電力
TWDQ-C6140型 普通車床電氣技能實訓(xùn)考核裝置（半實物）
TWDQ-C6140型普通車床電氣技能實訓(xùn)考核裝置（半實物）是在原來的C6140型普通車床電氣技能實訓(xùn)考核裝置基礎(chǔ)上進行改造升級，它增加了C6140型普通車床仿真半實物模型，并將機床的電氣部分和機床的機械部分有機地連接在一起。由于將機床的運動全部展現(xiàn)出來，因而使教學(xué)更加形象生動。本裝置適合于維修電工（電工）初、中、高級技能鑒定中有關(guān)機床電氣部分的培訓(xùn)考核。
一、功能特點
1、 C6140型普通車床半實物仿真模型是參照實際C6140型普通車床的尺寸按一定比例縮小的設(shè)計；
2、本套裝置電氣部分的操作，能實現(xiàn)C6140型普通車床各種運動控制，它包括：主軸啟動停止、工作臺快速移動和冷卻泵啟動停止，極限位置的限位；
3、機床電氣線路的所有接點，在裝置的面板上都有相應(yīng)的測試點，便于學(xué)員檢測故障；
4、半實物模型上所有電機的電壓等級與實際的機床是完全相同；
5、半實物機床的床身采用鑄件，專用模具一次成型。滾珠絲桿傳動，手輪使用實際機床部件，貼近真實機床；
6、半實物機床各部件采用不同的顏色，培訓(xùn)時學(xué)生更加容易理解接受；
7、半實物機床活動導(dǎo)軌表面采用高頻淬火工藝，經(jīng)久耐用；
8、控制屏的故障箱內(nèi)設(shè)有32個開關(guān)，通過撥動故障開關(guān)，可設(shè)置相應(yīng)的故障點。
二、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相四線（～380V±10% 50Hz）
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔<4000m
3、裝置容量：＜1KVA
4、外形尺寸：1410mm×725mm×1535mm
三、裝置的基本裝備
1、電源控制面板
（1）交流電源（帶有漏電保護措施）
提供三相交流電源（380V）
（2）人身安全保護體系
屏上裝有電壓型漏電保護裝置，控制屏內(nèi)或強電輸出若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷電源，確保實驗進程安全。
屏上裝有一套電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
2、主令控制及圖示板
面板上安裝有機床的所有主令電器及動作指示燈、機床的所有操作都在這塊面板上進行，指示燈可以指示機床的相應(yīng)動作。
面板上印有C6140普通車床立體示意圖，可以很直觀地看出C6140普通床的外形輪廓。
3、元器件安裝板
面板上裝有斷路器、熔斷器、接觸器、熱繼電器、變壓器等元器件，這些元器件直接安裝在面板表面，可以很直觀的觀看它們的動作情況。
4、故障開關(guān)箱。
設(shè)有32個開關(guān)，其中1到29用于故障設(shè)置；30到32三個開關(guān)保留。
5、實驗桌
實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體結(jié)構(gòu)，造型美觀大方；設(shè)有兩個大抽屜，用于放置工具及資料等。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。實驗桌底還設(shè)有四個方向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于移動和固定，有利于實驗室布局。
6、半實物模型桌子尺寸：1268mm ×723mm ×798mm
7、 C6140車床模型尺寸：900mm ×320mm ×370mm
8、工作臺移動行程：200mm
9、主軸轉(zhuǎn)速：250r/min
三、設(shè)備配置
1、C6140普通車床電氣技能實訓(xùn)考核裝置 2臺
2、C6140普通車床半實物模型（含實訓(xùn)桌）1臺（配有與電氣部分的連接接口，通過電纜連接）
四、實訓(xùn)項目與目的
1、熟悉常用低壓電器的機構(gòu)、原理
2、通過觀察機床模型的運動，了解機床的實際運動
3、了解機床電器控制的原理及各種保護裝置
4、掌握機床中常見故障的排除方法
五、故障點設(shè)置一覽表
編號 故障現(xiàn)象
1 機床無法啟動
2 機床無法啟動
3 機床無法啟動
4 照明燈不亮
5 機床無法啟動
6 機床無法啟動
7 主軸、冷卻泵電動機不能啟動
8 主軸電動機控制不能自鎖
9 主軸電動機控制不能自鎖
10 主軸、冷卻泵電動機不能啟動
11 冷卻泵不能啟動
12 冷卻泵不能啟動
13 冷卻泵不能啟動
14 刀架不能快速移動
15 主軸不工作
16 冷卻泵不工作
17 不能快速移動
電子實訓(xùn)臺配置及技術(shù)性能 一、技術(shù)性能
1.輸入電源：三相四線(或三相五線 380V±10% 50Hz) 2.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85% (25℃) 海拔＜4000m 3.裝置容量：＜1.5kVA 4.外形尺寸：187.3cm×72.5cm×162.2cm
二、系統(tǒng)組成
1.電源控制屏(鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板)
(1)三相缺相指示、相序檢測及過壓指示
當輸入設(shè)備的三相電源電壓缺少任何一路或者兩路，控制屏面板上相應(yīng)指示燈亮；當三相電源正常時自動檢測輸入電源的相序關(guān)系，當電網(wǎng)電壓值大于255V時自動發(fā)出告警信號。
(2)交流電源(均帶有過流保護措施，當相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，應(yīng)可避免調(diào)換保險絲帶來的麻煩)提供交流電源：直流調(diào)速檔為三相交流電 200V/3A 交流調(diào)速檔為三相交流電 240V/3A
(3)高壓直流電源 勵磁電源：220V/0.5A，具有輸出短路保護。
