SBXNY-DZ-011型新能源汽車電力電子實訓臺
一、概 述
新能源汽車電力電子實訓臺主要適用于新能源汽車相關專業(yè)的《驅動電機及控制技術》、《新能源汽車電力電子技術》、《電力變流技術》 等相關課程的實驗實訓要求。電力電子實訓臺以實訓臺架及系統(tǒng)模塊化進行整體設計，實訓臺集功率器件特性、單相整流電路、三相整流 電路、逆變電路、斬波電路、交流調壓電路和三相異步電機驅動實訓功能于一體。培養(yǎng)學生對電力電子技術應用在新能源汽車上的原理認知、分析能力和動手能力。實訓臺配套完整的實訓指導書，可引導學生開展相關的實驗實訓任務。
（設備參考圖片，具體以實物配置為準）
二、技術特點
1、安全性可靠：本裝置通過隔離變壓器供電，而且具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準，確保人身安全；根據不同實驗項目的特點，配備了兩種不同的實驗連接線，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），弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯(lián)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。
2、擴展性強：能滿足各類學校相應課程的實驗教學，實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機地結合。裝置采用掛件式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、直觀性強：實驗掛件采用分隔結構形式，正面為實驗原理圖和測試點，增強了學生對實驗內容的感性認識與理性認識；面板布置合理，接插線方便，學生可獨立操作實驗，有利于提高學生實際動手能力。
4、先進性強：實驗涉及了常用的四大類變流技術實驗，且多為廣泛應用的實用電路，但為教學方便，又不失其簡潔性；本裝置又從新器件高度來考慮，加入了新器件的特性實驗、新器件的驅動以及典型的新器件應用的現(xiàn)代電力電子技術實驗，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。
三、技術性能
1.輸入電壓：三相四線～380V±10% 50Hz
2.工作環(huán)境：環(huán)境溫度為-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3.裝置容量：＜1.5kVA
4.裝置尺寸：約1650mm×700mm×1600mm。
四、實訓裝置基本配置
實訓裝置由控制屏、實訓桌以及各個實訓組件構成。
（一）控制屏：采用掛件式結構，結構緊湊、牢固、美觀大方，控制屏上層可掛實訓組件。
（二）實訓單元介紹：
1. PE-01模塊(三相空氣開關及短路保護模塊)
三相四線（或五線）電網電源輸入經電源總開關漏電保護器（容量10A，漏電動作電流≤30mA，動作時間≤0.1S）和三相熔斷保護器后，輸出三相～380V交流電源到接線端L1、L2、L3、N、PE，設有輸出相燈指示器。
2.PE-02模塊(三相變壓器模塊)該組件由三相芯式變壓器組成，三相電源變壓器作為整流變壓器使用，該變壓器副邊繞組帶有抽頭，原、副邊繞組的相電壓為220V/45V/90V。(如果Y/Y/Y 接法，則線電壓為380V/78V/156V )。三相電源開關S，撥向"0"為關，撥向"1"為開。 本掛件還可提供一個220V直流電源，該電源帶有電源開關，熔絲保護，輸出指示等功能。
3.PE-03模塊（功率二極管單元）該掛件提供1個24V/15W燈泡負載，6個二極管單元，可作為普通的整流二極管來使用，也可用做晶閘管實訓帶電感性負載時所接的續(xù)流二極管使用。提供一個電解電容單元，可作為濾波電容使用。提供一個單相變壓器，可做單相整流變壓器使用。
4.PE-04模塊（R/L負載板）
提供500歐姆大功率電阻負載1只，0-100mH-200mH-700mH平波電抗器感性負載1只，續(xù)流二極管一只。
5.PE-05模塊（真有效值交流數字儀表）真有效值數字儀表提供真有效值交流數字電壓表一塊，真有效值交流數字電流表一塊，用于測量交流電路的電壓和電流。電壓表，電流表都是多量程儀表，可手動和自動換擋。
6.PE-06模塊（直流數字儀表）提供直流數字電壓表一塊，直流數字電流表一塊。直流電壓表、直流電流表都是多量程儀表，手動和自動換擋。
