电力电子技术实验装置,电子学综合实验装置

TRYDD-02型现代电力电子技术实验装置

一、概述
     “TRYDD-02型现代电力电子技术实验台”依据西安交通大学王兆安编著的《电力电子技术》（第四版）、《半导体变流技术》教材实验大纲的要求，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，对原“RYDD-01型电力电子技术及电机控制实验装置”在外形、功能上进行优化组合，精心研制而成。
二、适用范围
    本装置涵盖了各高等院校等所开设的“电力电子技术”、“半导体变流技术”等专业课程所要求的实验项目。
三、技术性能
  1、输入电源: 三相四线(或三相五线 380V±10％ 50HZ)
  2、工作环境: 温度-10℃－+40℃　相对湿度＜85％（25℃）　海拨＜4000m
  3、装置容量：＜1000W
  4、外形尺寸：155×79.5×147 cm3

四、装置的基本装备
  1、DX-01电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）
  （1）交流电源（带有过流保护措施）
提供交流电源：三相交流电源(220V/1.5A)
  （2）高压直流电源
直流电源：输出220V/0.5A，具有输出短路保护。
  （3）数字式仪表
1．交流数字电压表：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压，精度1.0级；
2．真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～500V，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，为交流调速系统提供电压指示；
3．真有效值交流数字电流表一只：测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程告警、指示及切断总电源功能，为调速系统提供电流的指示；
4．直流数字电压表一只：测量范围0～300V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级；
5．直流数字电流表一只：测量范围0～5A，三位半数显，精度0.5级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。
  （4）带镜面的指针表：直流电压表（测量范围0～±300V，为中零式，精度为1.0级）直流电流表（测量范围0～±2A，为中零式，精度为1.0级）
  （5）三相可调电阻（90Ω×2/0.41A一个 、900Ω×2/0.41A两个）
  （6）平波电抗器：提供100mH、200mH、700mH电感，在1A下保持线性。
  （7）给定：±15V可调电压输出，带数显，指示输出电压。
  （8）单相调压：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交流电源，并带过流保护。
  （9）三相整流滤波电路：可对单相及三相交流电源进行整流和滤波，具有输出短路保护。
  （10）变压器：提供三相芯式变压器一个（该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V），用于三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验。
  （11）人身安全保护体系
    三相隔离变压器一组：三相电源首先通过三相漏电保护器，然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使主电路输出与电网隔离（浮地设计），对人身安全起到一定的保护作用。
    电压型漏电保护器1：对隔离变压器前的线路出现的漏电现象进行保护，使控制屏内的接触器跳闸，切断电源。
    电压型漏电保护器2：对隔离变压器后的线路及实验过程中的接线等出现的漏电现象进行保护，发出报警信号并切断电源，确保人身安全。
    电流型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。
    实验连接线及插座：强、弱电连接及插座分开，不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。
  （12）实验管理器
    具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录与区分由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警等。
  （13）控制屏其它设施
    控制屏正面大凹槽内，设有两根方型不锈钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设有7芯、3芯等插座， 挂件的供电由这些插座提供。控制屏两侧设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。