(4)數(shù)字式儀表 交流數(shù)字電壓表：可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓，精度1.0級。 真有效值交流數(shù)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(shù)顯，為交流調(diào)速系統(tǒng)電力電子技術(shù)實驗提供電壓指示。真有效值交流數(shù)字電流表一只：測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，為調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。直流數(shù)字電壓表一只：測量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級，為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示。直流數(shù)字電流表一只：測量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能，為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。
(5)人身安全保護體系 三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然后經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網(wǎng)隔離(浮地設(shè)計)，對人身安全起到一定的保護作用。 電壓型漏電保護器：對隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進行保護，使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘，切斷電源。同時對隔離變壓器后的線路及實驗過程中的接線等出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進行保護，發(fā)出聲光報警信號并切斷電源，確保人身安全，投標文件中提供相應(yīng)的證明。電流型漏電保護裝置：控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。實驗連接線及插座：強、弱電連接及插座分開，不能混插。強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。
(6)定時器兼報警記錄儀 平時作為時鐘使用，具有設(shè)定實驗時間、定時報警、提前提醒后切斷電源等功能，還可以自動記錄由于接線或操作錯誤所造成的告警次數(shù)。
(7)控制屏其它設(shè)施 控制屏正面大凹槽內(nèi)，設(shè)有兩根不銹鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設(shè)有12芯、10芯、4芯、3芯等插座，掛件的供電由這些插座提供。控制屏兩邊設(shè)有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設(shè)有實驗臺照明用的40W日光燈一盞。
2.實驗桌 實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，結(jié)構(gòu)堅固，形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu)；設(shè)有兩個大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料等。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。實驗桌要求設(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于移動和固定，有利于實驗室的布局。3.不銹鋼電機導(dǎo)軌、光碼盤測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表 包括1024光電編碼器及固定電機的不銹鋼導(dǎo)軌等。不銹鋼導(dǎo)要求平整度好，無應(yīng)力變形，加工精細，同心度好，互換性好，保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲，電機運行噪聲小，實驗參數(shù)典型，能較好滿足實驗要求。
4.三相可調(diào)電阻(每組900Ω×2/0.41A) 作為實驗中的可調(diào)電阻性負載用。
5.晶閘管主電路 提供12只5A/1000V的晶閘管，分成正、反橋兩組，每只晶閘管均設(shè)有過流、過壓保護裝置，正、反橋晶閘管可通過外加信號進行觸發(fā)(留有觸發(fā)脈沖輸入接口)，確保能更好的完成設(shè)計性實驗；設(shè)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級各一只和平波電抗器一組。6.三相晶閘管觸發(fā)電路 提供三相觸發(fā)電路、功放電路等，與“DJK02”配套使用。7.晶閘管觸發(fā)電路實驗 提供單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路、單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路、TCA785集成觸發(fā)電路共五個觸發(fā)電路實驗。