7.PE-07模塊（直流斬波電路）該掛件通過利用主電路元器件的自由組合，可構成降壓斬波電路(Buck Chopper)、升壓斬波電路(Boost Chopper)、升降壓斬波電路(Boost-Buck Chopper)等三種電路實訓。
1）主電路接線圖：包括三種電路實訓詳細接線圖，在實訓過程中按原器件標號進行接線。
2）主電路原器件：實訓中所用的器件，包括電容、電感、IGBT，二極管等。
3）整流與濾波電路：提供單相整流與濾波電路，為斬波電路提供直流電源。
4）控制與驅動電路：PWM發(fā)生器由SG3525構成，具體原理見實訓部分。調節(jié)"PWM脈寬調節(jié)電位器"改變輸出的觸發(fā)信號脈寬。
8.PE-08模塊（功率器件特性模塊）該模塊有SCR(單相晶閘管)、MOSFET(功率場效應晶體管)、IGBT(絕緣雙極性晶體管)三種功率器件?？赏瓿蒘CR、MOSFET、IGBT的特性實訓，測定新器件的特性曲線。
9. PE-09 模塊（直流電源）該掛件提供±15V直流電源，+12V電源，同時提供交流220V電源輸入接口。
10. PE-10 組件（同步變壓器模塊）該組件由0-1開關和1個三相同步變壓器組成，主要用于給PE-11模塊TC787集成觸發(fā)電路提供同步信號。0-1開關起保護作用，可以方便的控制電源的接通與關斷。該掛件同時為PE-11雙脈沖控制器提供移相給定電源，+15V和GND需從PE-09模塊輸入。
11. PE-11 模塊（雙脈沖控制器） TC787是采用獨有的先進IC工藝技術，并參照國外最新集成移相觸發(fā)集成電路而設計的單片集成電路。它可單電源工作，亦可雙電源工作，主要適用于三相晶閘管移相觸發(fā)和三相功率晶體管脈寬調制電路，以構成多種交流調速和變流裝置。經過功放電路放大的觸發(fā)脈沖，通過專用的導線將輸出端連接至相應的晶閘管的門極和陰極，詳細的接口情況見實訓內容。
12.PE-12 組件（可控硅單元） 該掛件提供6只單向晶閘管（型號為KP5A），其面板如下圖所示。利用該模塊可做可控整流等實訓內容。
13.PE-13 組件（TCA785單相晶閘管觸發(fā)電路）工業(yè)現(xiàn)場正在使用的新型晶閘管集成觸發(fā)電路主要有西門子TCA785，與KC04等相比它對零點的識別更加可靠，輸出脈沖的齊整度好，移相范圍更寬，同時它輸出的脈沖可以人為自由調節(jié)。
鋸齒波斜率由電位器RP1調節(jié)，RP2電位器調節(jié)晶閘管的觸發(fā)角。
鎖緊電位器RP1、多圈電位器RP2均安裝在面板上，所有的測試信號都在面板上引出。
14.PE-14模塊（SPWM單相交直交變頻原理及濾波電路）該掛件主要完成單相交直交變頻原理實驗。
1）主電路
主電路由四個IGBT及LC濾波電路組成，左側為45V的交流電壓輸入，右側輸出經LC低通濾波后的交流信號。
2）驅動電路
驅動電路由IGBT專用驅動電路M57962L構成，具有驅動、隔離、保護等功能。
3）控制電路
控制電路由兩片8038及外圍元器件等組成，其中一片8038產生一路鋸齒波，另一片產生一路頻率可調的正弦波，調節(jié)"正弦波頻率調節(jié)電位器"可調節(jié)正弦波的頻率。
為了讓學生能比較清晰的觀測到SPWM信號，鋸齒波的頻率分為兩擋，可通過鈕子開關進行切換。當鈕子開關撥到運行側時，輸出頻率為較高頻率，可減少輸出諧波分量，當鈕子開關撥到測試側，輸出為較低頻率，方便用普通示波器觀測SPWM信號。
15.PE-15模塊（燈泡負載板）該組件由3個250V/3A燈座組成，可接220V/15W燈泡作電阻性負載使用。也可作為三相交流調壓負載使用。
16.PE-16模塊（斬控式交流調壓電路）該掛件完成斬控式交流調壓電路實驗，主要由控制電路、主電路、電阻及電感性負載等組成。
17.PE-17模塊（交流電機調速控制板）該模塊提供三相電機的變頻調速系統(tǒng)，展示變頻調速原理。
18.PE-18 三相異步電機提供三相異步電機1臺，380V/Y接法，180W。
19.實訓連接線根據不同實訓項目的特點，配備兩種不同的實訓聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線，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、韌性好等優(yōu)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(lián)接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實訓的安全及合理性。
20.實訓桌