  2、DX02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,结构坚固，形状似长方体结构，造形美观大方；设有两个大抽屉，用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局。配有示波器搁板。
  3、DX03三相可控整流电路（一）
    提供6只5A/1000V的晶闸管，每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置，晶闸管可通过外加触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验。
三相触发电路由KC04、KC41、KC42、4066等集成电路组成，可通过钮子开关选择双窄脉冲或宽脉冲，同时提供六路触发脉冲功放电路等。
  4、DX04晶闸管触发电路（一）
    提供单结晶体管触发电路实验、锯齿波同步移相触发电路实验。
  5、DX05晶闸管触发电路（二）
    提供正弦波同步移相触发电路实验、单相交流调压触发电路实验及单相并联逆变触发电路实验共三种。
  6、DX06功率器件驱动与保护电路（一）
    主要是为完成新器件特性实验提供电源、驱动电路及PWM波形发生器。
  （1）电源：为驱动电路提供电源，包括±5V、±15V和+20V直流电源。
  （2）驱动电路：包括MOSFET和IGBT的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用专用芯片EXB841，其它的由运放、门电路及分立元件组成。
  （3）PWM波形发生器：以SG3525为核心的PWM波形发生器主要是为新器件驱动电路提供PWM驱动波形，可以通过频率调节旋钮进行频率调节；通过占空比电位器来调节PWM波的占空比。频率范围分为2挡，通过钮子开关切换，高频档是为MOSFET和IGBT驱动电路提供PWM波形，频率调节范围4KHz～10KHz；低频档是为GTR和GTO驱动电路提供PWM波形，频率调节范围400Hz～1KHz；占空比可从0%调至100%。
  7、DX07功率器件驱动与保护电路（二）
    提供GTO和GTR的驱动保护电路，PWM信号和直流电源均从PE14上取。
  8、DX08单相交直交变频原理
    根据普通高等教育“九五”重点教材王兆安，黄俊主编的《电力电子技术》（第四版）的内容进行开发。用于展示交直交变频原理，主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法，了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用，能完成如下实验项目：1）SPWM波形成的过程；2）交直交变频电路在不同负载（电阻，电感或电机）时的工作情况和波形，并研究工作频率对电路工作波形的影响；3）IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。
  9、DX09 DC/DC变换电路
    提供了DC/DC变换电路实验的主电路和控制电路。电力电子器件为IGBT，控制电路采用PWM控制集成电路SG3525，挂箱面板上还提供了所需的观测孔。
  10、DX10半桥型开关稳压电源
    提供了半桥型开关稳压电源的主电路和控制电路，主电路的电力电子器件为电力MOSFET管；控制电路采用专用PWM控制集成电路SG3525，采用恒频脉宽调制控制方案。可完成“开关电路在开环与闭环下负载特性的测试”以及“电源电压波动对输出的影响”等实验内容。
  11、DX11直流斩波实验
    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。提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。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。
  12、DX12斩控式交流调压电路
    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，采用全控型器件IGBT管实现“斩控式交流调压实验”。
    13、DX13单相交流调压/调功电路
    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，实现单相交流调压和交流调功的实验内容。采用的电力电子器件为双向晶闸管，在交流调压实验中采用由双向触发二极管构成触发控制电路；在交流调功实验中采用由555时基电路组成触发控制电路。
    14、DX14单端反激式隔离开关电源
    输入交流电压范围为50V～200V，输出为三组直流电源，分别为+5V、5A；+12V、1A；-12V、1A，在输入交流电压和直流输出负载变化时输出电压的变化率小于0.3%。