8.電機調(diào)速控制實驗(I) 提供以下模塊：電流反饋與過流保護(FBC+FA)、給定器(G)、轉(zhuǎn)速變換器(FBS)、反號器(AR)、電壓隔離器(TVD)、調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II。其中調(diào)節(jié)器I和調(diào)節(jié)器II的反饋電阻、電容均外接(從DJK08上獲得)，實驗時可以靈活改變系統(tǒng)的參數(shù)，觀測不同的參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性及相應(yīng)時間等影響；能讓學(xué)生從調(diào)速系統(tǒng)的各種參數(shù)(如電機的機電時間常數(shù)等)出發(fā)對調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間的參數(shù)分別設(shè)計，同時進行實際結(jié)果的驗證，完成設(shè)計性實驗。9.電機調(diào)速控制實驗(II) 提供以下模塊：轉(zhuǎn)矩極性鑒別(DPT)、零電平檢測(DPZ)及邏輯控制器(DLC)，與DJK04配合使用完成邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗項目。10.給定及實驗器件 提供給定(±15V可調(diào)電壓輸出)、壓敏電阻(作為過壓保護元件，內(nèi)部已連成三角形接法)、二極管。11.新器件特性實驗 提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO、GTR電力電子器件，與DJK06等配套使用，可測定其特性曲線；與DJK12配套使用，可完成電力電子新器件的驅(qū)動特性實驗。12.可調(diào)電阻、電容箱 提供耐壓AC63V的可調(diào)電容三組，調(diào)節(jié)范圍為0.1～11.37μF，0～999kΩ十進制可調(diào)電阻兩組；供電流調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器反饋回路使用，可靈活改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及積分時間。13.單相調(diào)壓與可調(diào)負載 提供一只0～250V/0.5kVA單相交流自耦調(diào)壓器，為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)電源；一個整流濾波電路以及0～180Ω/1.3A(串聯(lián))或0～45Ω/2.6A(并聯(lián))瓷盤可調(diào)電阻，為相應(yīng)的實驗提供一個可調(diào)的阻性負載。14.變壓器實驗 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(diào)速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設(shè)有三相不可控整流電路用來產(chǎn)生直流電源。
15.直流斬波實驗 根據(jù)西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第四版)中相關(guān)的直流斬波內(nèi)容而設(shè)計；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.研究型多電機控制實驗/開發(fā)套件（僅教師機配1套） 研究型多電機控制實驗/開發(fā)套件主要由DSP控制組件與功率驅(qū)動保護組件組成。DSP程序采用C語言模塊化編寫，也可以直接使用Matlab語言編寫算法或者用Simulink庫搭建電機控制算法，編譯整個模塊就能自動生成DSP代碼，在控制電路上運行后就能生成相應(yīng)的控制信號，從而方便地實現(xiàn)對被控對象的控制。上位機監(jiān)控軟件采用Labview軟件編程，實現(xiàn)電機啟動、停止、加減速、正反轉(zhuǎn)切換、PI參數(shù)設(shè)置等控制；同時可實時的觀測到系統(tǒng)實際運行時的多種波形。（一）平臺特點（1）CPU：標配TMS320F2812 CPU板，預(yù)留JTAG下載口，方便程序下載及燒錄。（2）*驅(qū)動器：采用IPM模塊PM25RLA120，最大輸出功率3.7KW。（3）保護功能齊全：具有欠壓保護、過壓保護、過流保護和溫度保護，當上述任意一種情況發(fā)生時立刻封鎖PWM脈沖輸出。（4）模塊化編程：一個復(fù)雜的電機控制程序被分解為多個功能模塊，在實驗過程中用戶可以逐步的實現(xiàn)對電機的控制，即從開環(huán)電機啟動、速度和電流采樣、電流PID調(diào)節(jié)、速度PID調(diào)節(jié)等最終實現(xiàn)完整的變頻調(diào)速功能，便于用戶更好地掌握和理解電機控制算法。（5）*源代碼開放：作為實驗開發(fā)平臺，充分考慮了電機控制程序核心算法的復(fù)雜和難度，所有電機的控制程序?qū)τ脩糸_放。（6）*支持使用Matlab語言編寫算法或者用Simulink庫搭建電機控制算法，實現(xiàn)三相異步電機開環(huán)調(diào)速、FOC與DTC控制。（7）*控制對象豐富：該實驗開發(fā)平臺能控制四種電機，分別為直流電機、直流無刷電機、交流異步電機和永磁同步電機。（8）*提供上位機控制軟件，實現(xiàn)電機啟動、停止、加減速、正反轉(zhuǎn)切換、PI參數(shù)設(shè)置等控制；同時可實時觀測轉(zhuǎn)速給定、轉(zhuǎn)速反饋、電流等波形。（9）*以獨立的控制電路掛箱和功率電路掛箱分別存在，掛箱之間的控制接口和反饋接口全部開放，可做二次開發(fā)。（二）基本配置（1）DSP控制組件 采用掛箱式結(jié)構(gòu)，標配TMS320F2812 CPU板。主要由CPU板及其輔助電路組成，實現(xiàn)反饋信號、編碼器和霍爾信號處理與采樣，步進電機驅(qū)動信號及PWM驅(qū)動信號產(chǎn)生等功能。（2）功率驅(qū)動保護組件 采用掛箱式結(jié)構(gòu)，面板繪有功率驅(qū)動保護的原理框圖，電路安裝在掛箱內(nèi)。組件包括整流電路、驅(qū)動電路、驅(qū)動器模塊、采樣電路等。實現(xiàn)整流與逆變輸出，電壓、電流與驅(qū)動器溫度采樣，工作與故障指示及故障檢測等功能。其中驅(qū)動電路采用高速光耦4504進行電氣隔離，采用四路獨立電源對上下橋臂單獨供電，實現(xiàn)對橋式電路的控制。
（3）性能指標：1）輸入直流電壓：170-700V。
