GL-DLDZ-2A Banco de testes abrangente de eletrónica de potência

Ⅰ. Visão Geral

A bancada de testes abrangente de eletrónica de potência GL-DLDZ-2A é utilizada principalmente em cursos de diversas áreas de eletromecânica e automação: experiências sobre princípios motores e tração elétrica (controlo elétrico e motor), tecnologia de eletrónica de potência (tecnologia de eletrónica de potência), sistemas de controlo de transmissão elétrica (sistemas de controlo de movimento), etc. Pode realizar tarefas de ensino experimental relevantes e possui liberdade de expansão suficiente para satisfazer os requisitos de investigação aprofundada no futuro.

Ⅱ. Características do produto

1. O design estrutural exclusivo, que combina módulos fixos (cargas, fontes de alimentação CA e CC e módulos com peso elevado adotam estruturas fixas) e módulos de caixa suspensa, não só reduz a intensidade do trabalho preparatório do professor antes da experiência, como também proporciona conveniência para a expansão das funções da bancada experimental.

2. Ao mesmo tempo que realiza projetos experimentais tradicionais, a bancada experimental destaca a investigação em dispositivos eletrónicos de potência modernos e a teoria de controlo moderna.

3. O dispositivo experimental está equipado com funções completas de segurança pessoal e proteção do equipamento. A saída da fonte de alimentação CA do equipamento possui proteção contra sobrecorrente, e é fornecido um circuito de proteção de alta tensão na extremidade de cada orifício de observação do impulso de disparo, e o dispositivo de alimentação possui um circuito de proteção de segurança. Para evitar que sinais elétricos fortes sejam adicionados a circuitos elétricos fracos, são utilizados três tipos de fios experimentais para que os alunos não insiram incorretamente as linhas de alta e baixa tensão durante a cablagem, o que causaria danos no circuito de baixa tensão.

4. Motor experimental: A potência do motor experimental utilizado situa-se entre os 100 e os 200 W e é especialmente concebido. Os seus parâmetros e características podem simular motores de pequena e média dimensão.

III. Condições técnicas do produto

1. Capacidade da máquina:<1,5 kVA;

2. Potência de trabalho: ~3N/380 V/50 Hz/3 A;

3. Tamanho: 1565 mm x 720 mm x 1650 mm

4. Peso:<150 kg

IV. Projeto Experimental de Bancada de Ensaio Abrangente de Eletrónica de Potência

1. Experiência com circuito retificador monofásico controlado de meia onda

2. Experiência com circuito retificador monofásico controlado de meia onda

3. Experiência com circuito retificador monofásico de ponte totalmente controlado e inversor ativo

4. Experiência com circuito retificador trifásico de meia onda controlado

5. Experiência com circuito retificador trifásico de ponte totalmente controlado

6. Experiência com retificador monofásico de ponte totalmente controlado e inversor ativo

7. Experiência com circuito inversor ativo trifásico de meia onda

8. Experiência com retificador trifásico de ponte totalmente controlado e inversor ativo

9. Experiência com circuito regulador de tensão CA monofásico

10. Experiência com circuito regulador de tensão CA trifásico

11. Determinação dos parâmetros e características da ligação da regulação da velocidade CC por tirístores Sistema

12. Depuração das principais unidades de regulação da velocidade CC por tiristor

13. Investigação sobre as características estáticas de um sistema de regulação de velocidade CC irreversível em malha fechada simples

14. Sistema de regulação de velocidade CC irreversível com tiristor em malha fechada dupla

15. Sistema de regulação de velocidade CC reversível e não circulante lógico

16. Sistema de regulação de velocidade por largura de pulso CC (PWM) com controlo em malha fechada dupla

17. Sistema de regulação de tensão e velocidade de um motor assíncrono trifásico em malha fechada dupla

18. Sistema de regulação de velocidade em cascata de um motor assíncrono trifásico em malha fechada dupla

19. Experiência com circuito de disparo de transístor de junção única e circuito retificador monofásico controlado por meia onda