    15、DX15 PS-ZVS-PWM软开关技术
    主要包括H桥电路、控制电路和稳压反馈电路，用于展现移相零电压开关的电路结构和工作原理。H桥电路有四只MOSFET管组成，控制电路采用全桥软开关电源移相PWM控制芯片UCC3895和驱动芯片HIP4081组成，稳压反馈电路由TL431等元件组成。
  16、DX16整流电路有源功率因数校正
    主要有整流电路、升压变换器、控制电路三部分组成。控制电路采用功率因数控制芯片UCC3817N和外围元器件组成。最大输出功率是100W（200V±5%，0.5A），工作频率为100KHz。通过适当的连线可以完成下列实验项目：
    (1) 无滤波电容的整流电路带纯阻性负载的测试
    (2) 有滤波电容的整流电路带纯阻性负载的测试
    (3) 整流电路有源功率因数校正的测试
    (4) 控制电路的波形测试，功率栅极控制信号观察
    (5) 整流电路有源功率因数校正电路的性能测试
  17、DX17实验元器件
    提供晶闸管（均设有RC吸收和保险丝保护）、压敏电阻（作为过压保护元件，内部已连成三角形接法）、二极管及灯座、RC吸收电路。
  18、DX18单端电流反馈他激式隔离开关电源
    采用专用集成电路UC3844作PWM控制器，可直接驱动MOSFET功率场效应管。通过与直流可调电源、负载的配合可展示电路原理，各点波形测试，输入电压和负载改变时的波形变化和性能测试等项目。
  19、DX19升、降压与复合斩波电路
    通过PWM控制器与两个IGBT三极管，两个二极管的简单联结，配以发电机、电动机的组合负荷，用双踪示波器能展示降压电路的第一象限电压-电流图，升压电路的第二象限电压-电流图，复合电路的第一、第二象限电压－电流图。同时能展示以上三种状态下的续流、临界断流、断流时的电压、电流波形(改变输入电压、改变PWM脉宽、改变负荷电机力矩)。并可简单地联结成升、降压与复合电路，由于结构上的特点，实验还可演示斩波电路电机负荷能耗制动、回馈制动等的实验效果。
  20、DX20三相可控整流电路（二）
    提供6只5A/1000V的晶闸管，每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置，晶闸管可通过外加触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验。
三相触发电路由专用晶闸管新型集成触发电路Tc787组成，体现了现代晶闸管触发技术的应用；同时提供六路触发脉冲功放电路等。
  21、DX21晶闸管触发电路（三）
    由西门子专用晶闸管集成触发电路Tca785组成，可完成单相集成触发电路实验，体现了现代晶闸管触发技术的应用。
  22、DX22单相智能功率、功率因数表
    由微电脑、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。在硬、软件上均分八档区域，自动判断、自动换档，功率测量精度1.0级，电压、电流量程分别为450V、5A，还可储存数据，供随时查阅。
  23、DQ03-1不锈钢电机导轨、光码盘测速系统（日本欧姆龙1024光电编码器）及数显转速表
  24、DQ07-1直流复励发电机
  25、DQ09直流并励电动机
  26、DQ17单相电阻启动异步电动机
  27、实验连接线：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。

五、本装置能开设的实验项目（全配）
（一）晶闸管触发电路实验项目
    1．单结晶体管触发电路
    2．正弦波同步移相触发电路实验
    3．锯齿波同步移相触发电路实验
    4．单相集成锯齿波触发电路实验（由Tca785组成）
    5．三相集成锯齿波触发电路实验（由KC04等组成）
    6．三相集成锯齿波触发电路实验（由TC787组成）
（二）晶闸管线路实验项目
    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．单相桥式全控整流及有源逆变电路实验
    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
    6．三相半波有源逆变电路实验
    7．三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
    8．单相并联逆变电路实验
    9．单相交流调压电路实验
    10．单相交流调功电路实验
    11．三相交流调压电路实验
（三）新器件特性及驱动保护实验项目
    1．单向晶闸管（SCR）特性实验
    2．可关断晶闸管（GTO）特性实验
    3．功率场效应管（MOSFET）特性实验
    4．功率晶体管（GTR）特性实验
    5．绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验