2）輸出電流：5V：2000mA；24V：2A；±15V：200mA；5V×3: 150mA (IPM上橋臂三橋每路用)；15V×1：300mA (IPM下橋臂三橋共用)。
3）配套電機（四種電機）：j直流并勵電動機：額定電壓UN=220V，額定電流1.2A，額定功率180W，額定轉(zhuǎn)速 1600r/mink直流無刷電機：AM180L，有效值電流0.94A，額定功率 180W，最高轉(zhuǎn)速 2000r/min
l三相交流異步電機：額定電壓380V，額定電流1.12A，額定功率 370W，額定轉(zhuǎn)速 1400r/minm三相永磁同步電機：額定電壓：380V，額定電流 0.35A，額定功率 180W，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min（三）提供的實驗例程：
（1）直流有刷電機PWM控制調(diào)速實驗（C語言版）1）開環(huán)雙極性PWM可逆直流調(diào)速實驗2）轉(zhuǎn)速單閉環(huán)雙極性PWM可逆直流調(diào)速實驗3）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)雙極性PWM可逆直流調(diào)速實驗（2）直流無刷電機PWM控制調(diào)速實驗（C語言版）
1）直流無刷電機控制原理實驗2）速度電流雙閉環(huán)調(diào)速實驗3）定位控制實驗（3）三相異步電動機開環(huán)變頻調(diào)速實驗（C語言版）
1）DSP控制的SPWM變頻調(diào)速實驗2）DSP控制的馬鞍波變頻調(diào)速實驗
3）DSP控制的SVPWM變頻調(diào)速實驗
（4）三相異步電動機開環(huán)變頻調(diào)速實驗（Matlab/Simulink版）
1）DSP控制的SPWM變頻調(diào)速實驗2）DSP控制的馬鞍波變頻調(diào)速實驗
3）DSP控制的SVPWM變頻調(diào)速實驗
（5）三相交流異步電機FOC控制實驗（C語言版）1）功率單元模塊測試實驗
2）電流、速度功能模塊測試實驗
3）電流閉環(huán)調(diào)節(jié)器功能測試實驗
4）電流模型功能模塊測試實驗
5）電流速度雙閉環(huán)控制功能實驗
（6）三相永磁同步電機FOC控制實驗（C語言版）
1）功率單元模塊測試實驗
2）電流、速度功能模塊測試實驗
3）電流閉環(huán)調(diào)節(jié)器功能測試實驗
4）相位初始化測試實驗
5）電流速度雙閉環(huán)控制功能實驗
（7）磁場定向控制（FOC）的高性能變頻調(diào)速實驗（Matlab/Simulink版）
（8）直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）的高性能變頻調(diào)速實驗（Matlab/Simulink版）
17.研究型開關(guān)電源技術(shù)實驗組件（僅教師機配1套）
研究型開關(guān)電源技術(shù)實驗組件主要由DSP控制電路和主電路組成，掛箱結(jié)構(gòu)，DSP采用TMS320F2812芯片，產(chǎn)生占空比可靈活調(diào)節(jié)的PWM調(diào)制波控制主電路的開關(guān)管，具有多路A/D采樣，通過霍爾傳感器可采集控制過程中的電壓、電流，實現(xiàn)閉環(huán)控制及過壓、過流保護，可以直接在計算機Matlab環(huán)境下編程，同時配有DSP（USB2.0）專業(yè)仿真器，用于程序的下載和燒錄。*基本配置與技術(shù)要求（1）處理器：TMS320F2812，最高主頻150MHz。（2）*人機接口采用128*64的液晶屏與獨立按鍵。*基本實驗項目要求：（1）推挽變換實驗；（2）單端正激開關(guān)電源實驗；
（3）單端反激開關(guān)電源實驗；（4）單相Boost型有源功率因數(shù)校正（APFC）整流電路實驗。18.單相、三相整流與隔離變壓器組件（僅教師機配1套）
提供一只0～250V/0.5kVA單相交流自耦調(diào)壓器，一個單相整流濾波電路，為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)電源；提供一個輸入電壓220V/1.5A，輸出電壓220V/1.5A的隔離變壓器，在完成PEC06能量回饋時實現(xiàn)隔離，提供一個三相整流濾波電路，為相應(yīng)實驗提供直流電源。
19.三相可調(diào)電抗器（僅教師機配1套）每相均由一個127V/0.5A的固定電抗器和一個0～250V的自耦調(diào)壓器組成，既可作固定電感和可調(diào)電抗器使用，也可作自耦調(diào)壓器使用
20.有源電能質(zhì)量管理裝置（僅教師機配2套）面板繪有有源電能質(zhì)量管理裝置原理框圖、各種接口及鍵盤液晶界面，控制芯片采用DSP處理器。掛件主要完成檢測電網(wǎng)給非線性負載的供電電流，實時計算電流中的無功成分和諧波含量，控制并網(wǎng)逆變器輸出與檢測到的電流相反的電流，將負載中的諧波電流、無功電流抵消，從而使電網(wǎng)供電電流中不包含諧波、無功成分，減小電流畸變率，提高功率因數(shù)。
基本配置與要求：1）處理器：采用DSP處理器2）輸出直流電壓：穩(wěn)定在320V～400V可調(diào)3）輸入交流電壓：三相220V4）最大處理容量：400VA
5）補償后功率因素：≥98％6）補償后電流畸變率：≤10％ 7）*功率開關(guān)部分采用IGBT-IPM模塊
6MBP30RH060，內(nèi)置過電流保護、短路保護、控制電源欠壓保護、過熱保護電路并能向外部輸出報警信號。
8）*完全的數(shù)字控制方法：全數(shù)字化是電力電子設(shè)
備和交流調(diào)速的發(fā)展趨勢，本裝置以DSP為控制核心，高集成度，功能強大，使得控制裝置的體積較小，可靠性高，保證了控制算法的高速執(zhí)行。
9）完全有源部分實現(xiàn)，無功補償和諧波抑制一體化?？梢酝ㄟ^程序定義，確定補償無功還是抑制諧波，實驗方便靈活。10）*面板留有兩路D/A輸出接口，六路PWM波形觀測接口，兩路電壓觀測、思路電流觀測孔。