20. Experiência com circuito de disparo com deslocamento de fase síncrono de onda sinusoidal

21. Experiência com circuito de disparo com deslocamento de fase síncrono de onda dente de serra

22. Experiência com circuito de disparo integrado Siemens TCA785

23. Medição dos principais parâmetros do transístor de efeito de campo de potência (MOSFET)

24. Investigação sobre o circuito de acionamento do transístor de efeito de campo de potência (MOSFET)

25. Investigação sobre as características do transístor bipolar de porta isolada (IGBT) e do seu circuito de acionamento

26. Investigação sobre o circuito de acionamento do transístor de potência (GTR)

27. Investigação sobre as características do transístor de potência (GTR)

28. Experiência com tecnologia de comutação suave

29. Pesquisa de desempenho do circuito chopper CC

30. Pesquisa de desempenho do circuito de conversão de frequência CA/CC monofásico

31. Experiência com regulação de tensão CA por corte

32. Experiência com circuito de conversão CC/CC em ponte completa

33. Experiência com fonte de alimentação comutada direta de terminação única

34. Experiência com fonte de alimentação comutada flyback de terminação única

Ⅴ. Descrição da função técnica do produto

1. Descrição da proteção de segurança da bancada experimental

1) Informações pessoais Proteção de segurança do equipamento

① A proteção flutuante do transformador de isolamento trifásico isola completamente a energia experimental da rede elétrica, o que desempenha um papel eficaz na proteção da segurança pessoal;

② A extremidade de entrada da energia trifásica está equipada com um protetor de fuga de corrente. A chave pode ser desligada quando a corrente de fuga do equipamento for superior a 30 mA, cumprindo as normas nacionais de segurança para aparelhos elétricos de baixa tensão;

③ A extremidade de saída do transformador de isolamento trifásico está equipada com uma proteção de fuga de tensão. Assim que existe uma tensão de fuga na bancada experimental, esta desarma automaticamente.

④ O fio experimental de alta tensão adota um invólucro totalmente plástico. O interior do fio é feito de cobre isento de oxigénio, com fios finos e multifilares, de textura macia. A bainha é feita de fio de diâmetro espesso e produtos químicos antiendurecimento. A ficha é feita de peças de cobre maciço para evitar a possibilidade de choque elétrico causado pelo contacto dos alunos com a parte metálica.

2) Sistema de proteção de segurança do equipamento

① A saída de alimentação CA trifásica possui funções duplas de proteção contra sobrecorrente e curto-circuito, incluindo circuitos eletrónicos e fusíveis. Quando a corrente de saída for superior a 3 A, a fonte de alimentação pode ser desligada e será emitido um alarme;

② O cátodo de porta do tiristor e os orifícios de observação de cada circuito de disparo estão equipados com funções de proteção de alta tensão para evitar erros de cablagem por parte dos alunos;

③ A mesa experimental utiliza três tipos de fios experimentais, que não podem ser ligados entre si. A corrente forte utiliza um fio experimental de segurança totalmente revestido de plástico, e a corrente fraca utiliza um fio experimental de metal desencapado (o diâmetro real do núcleo de cobre é maior do que o do fio de corrente forte). O orifício de observação utiliza um fio experimental de 2# para evitar a possibilidade de os alunos operarem incorretamente e ligarem a corrente forte ao ponto fraco;

④ As fontes de alimentação CA e CC da mesa experimental estão equipadas com uma função de proteção contra sobrecorrente.

2. Descrição técnica do painel de controlo

1) Painel de controlo e mesa experimental

A mesa experimental é feita de liga de alumínio e a mesa é feita de madeira de alta densidade, anticorrosiva e resistente ao fogo. Tem um bonito formato e está equipada com duas gavetas e um armário para guardar ferramentas, caixas suspensas e materiais. A mesa experimental possui quatro rodas para fácil movimentação e fixação, o que se adapta perfeitamente ao layout do laboratório.