    6．可关断晶闸管（GTO）驱动与保护电路实验
    7．功率场效应管（MOSFET）驱动与保护电路实验
    8．功率晶体管（GTR）驱动与保护电路实验
    9．绝缘双极性晶体管（IGBT）驱动与保护电路实验
（四）典型新器件线路实验
    1．单相正弦波脉宽调制（SPWM）逆变电路实验
    2．全桥DC/DC变换电路实验
    3．半桥型开关稳压电源的性能研究
    4．单端反激式隔离开关电源实验
    5．单端电流反馈他激式隔离开关电源实验
    6．直流斩波电路的性能研究（降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波的电路、Cuｋ斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路）
    7．升、降压与复合斩波电路实验
    8．单相斩控式交流调压电路实验
    9．整流电路有源功率因数校正实验
    10．软开关技术实验

TRYDZ-01型电子学综合实验装置

一、电子学实验装置概述
“TRYDZ-01型电子学综合实验装置”是依据目前我国“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“EDA技术及其应用”教学实验大纲的要求，及各高等院校对该教学实验设备的需求和建议，由本公司开发的新一代实验装置。
    本装置能对上述课程的全部实验项目和课程设计进行实验操作，完全符合实验教学大纲的要求，同时为高层次的数字系统的设计开发实验及教师、研究生开发新实验和进行科学研究提供良好的工作条件。
    本装置特别适用于现有院校 “模电”、“数电”实验室的更新改造；为职业学院、中专、职校等新建或扩建实验室，迅速开设实验课提供了理想的实验设备。
二、特点
  1、通用性强 本装置综合了目前国内各类学校电子类课程的实验内容，故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。
  2、配套性强 从仪器仪表、专用电源到实验连接专用导线等均配套齐全，其性能、精度及规格均密切结合实验的需要进行配套。
  3、可靠性强 设有大量可靠的镀银长紫铜管，用作插电阻、电容、电位器、三极管和稳压块等，实验时接触可靠；可靠的圆脚集成块插座和紫铜管插座等均与防转插座内部连好，实验导线采用高档弹性直插导线，接触性能良好。
  4、直观性强 面板示意、图线分明；面板布置合理，查线方便，学生可独立操作实验，有利于提高学生实际动手能力。
三、技术性能
  1、输入电源：单相三线220V±10% 50Hz
  2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
  3、装置容量：＜200VA
  4、外形尺寸：155×80×123cm3
四、功能
    本装置能提供实验所需的直流电源、交流电源、信号源（示波器自备）。
    本装置能对“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“EDA技术及其应用”的教学实验和课程设计进行实验操作，同时能满足有关科研需求。五、基本实验内容
    本装置提供模电、数电实验指导书，具有相当的深度和广度，各级各类学校可根据自己教学的需要进行选择，还可以结合自己的需要进行改写、扩充及开发其它新的实验项目。
（一）模拟电路实验
1.常用电子仪器的使用
2.晶体管共射极单管放大器
3.场效应管放大器
4.负反馈放大器
5.射极跟随器
6.差动放大器
7.集成运算放大器指标测试
8.集成运算放大器的基本应用Ⅰ— 模拟运算电路
9.集成运算放大器的基本应用Ⅱ—信号处理(有源滤波器)
10.集成运算放大器的基本应用Ⅲ—信号处理(电压比较器)
11.集成运算放大器的基本应用Ⅳ— 信号处理(波形发生器)
12.RC正弦波振荡器 13.LC正弦波振荡器
14.函数信号发生器的组装与调试
15.压控振荡器
16.低频功率放大器Ⅰ— OTL功率放大器
17.期工程低频功率放大器Ⅱ— 集成功率放大器
18.直流稳压电源Ⅰ— 串联型晶体管稳压电源
19.直流稳压电源Ⅱ— 集成稳压器
20.晶闸管可控整流电路
21.应用实验— 温度监测及控制电路
22.综合实验— 万用电表的设计与调试
23. 在系统可编程模拟器件设计实验（配Lattice模拟可编程器件ispPAC20下载板）
（二）数字电路实验
1.晶体管开关特性、限幅器与钳位器
2.TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
3.CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
4.集成逻辑电路的连接和驱动
5.组合逻辑电路的设计与测试
6.译码器及其应用
7.数据选择器及其应用
8.触发器及其应用
9.计数器及其应用
10.移位寄存器及其应用
11.脉冲分配器及其应用