基本實驗項目：1）SVPWM觀測實驗 2）并網(wǎng)逆變器的鎖相實驗
3）電流諧波成分檢測實驗4）電流無功、諧波成分檢測實驗
5）利用調(diào)節(jié)有功電流來穩(wěn)定逆變器的直流電壓值實驗6）負載電流諧波補償實驗7）諧波、無功補償實驗
21.三相交流可調(diào)電源（1.5kW）（僅教師機配2套） 與PEC11配套使用。
22.單/三相級聯(lián)多電平逆變器開發(fā)系統(tǒng)（僅教師機配2套）“單/三相級聯(lián)多電平逆變器”由多個電壓型兩電平逆變器級聯(lián)組成，采用特定諧波消除PWM（SHEPWM）調(diào)制和載波移相PWM（PSPWM）調(diào)制等多種控制策略，可獲得多級電壓輸出和較大的輸出電壓，波形更接近正弦波，諧波含量少。*面板繪有級聯(lián)多電平逆變器原理框圖，可通過面板上的接線端子自由組成單相七電平或單相五電平或三相三電平逆變器，留有128*64的液晶屏與4*4的鍵盤組成的人機接口，12路PWM波形、3路電流波形、2路電壓波形等觀測孔，以及JTAG接口，配有DSP（USB2.0）專業(yè)仿真器，用于程序的下載和燒錄，配有25MHz/1300V，具有1/50和1/500兩檔衰減可供選擇和超量程報警功能的示波器有源差分探頭，用于對逆變器輸出電壓進行安全的浮地測量，防止使用示波器不當造成損壞逆變器或損壞示波器或給人身帶來潛在傷害，保證實驗過程的安全性。
*基本配置與技術(shù)參數(shù)1）處理器：TMS320F28335，最高主頻150MHz。
2）DSP實時在線仿真器（專業(yè)仿真器），用于DSP程序的仿真、開發(fā)及應(yīng)用程序的燒錄。3）*基本功率單元：采用IPM模塊，數(shù)量3個。
4）*電平輸出方式：級聯(lián)輸出。5）調(diào)制方式：載波PWM調(diào)制，階梯波調(diào)制及空間矢量調(diào)制。6）*輸出電平：單相級聯(lián)七電平（±3E，±2E，±1E，0），單相級聯(lián)五電平（±2E，±1E，0），三相三電平（±1E，0）。
7）顯示方式：液晶屏顯示。
*基本實驗項目1）單相七電平階梯波控制實驗2）單相七電平特定諧波消除PWM調(diào)制實驗3）單相七電平載波移相PWM調(diào)制實驗4）單相七電平載波層疊PWM調(diào)制實驗5）多電平PWM逆變器與兩電平逆變器比較實驗
6）三相三電平特定諧波消除PWM調(diào)制實驗7）三相三電平載波移相PWM調(diào)制實驗8）三相三電平載波層疊PWM調(diào)制實驗9）三相三電平空間矢量PWM調(diào)制實驗23.無線電能傳輸實驗套件（僅教師機配1套） 無線電能傳輸實驗套件主要分為發(fā)射端、接收端、智能人機交互界面和上位機監(jiān)控軟件。發(fā)射端包括發(fā)射線圈，高頻逆變器，控制器，電流電壓反饋電路、電壓、電流表等；接收端包含接收線圈，電壓調(diào)節(jié)電路，控制器、電壓、電流表以及負載等。*主要技術(shù)指標：1）最大功率：120W；2）額定功率：100W；
3）頻率調(diào)節(jié)范圍：17kHz～20kHz之間可調(diào)，步進500Hz；4）發(fā)射線圈：有效外徑305mm，有效內(nèi)徑105mm，固定在鋁型材燕尾槽結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌上；
5）接收線圈：有效外徑305mm，有效內(nèi)徑105mm，固定在鋁型材燕尾槽結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌上，有效行程0～200mm；6）高頻逆變器：采用IPM模塊PM25RLA120，輔助電源采用嵌入式系統(tǒng)級開關(guān)電源；7）控制器：采用DSP或FPGA，采用C和Matlab/Simulink兩種方式編寫程序。8）智能人機交互界面：采用7寸觸摸屏，可以設(shè)定頻率、啟停等，顯示當前日期、時間。9）上位機軟件：采用LABVIEW編寫，實時顯示輸入、輸出電壓電流波形，實時顯示電能傳輸效率。實驗項目：1）搭建電能無線傳輸實驗系統(tǒng)；2）傳輸效率與相對位置的關(guān)系；3）傳輸效率與頻率的關(guān)系。
24.二極管鉗位式三電平PWM逆變器開發(fā)套件（僅教師機配1套）
（一）雙DSP控制掛件 采用掛箱式結(jié)構(gòu)，具有雙DSP（TMS320F2812）控制器，兩個DSP控制器之間通過高速并行(雙口RAM)通訊總線。面板上留有CAN接口、USB接口、串行接口、驅(qū)動與反饋信號接口及仿真器JTAG接口。
1）*程序全部使用Matlab/Simulink可視化界面建立，編譯整個模塊就能自動生成DSP代碼，從而方便地實現(xiàn)對被控對象的控制。
2）IGBT模塊采用三電平模塊SK20MLI066；支持雙三電平PWM，輸入、輸出電壓支持380V，最大輸出功率3kW。
（二）三相濾波器掛件 電路由電感、電容組成，用戶可以根據(jù)需要組成LC或L型濾波器。濾波器參數(shù)：電感約9mH，電容4.7uF。
（三）二極管鉗位式三電平PWM逆變功率驅(qū)動保護掛件 采用掛箱式結(jié)構(gòu)，通過驅(qū)動與反饋信號接口實現(xiàn)與雙DSP控制組件的連接，要求面板繪有二極管鉗位式三電平PWM逆變的原理框圖及留有相電壓、相電流及12路PWM波形示波器觀測接口等。
1）IGBT模塊 為三電平IGBT模塊，采用SK20MLI066。
2）驅(qū)動保護電路 *由12路IGBT驅(qū)動組成，每路均具有欠壓保護，每路均具有IGBT柵極TVS保護元件，每路均具有電源指示、脈沖指示。內(nèi)置12路相互隔離DC-DC，隔離電壓2500VAC。
3）*分析模塊 要求采用ARM+FPGA架構(gòu)、DDS直接數(shù)字頻率合成技術(shù)，可完成被測網(wǎng)絡(luò)10Hz～150KHz范圍內(nèi)任意一頻率段（分10段）的幅頻特性、相頻特性分析及顯示。模塊由ARM微處理器STM32、Altera Cyclone III系列FPGA、ADC、DAC及按鍵顯示電路組成?？稍O(shè)置為線性（分段線性）或點頻掃頻方式，可顯示3dB位置的頻率值。通過2路DAC電路將測試結(jié)果（被測對象的幅頻、相頻特性）以圖形方式在示波器上顯示，同時在液晶屏上顯示測量數(shù)據(jù)。j掃頻范圍：10Hz～150KHzk*掃頻方式：10段線性