2) Painel de controlo de energia GLPE-01

Fonte de alimentação CA trifásica: As fontes de alimentação CA trifásicas de 220 V e 240 V são alimentadas por um interruptor industrial tipo botão, fornecendo energia de entrada para regulação da velocidade CC e CA com proteção contra sobrecorrente. A fonte de alimentação é fornecida aos alunos para experiências após a passagem por circuitos de proteção de segurança, como a proteção contra fugas de corrente, o transformador de isolamento trifásico e a proteção contra fugas de tensão.

3) Painel de funções auxiliares GLPE-01A

① Fonte de alimentação para excitação do motor: Fornece um conjunto de fontes de alimentação para excitação do motor CC com interruptores independentes e um voltímetro digital.

② Reactor: Fornece reactores de suavização e filtros RC necessários em experiências de regulação da velocidade CC. Os reatores de alisamento utilizam o método de derivação central, que são de 50 mH, 100 mH, 200 mH e 700 mH, respetivamente. Mantém a linearidade quando a corrente é inferior a 1,5 A. O reactor pode também ser utilizado como carga indutiva em experiências com tecnologia de electrónica de potência.

③ Fonte de alimentação regulada CC: Fornece uma alimentação regulada CC de ±15 V/1 A; fonte de alimentação regulada CC de 24 V/2 A. Com interruptor independente e proteção contra curto-circuito, proteção contra sobrecorrente, etc.

④ Transformador trifásico: Como transformador inversor no sistema de regulação de velocidade em cascata e circuito inversor ativo.

⑤ Resistor ajustável trifásico: Fornece um conjunto de resistências ajustáveis de 100-1000/1A para a resistência de carga do gerador e outras cargas resistivas experimentais, bem como a resistência de arranque do motor.

⑥ Resistência de arranque do motor: 0Ω, 2Ω, 5Ω, 15Ω, ∞ resistência de arranque do motor com enrolamento ajustável de cinco velocidades.

3. Descrição técnica dos componentes experimentais habitualmente utilizados

1) Componente I do circuito de disparo tiristorizado GLPE-10A

Fornece circuito de disparo integrado TCA785, circuito de disparo síncrono de onda dente de serra, circuito de disparo síncrono de onda sinusoidal com saída para cada furo de observação, funcionamento conveniente e seguro.

2) Componente I do circuito de disparo trifásico GLPE-11A

Circuito de disparo: utiliza circuito integrado digital, forte capacidade antiparasitária, intervalo de pulso trifásico uniforme, boa consistência, produz pulsos estreitos duplos, gama de deslocamento de fase de pulso de 0 a 160°.

3) Componente principal do circuito tiristor trifásico GLPE-12

Circuito principal: é constituído por 12 tirístores, 6 díodos, reator de alisamento e circuito de absorção RC.

4) Componente I do circuito de controlo de velocidade do motor GLPE-13A

Fornece os seguintes módulos: inversor, bloqueador de zero, tensão fornecida, conversor de velocidade, unidade reguladora de velocidade e unidade reguladora de corrente. Equipado com resistências de feedback e condensadores do regulador, os parâmetros do sistema podem ser alterados de forma flexível durante a experiência para observar os efeitos de diferentes parâmetros na estabilidade do sistema e no tempo de resposta.

5) Circuito de Controlo de Velocidade do Motor GLPE-13-1 (II)

Disponibiliza os seguintes módulos: Identificação de Polaridade de Binário (DPT), Detecção de Nível Zero (DPZ) e Controlador Lógico (DLC).

6) Dispositivos de Potência GLPE-14

Este projeto de módulo experimental não inclui apenas a pesquisa das características do circuito de acionamento e da comutação de GTR, MOSFET, IGBT, GTO e outros dispositivos, mas também analisa a aplicação de díodos de recuperação rápida, optoacopladores de alta velocidade, indutores, etc. em circuitos eletrónicos de potência.

