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DJDK-1 型电力电子技术及电机控制实验装置简介及操作
1-1 控制屏介绍及操作说明
一、特点
(1)实验装置采用挂件结构,可根据不同实验内容进行自由组合,故结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好,能在一套装置上完成《电力电子技术》、《自动控制系统》、《直流调速系统》、《交流调速系统》、《电机控制》及《控制理论》等课程的主要实验。 (2)实验装置占地面积小,节约实验室用地,无需设置电源控制屏、电缆沟、水泥墩等,减少基建投资;实验装置只需三相四线的电源即可投入使用,实验室建设周期短、见效快。
(3)实验机组容量小,耗电小,配置齐全;装置使用的电机经过特殊设计,其参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组。
(4)装置布局合理,外形美观,面板示意图明确、清晰、直观;实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头,两者不能互插,避免强电接入弱电设备,造成该设备损坏;电路连接方式安全、可靠、迅速、简便;除电源控制屏和挂件外,还设置有实验桌,桌面上可放置机组、示波器等实验仪器,操作舒适、方便。电机采用导轨式安装,更换机组简捷、方便;实验台底部安装有轮子和不锈钢固定调节机构,便于移动和固定。
(5)控制屏供电采用三相隔离变压器隔离,设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置,切实保护操作者的安全,为开放性的实验室创造了安全条件。
(6)挂件面板分为三种接线孔,强电、弱电及波形观测孔,三者有明显区别,不能互插。 (7)实验线路选择紧跟教材的变化,完全配合教学内容,满足教学大纲要求。 二、技术参数
(1)输入电压 三相四线制 380V±10% 50Hz
(2)工作环境 环境温度范围为-5—40℃,相对湿度<75%,海拔<1000m (3)装置容量:<1.5kVA (4)电机输出功率:<200W
(5)外形尺寸:长×宽×高=1870㎜×730㎜×1600㎜
1-2 DJK01电源控制屏
电源控制屏主要为实验提供各种电源,如三相交流电源、直流励磁电源等;同时为实验提供所需的仪表,如直流电压、电流表,交流电压、电流表。屏上还设有定时器兼报警
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记录仪,供教师考核学生实验之用;在控制屏正面的大凹槽内,设有两根不锈钢管,可挂置实验所需挂件,凹槽底部设有12芯、10芯、4芯、3芯等插座,从这些插座提供有源挂件的电源;在控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座,此外还设有供实验台照明用的40W日光灯。
图1-2 主控制屏面板图
1、三相电网电压指示
三相电网电压指示主要用于检测输入的电网电压是否有缺相的情况,操作交流电压表下面的切换开关,观测三相电网各线间电压是否平衡。
2、定时器兼报警记录仪
平时作为时钟使用,具有设定实验时间、定时报警和切断电源等功能,它还可以自动记录由于接线操作错误所导致的告警次数。(具体操作方法详见DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置使用说明书)
3、电源控制部分
它的主要功能是控制电源控制屏的各项功能,它由电源总开关、启动按钮及停止按钮组成。当打开电源总开关时,红灯亮;当按下启动按钮后,红灯灭,绿灯亮,此时控制屏的三相主电路及励磁电源都有电压输出。
4、三相主电路输出
三相主电路输出可提供三相交流200V/3A或240V/3A电源。输出的电压大小由“调速电源选择开关”控制,当开关置于“直流调速”侧时,A、B、C输出线电压为200V,可完成电力电子实验以及直流调速实验;当开关置于“交流调速”侧时,A、B、C输出线电压为240V,可
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完成交流电机调压调速及串级调速等实验。在A、B、C三相附近装有黄、绿、红发光二极管,用以指示输出电压。同时在主电源输出回路中还装有电流互感器,电流互感器可测定主电源输出电流的大小,供电流反馈和过流保护使用,面板上的TA1、TA2、TA3三处观测点用于观测三路电流互感器输出电压信号。
5、励磁电源
