名端判斷及變壓器應用等實驗。

3、元件箱

設有三組高壓電容（每組1uF/500V、2.2uF/500V 、4.7uF/500V高壓電容各一只），用以改變功率因數實驗；提供實驗所需的各種元件，如電阻、二極管、發光管、穩壓管、電位器及12V燈泡等,還提供十進制可調電阻箱，阻值為0～99999.9Ω/2W。

4、受控源箱

受控源CCVS、VCCS兩路，打開電源開關，CCVS、VCCS兩路受控源即可工作，通過適當的連接，即可獲得VCVS、CCCS受控源的功能。此外，還設有±12V兩路直流穩壓電源，并有發光管指示。

5、電子技術實驗掛箱（一）

提供低壓交流電源（0V、6V、10V、14V抽頭各一路及中心抽頭17V兩路）、三極管、二極管、穩壓塊、電阻、單結晶體管、蜂鳴器、電容等。實訓箱還配有單管/負反饋兩級放大器、射極跟隨器、RC串并聯選頻網絡振蕩器、差動放大器及低頻OTL功率放大器共五塊固定線路實訓板。可采用固定線路或分立元件靈活組合進行實訓。

6、電子技術實驗掛箱（二）

提供四位十進制譯碼顯示器、8位邏輯電平開關、8位電平指示器、三態邏輯筆、脈沖信號源（正、負輸出單次脈沖和頻率為0.5Hz～300kHz連續可調的計數脈沖源各一路），設有一些高可靠圓腳集成電路插座（8P、14P、16P、28P、40P若干只）。

7、實驗連接線

根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，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接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，不能混插，大大提高了實驗的安全及合理性。

（八）實驗凳：

凳面進口PP注塑成型，顏色為灰白色；升降結構為螺桿升降；中管選用直徑50mm，壁厚1.2mm圓管；裝飾套為ABS注塑成型。

（九）附件

每個設備應備有實驗指導書、常用實訓工具及安裝、布線所需材料。

六、裝置的主要優點及安全保護體系

1、三相四線制(或三相五線制)電源輸入，總電源由三相鑰匙開關控制，設有三相帶燈熔斷器作為斷相指示。

2、控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進行控制。

3、三相交流電源0～450V連續可調，單相交流電源0～250V連續可調，設有單相調壓器（1.5KVA）一臺，可更好地滿足教學實驗要求。

4、屏上裝有電壓型漏電保護裝置，控制屏內或強電輸出若有漏電現象，即告警并切斷總電源，確保實驗進程安全。

5、屏上裝有一套電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。

6、屏上單相調壓器付邊設有一套過流保護裝置。調壓器輸出短路或所帶負載太大，電流超過設定值，系統即告警并切斷總電源。

7、各種電源及各種儀表均有可靠的保護功能。

8、實驗連接線及插座采用不同的結構，使用安全、可靠、防觸電。

七、基本實驗項目

電工實驗：

1、基本電工儀表的使用與測量誤差的計算

2、減小儀表測量誤差的方法

3、儀表（電壓表、電流表）量程擴展實驗

4、線性與非線性電路元件伏安特性的測繪

5、電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制

6、基爾霍夫定律驗證及其故障判斷

7、疊加原理驗證及其故障判斷

8、電壓源與電流源的等效變換

9、戴維南定理驗證

10、諾頓定理驗證

11、最大功率傳輸條件測定

12、二端口網絡實驗

13、互易定理實驗

14、受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS、的實驗研究

15、典型電信號的觀察與測量

16、RC一階電路的響應測試

17、二階動態電路響應的研究

18、R、L、C元件阻抗特性的測定

19、RC串、并聯選頻網絡特性測試

20、R、L、C串聯諧振電路的研究

21、RC雙T選頻網絡

22、電路狀態軌跡的觀測

23、R、L、C元件特性及交流電參數測定—判斷性實驗

24、用三表法測量交流電路等效參數

25、正弦穩態交流電路相量的研究

26、互感實驗

27、電流互感器實驗

28、單相鐵心變壓器特性的測試

29、變壓器同名端判斷及其應用

30、三相交流電路電壓電流的測量

31、三相電路功率的測量

32、單相電度表的校驗

33、功率因數及相序的測量

34、負阻抗變換器及其應用

35、回轉器及其應用

八、數字電路基本技能實訓

1、晶體管二極管開關特性

2、晶體管三極管開關特性

3、二極管限幅器

4、三極管限幅器

5、二極管鉗位器

6、TTL集成邏輯門

7、集成與門邏輯功能測試

8、集成非門電路邏輯功能測試

9、集成或門電路邏輯功能測試

10、集成與非門邏揖功能測試

11、CMOS門電路的測試

12、TTL電路和CMOS電路的輸出特性測試

13、集成邏輯電路的連接與驅動

14、組合邏輯電路

15、半加器

16、全加器

17、譯碼器

18、譯碼器邏輯功能測試

19、數據選擇器邏輯功能測試

20、四選一數據選擇器

21、八選一數據選擇器

22、集成觸發器邏輯功能測試

23、基本RS觸發器

24、JK觸發器

25、D觸發器

26、CMOS觸發器

27、計數、譯碼和顯示

28、計數器及其應用

29、十進制可逆計數器的邏輯功能測試

30、二進制加法計數器

31、十進制加法計數器

32、測試移位寄存器的邏輯功能

33、移位寄存器及其應用

34、脈沖分配器及其應用

35、555時基電路

36、單穩態觸發器

37、多諧振蕩器

38、施密特觸發器

39、D/A轉換器

40、A/D轉換器

模擬電子實驗

1、常用電子儀器的使用

2、單級放大電路

3、多級放大電路

4、負反饋放大電路

5、射級跟隨器

6、差動放大電路

7、比例求和運算電路：電壓跟隨器；反相比例放大器；同相比例放大器；反相求和放大電路；雙端輸入求和放大電路

8、積分與微分電路：積分電路；微分電路；積分-微分電路

9、波形發生電路：方波發生電路；占空比可調的矩形波發生電路；三角波發生電路；鋸齒波發生電路

10、有源濾波器：低通濾波器；高通濾波器；帶阻濾波器

11、電壓比較器：過零比較器；反相滯回比較器；同相滯回比較器

12、集成電路RC正弦波振蕩器

13、集成功率放大器

14、整流濾波與并聯穩壓電路

15、串聯穩壓電路

16、集成穩壓器

17、RC正弦波振蕩器

18、LC振蕩器及選頻電路

19、電流/電壓轉換電路

20、電壓/頻率轉換電路

21、互補對稱功率放大器

22、波形變換電路：矩形波變方波；精密整流電路