l點頻輸出分辨率：1Hzm掃頻速度：10檔（1～10個周期）n相位范圍：-180o～+180o o相位誤差：±1o
（四）基本實驗項目 1）三電平輸出波形觀測實驗 2）PWM波形觀測實驗3）LC濾波實驗 4）負載實驗 5）直流電容中點電壓平衡控制實驗
25.同步電機DSP伺服實驗系統(tǒng)（僅教師機配1套）“采用2000系列專用DSP控制芯片作為主控芯片，控制方式采用磁場定向變頻矢量控制，實現(xiàn)對同步電機的電流環(huán)、以速度環(huán)、位置環(huán)三閉環(huán)的伺服控制系統(tǒng)。實驗系統(tǒng)通過PC機進行控制，也可脫離PC機單獨進行控制。實驗系統(tǒng)包括PC上位機與DSP控制的下位機兩部分，下位機包括DSP控制單元，功率驅(qū)動單元，鍵盤顯示單元的，保護單元，反饋單元等。*實驗系統(tǒng)有五種控制方式：定位控制，脈沖控制，模擬量跟蹤控制，力矩控制，調(diào)速控制。上位機可以對下位機進行控制，數(shù)據(jù)采集，各種參數(shù)的波形顯示；脫離上位機時，下位機可單獨操作，通過示波器觀察參數(shù)波形。
*實驗項目 1）同步電機矢量變換控制原理實驗 2）同步電機伺服系統(tǒng)電流環(huán)參數(shù)設(shè) 3）同步電機伺服系統(tǒng)速度環(huán)參數(shù)設(shè)計4）同步電機伺服系統(tǒng)位置環(huán)參數(shù)設(shè)計 5）同步電機伺服系統(tǒng)正弦波跟蹤控制6）同步電機伺服系統(tǒng)電子齒輪控制 7）同步電機伺服系統(tǒng)位置控制 8）同步電機伺服系統(tǒng)力矩控制 26.直流發(fā)電機：200V、1.1A、220W、1600r/min
27.直流并勵電動機：220V、1.1A、185W、1600r/min
28.基于FPGA控制的三相永磁同步電機開發(fā)系統(tǒng)（僅教師機配1套）本產(chǎn)品采用掛箱結(jié)構(gòu)，主要由控制部分與主回路電路組成。控制部分主要由FPGA開發(fā)板、信號檢測電路、驅(qū)動與保護電路、過流保護電路、永磁同步電機等組成，其中FPGA核心開發(fā)板采用XC3S700A型150萬門邏輯器件。主回路采用交-直-交電源型電路，功率器件采用大功率IGBT模塊。軟件采用VHDL開發(fā)，控制算法采用Simulink建模，直接生成硬件描述語言，本系統(tǒng)配有上位機軟件，學(xué)生可修改各種控制參數(shù)觀看控制結(jié)果，還可以利用Matlab/Simulink編寫電機控制算法并進行實驗以及利用Matlab進行電機數(shù)據(jù)分析和處理。
實驗項目：1）交流伺服永磁同步電機的速度伺服實驗2）交流伺服永磁同步電機的轉(zhuǎn)矩伺服控制實驗 3）利用System Generator基于Simulink開發(fā)伺服電機開環(huán)SPWM控制算法實驗，交貨必須提供開放源代碼
29*電力電子創(chuàng)新平臺（共配10套）*平臺提供兩路智能型恒壓恒流源液晶屏顯示0.0～30V/0～5A連續(xù)可調(diào)電源，配有液晶顯示屏，可分別顯示輸出電壓、輸出電流、輸出功率、輸出電量、輸出負載阻值。電壓穩(wěn)定度≤0.1%，電流穩(wěn)定度≤0.1%，設(shè)有短路軟截止保護和自動恢復(fù)功能。
*交直流智能儀表：精度為0.2級、電壓測量范圍：2mv/20mv/200mv/2v/20v/200v/600v。采用STMF103單片機設(shè)計。具有智能自動量程轉(zhuǎn)換功能。能夠分別對交流電壓、直流電壓自動識別。采用3.5英寸液晶屏作為顯示表頭。能自動識別所測電壓量程。同時在屏上能對應(yīng)的顯示輸出所測量電壓單位。
*交直流智能儀表：精度為0.2級、電流測量范圍：2mA/20mA/200mA/2A/10A。采用STMF103單片機設(shè)計。具有智能自動量程轉(zhuǎn)換功能。能夠分別對交流電流、直流電流自動識別。采用3.5英寸液晶屏作為顯示表頭。能自動識別所測電流量程。同時在屏上能對應(yīng)的顯示輸出所測量電流單位。*信號源功能板：信號源：輸出任意波形。
特點：采用ATMEL單片機主控電路、鎖相式頻率合成電路及A/D轉(zhuǎn)換電路等構(gòu)成，輸出頻率、脈寬均采用數(shù)字控制技術(shù)，失真度小、波形穩(wěn)定。
輸出頻率范圍：0～5MHz(包括任意波形，如平波、三角波、鋸齒波、矩形波、正弦波、脈沖波、方波，升斜坡，降斜坡等幾十種波形)
計數(shù)器：0-10MHz，
輸出脈寬：占空比通過碼輪或按鍵可以作意調(diào)節(jié)。
顯示輸出：采用液晶顯示屏，顯示屏上能分別顯示波形輸出和頻率單位等。
30.實驗連接線(共配44套)：根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)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(fā)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，插頭采用實芯銅質(zhì)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(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，提高實驗的安全及合理性。
31.設(shè)備配有歐式導(dǎo)線架(共配22個)，用于懸掛和放置實驗專用連接導(dǎo)線，外形尺寸為530mm×430mm×1200mm，底部設(shè)有五個萬向輪。
32.網(wǎng)絡(luò)型安全用電仿真實訓(xùn)軟件：包含光盤，22節(jié)點網(wǎng)絡(luò)加密鎖，說明書等，以Flash動畫與3D虛擬仿真相結(jié)合，軟件主要分為五個模塊：