7) Circuito Chopper CC GLPE-15

Podem ser realizadas seis experiências típicas: Chopper Buck, Chopper Boost, Chopper Boost-Buck, Chopper Cuk, Chopper Sepic e Chopper Zeta. Todos os circuitos utilizam componentes discretos e os alunos constroem-nos por si próprios.

8) Componentes do Circuito de Disparo a Tiristor II GLPE-10B

Fornece um circuito retificador de ponte trifásico composto por 6 díodos e um circuito de disparo de transístor de junção única para conduzir a saída de cada furo de observação.

9) Princípio de Conversão de Frequência CA/CC Monofásica GLPE-16

Os desenhos experimentais que podem ser realizados são: (1) O processo de formação de ondas SPWM; (2) As condições de trabalho e as formas de onda dos circuitos de conversão de frequência CA/CC sob diferentes cargas (resistência, indutância e motor) e a influência da frequência de trabalho na forma de onda de trabalho do circuito; (3) As características de funcionamento do chip driver integrado dedicado às válvulas IGBT.

10) Sistema de regulação de velocidade CC com conversão CC/CC em ponte H de malha fechada dupla GLPE-17

Os desenhos experimentais que podem ser realizados são: (1) Experiência com circuito de conversão CC/CC em ponte completa; (2) Experiência de regulação da velocidade CC com largura de pulso reversível em malha fechada dupla.

11) GLPE-30 - Tecnologia de regulação de tensão de controlo de corte CA monofásico e comutação suave

O circuito de regulação de tensão de controlo de corte CA monofásico é constituído por um circuito principal e um circuito de controlo. Os principais componentes do circuito de controlo são: circuito PWM de modulação por largura de pulso, unidade de deteção de tensão e corrente, circuito de acionamento, etc.

12) Fonte de alimentação comutada flyback de terminação simples GLPE-31

A gama de tensão CA de entrada é de 50 V a 200 V, e a saída consiste em três conjuntos de fontes de alimentação CC, respetivamente +5 V/5 A; +12 V/1 A; -12 V/1 A. A taxa de variação da tensão de saída é inferior a 0,3% quando a tensão CA de entrada e a carga de saída CC se alteram.

13) Fonte de alimentação comutada direta de terminação simples GLPE-32

Utiliza um circuito integrado dedicado como controlador PWM, que pode acionar diretamente o tubo de efeito de campo de potência MOSFET.

14) Voltímetro digital CA YB10

Três voltímetros CA: com interface de comunicação, gama automática multivelocidade, armário de nível industrial de 48 mm x 96 mm, precisão: nível 0,5, gama: 0-500 V.

15) Amperímetro digital CA YB11

Três amperímetros CA: com interface de comunicação, gama automática multivelocidade, armário de nível industrial de 48 mm x 96 mm, precisão: nível 0,5, gama: 0-5 A.

4. Calha-guia do motor e descrição técnica do motor

1) Motor CC shunt DJ02: PN = 185 W, nN = 1600 rpm, IN = 1,1 A, UN = 220 V

2) Gerador CC DJ03: PN = 185 W, nN = 1600 rpm, IN = 1,1 A, UN = 220 V

3) Motor assíncrono trifásico com fio enrolado DJ11: PN = 100 W, IN = 0,6 A, nN = 1400 rpm, UN = 220, ligação em Y

4) Calha-guia do motor DJ01, encoder fotoelétrico e tacómetro

5. Fio experimental GLPJ-01

O fio de ligação experimental adota um tipo plug-in totalmente fechado e altamente fiável, com fio de cobre isento de oxigénio, trefilado em 128 fios finos como fios de cabelo, textura macia e bainha feita de fio de diâmetro espesso e produtos químicos antiendurecimento. O tampão é feito de cobre sólido.

Versão síncrona para PC:

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