MCL-II电力电子技术及电工技术实验台使用说明书

1MCL-II电力电子技术及电工技术实验台使用说明书编写人：程南审核：余仕求一、功能1．设备名称：电力电子技术及电工技术实验台2．规格型号：MCL-II3．生产厂家：浙江大学求是教学设备有限公司、长江大学电工电子实验示范中心联合研制4．技术参数：（1）输入电源：380V10%50HZ1HZ（2）工作条件：环境温度：-5~400C相对湿度：〈75%海拔：〈1000m（3）装置容量：〈1KVA（4）电机容量：〈200W（5）外形尺寸：长1600mmX宽700mm（长1300mmX宽700mm）5．能开设的实验电机与拖动认识实验◆单相变压器◆三相鼠笼异步电动机的工作特性◆三相同步发电机的运行特性◆直流他励电动机机械特性◆直流伺服电机实验电力电子技术．半控型器件：◆单结晶体管同步移相触发电路及单相半波可控整流电路◆正弦波同步移相触发电路及单相半波可控整流电路◆锯齿波同步移相触发电路◆单相桥式半控整流电路2◆单相桥式全控整流电路◆单相桥式有源逆变电路◆三相半波可控整流电路◆三相半波有源逆变电路◆三相桥式半控整流电路◆三相桥式全控整流电路◆三相桥式有源逆变电路◆直流斩波电路◆单相并相逆变电路◆单相交流调压电路◆三相交流调压电路电力电子技术．全控型器件特性部分◆功率场效应晶体管(MOSFET)的主要参数测量◆功率场效应晶体管(MOSFET)的驱动电路研究◆绝缘栅双极型晶体管(IGBT)特性及其驱动电路的研究◆电力晶体管（GTR）驱动电路的研究◆电力晶体管（GTR）的特性研究电力电子技术．全控型器件典型线路部分◆直流斩波电路（升压斩波、降压斩波）的性能研究◆单相交直交变频电路的性能研究◆半桥型开关稳压电源的性能研究◆电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究◆直流斩波电路（Buck-Boost变换器）的研究◆采用自关断器件的单相交流调压实验直流调速实验◆晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定◆晶闸管直流调速主要单元调试◆不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究◆双闭环晶闸管不可逆直流调速系统3◆逻辑无环流可逆直流调速系统◆双闭环控制的直流脉宽调速系统(PWM)交流调速实验◆双闭环三相异步电机调压调速系统◆双闭环三相异步电机串级调速系统◆微机控制的脉宽调制SPWM变频调速系统（IPM）◆空间矢量控制的变频调速系统◆采用DSP的磁场定向变频调速系统与直接转矩变频调速系统6.组件配置：6．1．实验机组：直流发电机M01的额定值：额定功率PN=100W，额定电压UN=200V，额定电流IN=0.5A，额定转速nN=1600r/min。E级绝缘。直流并励电动机M03的额定值：额定功率PN=185W，额定电压UN=220V，额定电流IN=1.1A，额定励磁电流IfN＜0.16A，额定转速nN=1600r/min。E级绝缘。三相鼠笼式异步电动机M04的额定值：额定功率PN=100W，额定电压UN=220V，额定电流IN=0.48A，额定转速nN=1420r/min，定子三相绕组Δ接法，E级绝缘。三相绕线式异步电动机M09的额定值：额定功率PN=100W，额定电压UN=220V，额定电流IN=0.55A，额定转速nN=1420r/min。定、转子三相绕组均为Y接法，E级绝缘。三相同步发电机M08的额定值：额定容量SN=170VA，额定电压UN=220V，额定电流IN=0.45A，额定转速nN=1500r/min，额定功率因数cosφN=0.8，额定励磁电压UfN=14V，额定励磁电流IfN=1.2A,定子三相绕组Y接法。E级绝缘。6．2．