1）理論知識：包含安全用電概述、安全用電的相關(guān)基礎(chǔ)知識、怎么安全用電、觸電預(yù)防共四部分；
2）動畫仿真：包含家庭電路的組成、為什么要用三線插頭、人是怎么觸電的、認識歐姆定律、電功率與安全用電的關(guān)系、認識低壓斷路器、漏電保護器的原理以及注意預(yù)防雷電共八部分；
3）用電事故預(yù)防：包含用電事故預(yù)防、電的危害、生活中如何預(yù)防電氣事故等八部分；
4）緊急救護：包含醫(yī)療急救小常識、觸電急救動畫講解；
5）答題互動：包含電磁大冒險、用電知識問答。
33.網(wǎng)絡(luò)型電氣類實訓(xùn)室安全教育仿真軟件：包含光盤，22節(jié)點網(wǎng)絡(luò)加密鎖，說明書等，以Flash動畫與3D虛擬仿真相結(jié)合，能夠使學(xué)生掌握電氣類實訓(xùn)室各種安全操作規(guī)程、用電安全、人身的觸電方式及觸電急救方法、過電壓及防火防爆、火災(zāi)的預(yù)防、各種滅火器的使用和火災(zāi)逃生的方法等。
軟件主要分為四個模塊：
（1）電氣安全：包含安全用電的意義、預(yù)防人體觸電、電氣防火防爆、防雷保護、安全標志等。
（2）消防減災(zāi)：包含電氣火災(zāi)的撲救常識、火災(zāi)逃生與救護、滅火器的使用、燙傷的簡單處理、消防講解、火災(zāi)逃生等。
（3）緊急救護： 醫(yī)療急救小常識、觸電急救動畫講解等。
（4）答題互動：包含電磁大冒險、用電知識問答、安全標志連連看等。
34.網(wǎng)絡(luò)型電力電子線路仿真實訓(xùn)軟件：包含光盤，22節(jié)點網(wǎng)絡(luò)加密鎖，說明書等，本軟件包含多種典型電力電子線路的仿真實訓(xùn)，每個仿真實訓(xùn)電路分為實訓(xùn)器材的認識及功能介紹、原理仿真、實訓(xùn)操作、結(jié)果顯示等部分，學(xué)生可以利用軟件虛擬連接導(dǎo)線、信號源、示波器等。可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習進度選擇相應(yīng)的實訓(xùn)線路進行訓(xùn)練，使學(xué)生更快更好地學(xué)習相關(guān)知識和技能。電力電子仿真線路主要包含以下內(nèi)容：觸發(fā)（驅(qū)動）單元電路、單相不控整流電路、三相不控整流電路、晶閘管單相可控整流電路、晶閘管三相可控整流電路、單相有源逆變電路、三相有源逆變電路、晶閘管單相調(diào)壓電路、晶閘管三相調(diào)壓電路、GTR單相并聯(lián)逆變電路、直流（IGBT）斬波電路（包括降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型線路）、單相SPWM控制(IGBT)H型交直交變頻電路、PWM控制（MOSFET）開關(guān)型穩(wěn)壓電源電路、專用 PWM 集成電路控制的直流PWM可逆供電電路、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)電路、晶閘管交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)電路、晶閘管交流串級調(diào)速系統(tǒng)電路、直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)電路、電力電子典型線路的裝調(diào)。
電力拖動仿真實訓(xùn)軟件（僅教師機提供1套）
包含光盤，加密鎖，說明書等，1）本軟件采用模塊化設(shè)計思想，由電氣器件展示、電氣安裝與連接、線路檢查、故障檢測與維修等模塊組成，操作流程接近實際工業(yè)場景，操作結(jié)果實時顯示。2）電氣器件展示模塊有自耦變壓器、控制按鈕、電磁啟動器、多圈電位器、琺瑯電阻等10余種常用器件模型，以3D的形式展現(xiàn)并附以文字說明介紹。各模型均可任意放大、縮小和360度任意旋轉(zhuǎn)，具有直觀立體、真實互動的效果。3）電氣安裝與連接模塊包括元器件組裝和電氣線路連接。操作者按照界面提示或者原理圖先將元器件庫中的元件拖到電氣柜上進行組裝，器件組裝完成后進入電氣線路連接界面。在接線界面學(xué)員可以“示教接線”自己動手接線，也可以通過 “一鍵接線”由計算機完成接線。接完線后學(xué)員通過操作相應(yīng)的器件，根據(jù)原理圖以及器件的動作情況，判斷連接線路是否正確。4）通電檢查模塊主要用于在設(shè)備通電前進行電壓檢查，檢查電源電路是否短路。
5）故障診斷與維修模塊具有故障設(shè)置功能，故障點設(shè)置典型、全面，操作者根據(jù)故障現(xiàn)象，利用所學(xué)知識進行排故練習。6）電氣安裝與連接、線路檢查、故障檢測與維修三個模塊均有三相鼠籠式電動機點動控制線路、三相鼠籠式電動機自耦減壓啟動線路、風電閉鎖電氣控制線路、磁力啟動器控制的啟動線路等12個常見線路。
三、實驗項目
1.電力電子技術(shù)實驗項目 （1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 （2）正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗 （3）鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗（4）西門子TCA785集成觸發(fā)電路實驗（5）單相半波可控整流電路實驗（6）單相橋式半控整流電路實驗（7）單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗（8）三相半波可控整流電路實驗（9）三相橋式半控整流電路實驗（10）三相半波有源逆變電路實驗（11）三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗（12）單相交流調(diào)壓電路實驗（13）三相交流調(diào)壓電路實驗（14）單向晶閘管(SCR)特性實驗
（15）可關(guān)斷晶閘管(GTO)特性實驗（16）功率場效應(yīng)管(MOSFET)特性實驗