在按下启动按钮后将励磁电源开关拨向“开”侧,则励磁电源输出为220V的直流电压,并有发光二极管指示输出是否正常,励磁电源由0.5A熔丝做短路保护,由于励磁电源的容量有限,仅作为直流电机提供励磁电流,故一般不能作为大电流的直流电源使用。
6、面板仪表
面板下部设置有±300V数字式直流电压表和±5A数字式直流电流表,精度为0.5级,能为可逆调速系统提供电压及电流指示;面板上部设置有500V真有效值交流电压表和5A真有效值交流电流表,精度为0.5级,供交流调速系统实验时使用。
1-3 各挂件功能介绍
以挂件的编号次序分别介绍其使用方法,并简单说明其工作原理及单元电路原理图。
一、DJK02挂件(晶闸管主电路)
该挂件装有12只晶闸管、直流电压和电流表等,其面板如图1-3所示。
图1-3三相变流桥路面板图
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1、三相同步信号输出端
同步信号是从电源控制屏内获得,屏内装有?/Y接法的三相同步变压器,和主电源输出同相,其输出相电压幅度为15V左右,供DJK02-1内的KC04集成触发电路,产生移相触发脉冲;只要将本挂件的12芯插头与屏相连接,则输出相位一一对应的三相同步电压信号;接口的详细情况详见附录相关内容。
2、正、反桥脉冲输入端
从DJK02-1来的正、反桥触发脉冲分别通过输入接口,加到相应的晶闸管电路上;接口的详细情况详见附录相关内容。
3、正、反桥钮子开关
从正、反桥脉冲输入端来的触发脉冲信号通过“正、反桥钮子开关”接至相应晶闸管的门极和阴极。面板上共设有十二个钮子开关,分为正、反桥两组,分别控制对应的晶闸管的触发脉冲;开关打到“通”侧,触发脉冲接到晶闸管的门极和阴极;开关打到“断”侧,触发脉冲被切断;通过钮子开关的拨动可以模拟晶闸管失去脉冲的故障情况。
4、三相正、反桥主电路
正桥主电路和反桥主电路分别由六只5A/1000V晶闸管组成;其中由VT1~VT6组成正桥元件(一般不可逆、可逆系统的正桥使用正桥元件);由VT1ˊ~VT6ˊ组成反桥元件(可逆系统的反桥以及需单个或几个晶闸管的实验可使用反桥元件);所有这些晶闸管元件均配置有阻容吸收及快速熔断丝保护,此外正桥还设有压敏电阻接成三角形,起过压吸收。
5、电抗器
实验主回路中所使用的平波电抗器装在电源控制屏内,其各引出端通过12芯的插座连接到DJK02面板的中间位置,有3档电感量可供选择,分别为lOOmH、2O0mH、700mH(各档在1A电流下能保持线性),可根据实验需要选择合适的电感值。电抗器回路中串有3A熔丝保护,熔丝座装在电抗器旁。
6、直流电压表及直流电流表
面板上装有?300V的带镜面直流电压表、?2A的带镜面直流电流表,均为中零式,精度为1.0级,为可逆调速系统提供电压及电流指示。
二、DJK02-1挂件(三相晶闸管触发电路)
该挂件装有三相触发电路和正反桥功放电路等,面板图如图1-4。
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1、移相控制电压Uct输入及偏移电压Ub观测及调节
Uct及Ub用于控制触发电路的移相角;在一般的情况下,我们首先将Uct接地,调节Ub,以确定触发脉冲的初始位置;当初始触发角定下后,在以后的调节中只调节Uct的电压,这样确保移相角不会大于初始位置;如在逆变实验中初始移相角α=150o定下后,无论调节Uct,都能保证β>30O,防止出现逆变颠覆的情况。
2、触发脉冲指示
在触发脉冲指示处设有钮子开关用以控制触发电路,开关拨到左边,绿色发光管亮,在触发脉冲观察孔处可观测到后沿固定、而前沿可调的宽脉冲链;开关拨到右边,红色发光管亮,触发电路产生互差60的双窄脉冲。
图1-4 三相触发电路面板图
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3.三相同步信号输入端
通过专用的十芯扁平线将DJK02上的“三相同步信号输出端”与DJK02-1“三相同步信号输入端”连接,为其内部的触发电路提供同步信号;同步信号也可以从其他地方提供,但要注意相序的问题;接口的详细情况详见附录相关内容。
4、锯齿波斜率调节与观测孔
打开挂件的电源开关,由外接同步信号经KC04集成触发电路,产生三路锯齿波信号,调节相应的斜率调节电位器,可改变相应的锯齿波斜率,三路锯齿波斜率应保证基本相同,使六路触发信号保持同时出现,且双窄脉冲间隔基本一致。
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DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置简介及操作