实验挂箱：4（1）MCL-05单结晶体管，正弦波，锯齿波触发电路（2）MCL-06单相并联逆变器，斩波器（3）MCL-07IGBT、VDMOS、GTR电力电子器件实验箱（4）MCL-08直流斩波电路（Buck-Boost）和电流控制型脉宽调制开关稳压电源实验箱（5）MCL-09微机控制的SPWM变频调速及空间矢量控制变频调速实验箱（6）MCL-14采用DSP控制的直流方波无刷电机调速实验箱（7）MCL-18速度变换器，转速调节器，电流调节器，电流互感器，电压互感器,过流保护，给定，电流反馈（8）MCL-33触发电路，Ⅰ组晶闸管，Ⅱ组晶闸管，平波电抗器，RC阻容吸收,二极管三相整流桥（9）MEL-11电容箱（10）MCL-34挂箱：反号器(AR)，转矩极性鉴别器(DPT)，零电流检测器(DPZ)，逻辑控制器(DLC)6．3选配挂箱：（1）MEL—03;MEL—04;MEL—09挂箱：可调电阻器（2）电机导轨及测速发电机直流发电机M01：PN=100W，UN=200V（3）电机导轨及测功机、测速发电机MEL—13组件。（4）EEL-10继电控制挂箱5二MCL系列主控台及挂箱介绍和使用说明主控台MCL-II(A):主控屏(A)：主要为整个实验台提供可调三相交流电源;交直流电压电流检测仪表;直流励磁电源;变压器绕组等主要由(1)交流电压表;电流表;功率和功率因数表（2）报警复位按钮；（3）仪表开关；（4）直流电压表；电流表；（5）量程选择键；（6）三相电压表*3,可指示实验台输入的电压和交流电源输出的线电压，通过指针表旁边的开关切换。当开关拨向“电网电压”时，三相电压表指示为电网输入到主控制屏的三相电压值；当开关拨向“调压输出”时，电压表指示三相输出可变电压值；（7）电源切断按钮:按下此按钮开关，绿灯灭红灯亮，表明三相交流电源U、V、W无电压输出；（8）电源接通钥匙；电源钥匙开关。当钥匙开关转向“开”的位置，带红色按钮指示灯亮，电源控制屏接通电网。（9）三相电源调压器手柄三相调压器的容量为1.5KVA，线电压0~430V连续可调，为了保证实验者的实验，电网与三相调压器之间接有隔离变压器或漏电保护器。三相调压器可调节单相或三相电压输出。当沿逆时针旋到底输出电压最小，改变旋钮位置，即可调节输出交流电源电压的大小；（10）电源启6动按钮:当按下此开关时，红灯灭绿灯亮，主电路接触器闭合，U、V、W输出交流电；（11）220V插座；（12）变压器组*3；（13）直流励磁电源220V；（14）连接线及配件抽屉；（15）连接线及配件抽屉；（16）挂箱储放柜。(17)日光灯功能开关，当拨到左边时，日光灯接入220V交流电，作照明用；当拨到右边时，日光灯的四个接线柱引出可做日光灯实验用。整个实验台的总电源开关是实验台左侧的空气开关。主控台MCL-II(B):主控屏(B)与主控屏(A)基本相同只是在直流电源部分有所不同，不同的地方主要由（1）励磁电流表；（2）励磁电源220V；（3）可调电枢电源（0-220）V；（4）电枢电源电压表；（5）电枢电流表；（6）电枢电压调节电位器；（7）过流保护复位按钮；（8）单相变压器组成。注意事项：在整个实验过程中应正确选择仪表合理选择量程；每次接线或改线时要切断电源（7），连接线分两种规格，一种是高压线（带护套）另一种是低压线，其所对应的插孔也不一样，切勿损伤插头，将插头强行插入孔中。实验台专门配有一体的三线电源线，使用时注意选择。无论仪表还是三相电源输出都有过量程或过压过流保护报警功能，当找出故障原因后按下对应的复位7键即可恢复正常。设备中若有保险丝烧坏，可用同规格保险丝换上，不可过大或过小。功率表接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线，励磁电源不要和直流稳压电源混淆，以免损坏设备，挂箱搬动要轻拿轻放，因为里面有些电路板是插板式，以免松动。1．MCL—18挂箱（MCL—31）MCL—18由G（给定），零速封锁器（DZS），速度变换器（FBS），转速调节器（ASR），电流调节器（ACR），过流过压保护等部份组成。1.1．G（给定）：原理图如图1-1。它的作用是得到下列几个阶跃的给定信号：（1）0V突跳到正电压，正电压突跳到0V；（2）0V突跳到负电压，负电压突跳到0V；（3）正电压突跳到负电压，负电压突跳到正电压。