（17）電力晶體管(GTR)特性實驗（18）絕緣雙極型晶體管(IGBT)特性實驗
2.典型電力電子器件線路實驗
直流斬波電路的性能研究(降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型線路)(IGBT)
3.全數(shù)字電力電子新器件線路實驗
（1）研究型開關(guān)電源技術(shù)實驗組件實驗 1）推挽變換實驗；2）單端正激開關(guān)電源實驗；3）單端反激開關(guān)電源實驗；
4）單相Boost型有源功率因數(shù)校正（APFC）整流電路實驗。
（2）有源電能質(zhì)量管理實驗 1）PWM觀測實驗 2）并網(wǎng)逆變器的鎖相實驗
3）電流諧波成分檢測實驗 4）電流無功、諧波成分檢測實驗
5）利用調(diào)節(jié)有功電流來穩(wěn)定逆變器的直流電壓值實驗6）負載電流諧波補償實驗7）諧波、無功補償實驗
（3）單/三相級聯(lián)多電平逆變器實驗 1）單相七電平階梯波控制實驗
2）單相七電平特定諧波消除PWM調(diào)制實驗
3）單相七電平載波移相PWM調(diào)制實驗
4）單相七電平載波層疊PWM調(diào)制實驗
5）多電平PWM逆變器與兩電平逆變器比較實驗
6）三相三電平特定諧波消除PWM調(diào)制實驗
7）三相三電平載波移相PWM調(diào)制實驗
8）三相三電平載波層疊PWM調(diào)制實驗
9）三相三電平空間矢量PWM調(diào)制實驗
（4）無線電能傳輸實驗
1）搭建電能無線傳輸實驗系統(tǒng)
2）傳輸效率與相對位置的關(guān)系
3) 傳輸效率與頻率的關(guān)系
（5）二極管鉗位式三電平PWM逆變器開發(fā)套件
1) 三電平輸出波形觀測實驗
2) PWM波形觀測實驗
3) LC濾波實驗
4) 負載實驗
5) 直流電容中點電壓平衡控制實驗
4.直流電機調(diào)速實驗
1) 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實驗(SCR)
2) 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試(SCR)
3) 單閉環(huán)(電壓單閉環(huán)、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)、電流單閉環(huán))不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)
4) 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)
5) 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實驗(SCR)
5.DSP控制調(diào)速系統(tǒng)實驗
（1）直流有刷電機PWM控制調(diào)速實驗（C語言版）
1）開環(huán)雙極性PWM可逆直流調(diào)速實驗
2）轉(zhuǎn)速單閉環(huán)雙極性PWM可逆直流調(diào)速實驗
3）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)雙極性PWM可逆直流調(diào)速實驗
（2）直流無刷電機PWM控制調(diào)速實驗（C語言版）
1）直流無刷電機控制原理實驗
2）速度電流雙閉環(huán)調(diào)速實驗
3）定位控制實驗
（3）三相異步電動機開環(huán)變頻調(diào)速實驗（C語言版）
1）DSP控制的SPWM變頻調(diào)速實驗
2）DSP控制的馬鞍波變頻調(diào)速實驗
3）DSP控制的SVPWM變頻調(diào)速實驗
（4）三相異步電動機開環(huán)變頻調(diào)速實驗（Matlab/Simulink版）
1）DSP控制的SPWM變頻調(diào)速實驗
2）DSP控制的馬鞍波變頻調(diào)速實驗
3）DSP控制的SVPWM變頻調(diào)速實驗
（5）三相交流異步電機FOC控制實驗（C語言版）
1）功率單元模塊測試實驗
2）電流、速度功能模塊測試實驗
3）電流閉環(huán)調(diào)節(jié)器功能測試實驗
4）電流模型功能模塊測試實驗
5）電流速度雙閉環(huán)控制功能實驗
（6）三相永磁同步電機FOC控制實驗（C語言版）
1）功率單元模塊測試實驗
2）電流、速度功能模塊測試實驗
3）電流閉環(huán)調(diào)節(jié)器功能測試實驗
4）相位初始化測試實驗
5）電流速度雙閉環(huán)控制功能實驗
（7）磁場定向控制（FOC）的高性能變頻調(diào)速實驗（Matlab/Simulink版）
（8）直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）的高性能變頻調(diào)速實驗（Matlab/Simulink版）
6.同步電機DSP伺服實驗系統(tǒng)（1）同步電機矢量變換控制原理實驗
（2）同步電機伺服系統(tǒng)電流環(huán)參數(shù)設(shè)計 （3）同步電機伺服系統(tǒng)速度環(huán)參數(shù)設(shè)計（4）同步電機伺服系統(tǒng)位置環(huán)參數(shù)設(shè)計（5）同步電機伺服系統(tǒng)正弦波跟蹤控制（6）同步電機伺服系統(tǒng)電子齒輪控制（7）同步電機伺服系統(tǒng)位置控制 （8）同步電機伺服系統(tǒng)力矩控制 投標現(xiàn)場提供能現(xiàn)場演示的光盤，自備筆記本電腦。演示1.晶閘管單相可控整流電路；2.晶閘管三相可控整流電路；3.單相有源逆變電路；4.三相有源逆變電路；5.晶閘管單相調(diào)壓電路；6.晶閘管三相調(diào)壓電路；7.直流（IGBT）斬波電路（包括降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型線路）；8.直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)電路；9. 電力電子典型線路的裝調(diào)。