12.使用门电路产生脉冲信号——自激多谐振荡 13.单稳态触发器与施密特触发器——脉冲延时与波形整形电路
14.555时基电路及其应用
15.D/A、A/D转换器
16.智力竞赛抢答装置——综合性实验
17.电子秒表——综合性实验
18.三位半直流数字电压表——综合性实验
19.数字频率计——综合性实验
20.拔河游戏机——趣味性、综合性实验
21.随机存取存储器2114A及其应用——综合性实验
22.在系统可编程数字器件设计实验（配Lattice公司4128V下载板）
六、装置的配备
    本装置主要由实验控制屏和实验桌两部分组成。
    本装置主要由两大部分组成,一部分为数电实验功能板,另一部分模电实验功能板,主要功能组成如下:
（一）数电实验功能板:
    直流稳压电源压电源:±5V/1A两路;0.0～18V/0.75A连续可调两路(通过适当的连接,可得到0～±18V及0～36V连续可调电源),+5V电源还设有短路报警、指示功能，以上电源均有短路软截止自动恢复保护功能。
脉冲信号源：计数脉冲源0.5Hz～300kHz分档连续可调；输出四路BCD码基频、二十分频、四分频、八分频，基频输出频率分1Hz、1kHz、20kHz三档粗调，每档附近又可进行细调；正负各两路输出的单次脉冲源。
    提供五功能逻辑笔、LED发光二极管报警指示灯电路、共阴数码管一只、蜂鸣器报警指示、十六位开关电平输出、十六位逻辑电平输入指示、十六进制译码显示器（六位）、拨码盘、复位按钮、杨声器、音乐片及电位器等。
还设有高可靠圆脚集成块插座（40P2只、28P1只、24P1只、16P5只、14P6只、8P2只）及镀银长紫铜管等，供插各种集成块及器件等。
    数电实验功能板设有可装、卸固定线路实验小板的插座四只，可选购数字EDA下载板。
（二）模电实验功能板：
    直流稳压电源：±5V/1A两路，0.0～18V/0.75A连续可调两路（通过适当的连接，可得到0～±18V及0～36V连续可调电源），±5V电源还设有短路报警、指示功能，每路电源均有短路软截止自动恢复保护功能。
    直流信号源：-5V～±5V连续可调电路。
    交流电源：0V、6V、10V、14V抽头电源一路，中心抽头17V电源两路，每路电源均有短路保护自动恢复功能。控制屏左右两侧设有220V单相三芯插座若干个。
函数信号发生器:本信号发生器是由单片集成函数信号发生器及外围电路,数字电压指示及功率放大电路等组合而成。其输出频率范围为2Hz～2MHz，输出幅度峰峰值换选择，输出频率分七个频段选择，还设有三位LED数码管显示其输出幅度（峰一峰值）。输出衰减分0dB、20dB、40dB、60dB四档，由两个“衰减”按键选择。
    六位数显频率计：本频率计的测量范围为1Hz至10MHz，有六位共阴极LED数码管显示，闸门时基1S，灵敏度35mV(1-500kHz)//100mV(500kHz-10MHz)；测频精度为万分之二（10MHz）。将频率计开关（内测/外测）置于“内测”，即可测量“函数信号发生器”本身的信号输出频率。将开关置于“外测”，则频率计显示由“输入”插口输入的被测信号的频率。
直流数字电压表：分200mV、2V、20V、200V四档，直键开关切换，三位半数显，输入阻抗10MΩ，精度0.5级。
    直流数字毫安表：分2mA、20 mA、200 mA三档，直键开关切换，三位半数显，精度0.5级。
    设有1 mA/100Ω镜面指针式精密直流毫安表、继电器、杨声器、峰鸣器、振荡线圈、可控硅、12V信号灯、功率电阻、桥堆、三极管、集成稳压块、电容、三极管、按钮及电位器等。
    模电实验功能板设有可装、卸固定线路实验小板的插座四只，配有共射极单管放大器/负反馈放大器实验板、射极跟随器实验板、RC正弦波振荡器实验板、差动放大器实验板及OTL功率放大器实验板共五块，可采用固定线路及分立元件灵活组合进行实验。另外，还可选购模拟EDA下载板。
    实验连接点、测试点采用高可靠自锁紧防转叠插座及测试弯针，设有高可靠圆脚集成块插座（40P1只、14P1只、8P2只）及镀银长紫铜管等，供插各种集成块、三极管、电容及电阻等器件，接触性能良好，实验可靠。
实验功能板采用2mm厚的敷铜板制成，正面印有元器件图形符号、字符及连线，反面是相应连线并焊好相应器件。
    本装置设有电流型漏电保护器，控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。

TRYDZ-01A型 模拟电子电路实验装置（双组）的技术性能及实验功能与配备等同 “TRYDZ-01型电子学综合实验装置”中模电部分功能完全一样，不同之处是本装置配备两套模电功能板，可以同时开设两组模电实验。
TRYDZ-01B型 数字电路实验装置（双组）的技术性能及实验功能与配备等同 “TRYDZ-01型电子学综合实验装置”中数电部分功能完全一样，不同之处是本装置配备两套数电功能板，可以同时开设两组数电实验。


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