8正负电压可分别由RP1、RP2两多圈电位器调节大小（调节范围为013V左右）。数值由面板右边的电压表窗读出。只要依次扳动S1、S2的不同位置即能达到上述要求。（1）若S1放在“正给定”位，扳动S2由“零”位到“给定”位即能获得0V突跳到正电压的信号，再由“给定”位扳到“零”位能获得正电压到0V的突跳；（2）若S1放在“负给定”位，扳动S2，能得到0V到负电压及负电压到0V的突跳；（3）S2放在“给定”位，扳动S1，能得到正电压到负电压及负电压到正电压的突跳。使用注意事项：给定输出有电压时，不能长时间短路，特别是输出电压较高时，否则容易烧坏限流电阻。1．2．FBC+FA+FT（电流变送器与过流过压保护）：此单元有三种功能：一是检测电流反馈信号，二是发出过流信号，三是发出过压信号。电路图为1-2。（1）电流变送器电流变送器适用于可控硅直流调速装置中，与电流互感器配合，检测可控硅变流器交流进线电流，以获得与变流器电流成正比的直流电压信号，零电流信号和过电流逻辑信号等。电流互感器的输出接至输入TA1，TA2，TA3，反映电流大小的信号经三相桥式整流电路整流后加至9R1、9R2、VD7及RP1、9R3、9R20组成的各支路上，其中：a．9R2与VD7并联后再与9R1串联，在其中点取零电流检测信号。b．将RP1的可动触点输出作为电流反馈信号，反馈强度由RP1进行调节。c．将可动触点RP2与过流保护电路相联，输出过流信号，可调节过流动作电流的大小。具体方法是：将FBC+FA输出端U,V,W接入三相整流电路。整流输出接电机的电枢端，电动机不加励磁，调整流电路，即控制电压Uct由给定器Ug直接接入，开关S拨向左边，主回路接入电阻Rd并调至最大（Rd由MEL—03的两只900Ω电阻并联）。逐渐增加给定电压，增加给定电压，减小主回路串接电阻Rd，直RP1RP2-15VRP1RP2+15VG(给定)S1给定图1-1给定原理图S1-+正给定负给定0VS2S29至Id=1.1Ied，再调节电流反馈电位器RP，使电流反馈电压Ufi近似等于+5V。（2）过流保护（FA）当主电路电流超过某一数值后(2A左右)，由9R3，9R20上取得的过流信号电压超过运算放大器的反向输入端，使D触发器的输出为高电平，使晶体三极管V由截止变为导通，结果使继电器K的线圈得电，继电器K由释放变为吸引，它的常闭触点接在主回路接触器的线圈回路中，使接触器释放，断开主电路。并使发光二极管亮，作为过流信号指示，告诉操作者已经过流跳闸。SA为解除记忆的复位按钮，当过流动作后，如过流故障已经排除，则须按下以解除记忆，恢复正常工作。1．3．零速封锁器（DZS）零速封锁器的作用是当调速系统处于静车状态，即速度给定电压为零，同时转速也确为零时，封锁调节系统中的所有调节器，以避免静车时各放大器零漂引起可控硅整流电路有输出使电机爬行的不正常现象。它的总输入输出关系是：（1）当1端和2端的输入电压的绝对值都小于0.07V左右时，则3端的输出电压应为0V；（2）当1端和2端的输入电压绝对值或者其中之一或者二者都大于0.2V时，其3端的输出电压应为―15V；（3）当3端的输出电压已为―15V，后因1端和2端的电压绝对值都小于0.07V，使3端电压由―15V变为0V时，需要有100毫秒的延时。3端为OV时输入到各调节器反馈网络中的场效应管，使其导通，调节器反馈网络短路而被封锁，3端为―15V时输入到上述场效应管使其夹断，而解除封锁。使用注意事项：3端子正常情况下输出-15V左右的电压，避免其对地短接或将有源信号与其相联。防止3端因短路或过载导致输出电路损坏！1．4．电源输入输出端：面板下部的L1、L2、L3三接线柱表示三相电源的输入，U、V、W表示电源输出端。在进行实验时，调压器的输出端接到L1、L2、L3，U、V、W接到可控硅或电机，在L1、U，L2、V，L3、W间接有电流互感器，L1、L2间接有电压互感器，当电流过大或电压过高时，过流保护和过压保护动作。图1-4电平检测器输入输出特性-0.07V-0.2V0.07V0.2V10使用注意事项：接到可控硅的电压必