1)實訓桌采用四個工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝調節(jié)腳，方便高度調節(jié)，主體結構通過左、右各2個C字形鋁壓成型構件聯(lián)接，臺面高度約800mm，桌面板下設支撐框架，截面尺寸為30×30mm，承受力不少于300kg。立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套塑料堵頭，槽內適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。C字形鋁壓成型構件為左、右對稱件，采用壓鑄成型工藝，經機加工、拋丸、噴砂，表面藍色靜電噴涂工藝。
2)實訓桌桌面采用25mm麻灰色高密度層壓板封邊特制，有效提高絕緣等級；
3)實訓儲物柜采用冷沖壓鈑金一體成型，封閉式結構，表面靜電噴涂；柜體設有雙門柜用于放置實訓掛箱，設有二個抽屜用于放置實訓導線和指導書等。
五、輔助教學數字資源軟件（網絡版）
（1）電機與變壓器仿真教學軟件
（2）電力拖動仿真教學軟件
（3）電工作業(yè)培訓仿真教學軟件（包含用電安全與觸電急救）
六、實訓項目
（一）功率器件特性實訓（SCR、MOSFET、IGBT）
1-1 功率器件（SCR、MOSFET、IGBT）工作特性測試
1-2 續(xù)流反向二極管的作用研究
1-3 新能源車載可控硅調光照明電路研究
（二）單相整流電路實訓（AC-DC）
2-1 單相（半波、橋式、全波）不可控整流電路測量
2-2單相半波全控整流電路實驗
2-3單相橋式半控整流電路測量
2-4單相橋式全控整流電路測量
2-5電網同步信號對于整流電路觸發(fā)角度的影響
2-6.單相整流電路應用--新能源汽車蓄電池充電器電路原理
（三）三相整流電路實訓（AC-DC）
3-1 三相半波不可控整流電路測量
3-2三相半波可控整流電路測量
3-3三相橋式半控整流電路測量
3-4 三相橋式全控整流電路測量（電阻及電感性負載）
3-5 三相輸入電壓相序及同步信號對于整流電路觸發(fā)角度的影響
3-6 三相整流電路應用-新能源汽車制動能量回收過程的模擬及電路原理
（四）逆變電路實訓（DC-AC）
4-1 PWM脈沖寬度調制方法
4-2單相橋式正弦逆變電路（AC-DC-AC）
（五）斬波電路實訓（DC-DC）
5-1 Buck /Boost/Boost-Buck型直流斬波電路
5-2斬波電路應用一--新能源汽車輔助系統(tǒng)供電電路
5-3斬波電路應用二--新能源汽車不同直流電壓等級電源的來源
（六）交流調壓電路實訓（AC-AC）
6-1相控交流調壓電路測量
6-2斬控交流調壓電路測量
6-3交流調壓輸出電壓控制電路測量
七、新能源汽車電力電子實訓臺配置清單
序號 | 型號 | 名 稱 | 數量 | 單位 |
1 |
| 新能源汽車電力電子電源控制臺（實訓桌，H型模塊支架），存儲柜 | 1 | 套 |
2 | 實訓導線 |
| 1 | 套 |
3 | 工具 | 數字萬用表 | 1 | 只 |
4 | 工具 | 小一字螺絲刀 | 1 | 只 |
5 | 拖線板 | 三孔插座（AC220V） | 1 | 只 |
6 | E27燈泡 | 220V，彩色 | 3 | 只 |
7 | E14燈泡 | 24V，15W | 1 | 只 |
實訓掛件 |
1 | PE-01 | 三相空氣開關及短路保護模塊 | 1 | 件 |
2 | PE-02 | 三相變壓器模塊 | 1 | 件 |
3 | PE-03 | 功率二極管模塊 | 1 | 件 |
4 | PE-04 | R/L負載模塊 | 1 | 件 |
5 | PE-05 | 真有效值交流數字儀表 | 1 | 件 |
6 | PE-06 | 直流數字儀表 | 1 | 件 |
7 | PE-07 | 直流斬波電路 | 1 | 件 |
8 | PE-08 | 功率器件特性 | 1 | 件 |
9 | PE-09 | 直流電源 | 1 | 件 |
10 | PE-10 | 同步變壓器模塊 | 1 | 件 |
11 | PE-11 | 雙脈沖控制器 | 1 | 件 |
12 | PE-12 | 可控硅單元 | 1 | 件 |
13 | PE-13 | TCA785單相晶閘管觸發(fā)電路 | 1 | 件 |
14 | PE-14 | SPWM單相交直交變換原理及濾波電路 | 1 | 件 |
15 | PE-15 | 燈泡負載板 | 1 | 件 |
16 | PE-16 | 斬控式交流調壓電路 | 1 | 件 |
17 | PE-17 | 交流電機調速控制板 | 1 | 件 |
