電力電子拖動PLC變頻調速綜合實驗臺,電力電子變頻調速dsp控制實驗臺是專門為用戶解決疑難問題的，非常具有代表性，在客戶進行產品選型前，我們一般建議用戶先看下電力電子拖動PLC變頻調速綜合實驗臺,電力電子變頻調速dsp控制實驗臺。這樣能對用戶選型有非常大的幫助。
一、概述
電力電子拖動PLC變頻調速綜合實驗臺,電力電子變頻調速dsp控制實驗臺包括電力拖動系統的動力學，交流和直流電動機的電力拖動、常用低壓電器及基本控制電路系統的設計等內容,同時增加了基于PLC及變頻器的電機基本控制線路，以及常用機床的控制。該實驗裝置適用于自動化專業與機電一體化專業開設的《電機及拖動基礎》、《工廠繼電器接觸控制》、《PLC原理及應用技術》、《變頻調速技術》等課程的技能訓練。
二、裝置特點
1. 采用掛件結構，搭配靈活、可任意更改實驗組件增加實驗內容，便于二次開發及功能擴展。
2.實驗裝置由電源控制屏、實驗桌、實驗組件、電機、電機導軌及實驗導線等組成。
3.實驗裝置包含了部分電機學試驗及所有電機拖動及控制的實驗項目，使學生能夠了解基本的理論知識及熟練掌握操作技能。
三、技術性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2. 工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 裝置容量：≤1.5kVA
4. 重 量：380kg
5. 外形尺寸：187cm×70cm×160cm
四、配置及功能介紹
（一）GDQ01電源控制屏(鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板)
1.交流電源部分
電力電子拖動PLC變頻調速綜合實驗臺,電力電子變頻調速dsp控制實驗臺提供三相0～450V可調交流電源，同時可得到單相0～250V可調的交流電源，配有一臺三相同軸聯動自耦調壓器（規格：1.5kVA、0～450V）�？烧{交流電源輸出處設有過流保護裝置，當相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩，并具有過流聲光告警�？刂破恋墓╇娪蓡ⅰ⑼０粹o進行控制，具有漏電聲光告警、過壓保護、過流保護等功能，同時配有一只急停按鈕，便于切斷電源，還配有一只指針式交流電壓表，通過切換和轉換開關，可方便地指示三相電網輸入和三相調壓輸出的每一相的線電壓。
提供3相同步變壓器1組，380V/3*15V。
2.高壓直流電源兩路
提供220V(0.5A)勵磁電源（具有短路保護）及0～250V(3A)連續可調電樞電源(內部具有過載保護功能)各一路，并設有一只直流數顯電壓表用以監測可調直流電樞電源輸出。
3.信號源部分
提供0～10V的恒壓源一路，4～20mA的恒流源一路，可方便地完成變頻器調速實驗，6.3V交流電源一路，作為機床信號指示燈的電源。
4.制動電阻
提供制動電阻10Ω/25W一只，200Ω/25W三只。
5.控制屏其它設施
控制屏正面大凹槽內，設有兩根圓鋼管，可掛置實驗組件。凹槽底部設有多個單相三芯220V電源插座、控制屏兩側設有單相三極220V電源插座、三相四極380V電源插座及通訊接口，為實驗組件的供電和通訊、控制屏之間的供電提供了方便。
（二）GDQ02實驗桌
實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體封閉式結構，電腦桌聯體設計，造型美觀大方；設有一個抽屜用于放置工具、存放資料等。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。實驗桌底部裝有四個萬向輪，便于移動。
（三）電力電子拖動PLC變頻調速綜合實驗臺,電力電子變頻調速dsp控制實驗臺實驗掛箱
1.GDQ39-1繼電接觸控制組件（一）
熔斷器1只（RT18-32/3P/3A）、普通保險絲座1只（2A）、6.3V信號燈2只、熱繼電器1只、熱繼電器座1只、按鈕5只、交流接觸器3只、輔助觸頭3只。
2.GDQ39-2繼電接觸控制組件（二）
交流接觸器2只、輔助觸頭2只、熱繼電器1只、熱繼電器座1只、行程開關4只。
3.GDQ39-3繼電接觸控制組件（三）
交流接觸器2只、輔助觸頭2只、通電延時時間繼電器2只（每只繼電器分別引出二組動合、動斷觸點）、時間繼電器座2只。
4.GDQ39-4繼電接觸控制組件（四）
帶燈按鈕3只、十字搖桿開關1只、電磁閥1只、行程開關3只、DC24V繼電器8只（繼電器分別焊接在PCB板上，其線圈和觸點均引線至面板上，通過外部直觀、明確、安全的連線，可以提高學生對PLC控制系統的理解能力和動手操作能力）
5.GDQ41 PLC可編程控制器
配備西門子SR40型可編程控制器主機一臺，配有模擬量模塊一臺，提供485通訊模塊一塊。提供實驗所需的DC24V直流電源。
6.GDK28 變頻器
配備西門子V20變頻器一臺（帶BOP操作控制面板）、1K電位器一個。
7.DQ22 直流數字電壓、毫安、安培表
Ø 直流數顯電壓表（1只）：測量范圍0～300V，分2V、20V、300V三檔，直鍵開關切換，
三位半數顯，輸入阻抗為10MΩ，精度為0.5級，具有超量程報警、指示等功能。
Ø 直流數顯毫安表（1只）：測量范圍0～2000mA，分20mA、200mA、2000mA三檔，直鍵開關切換,三位半數顯,精度為0.5級，具有超量程報警、指示等功能。
Ø 直流數顯電流表（1只）：測量范圍0～5A，三位半數顯，精度為0.5級，具有超量程報警、指示等功能。
虛擬多用表參數：
交流電壓量程檔位分：10、50、250、1000
直流電壓檔位分：0.25、1、2.5、10、50、250、1000
歐姆檔分：x1，x10，,100，,1000，,1K，x10K，x100K
電流表檔位：50μa、0.5、5、50、500
BATT：1.2-3.6V，RL=12Ω
BUZZ：R×3
紅外發射檢測功能：垂直角度±15°距離1-30cm
三極管測量孔
8.GDQ25交流參數表
Ø 智能功率、功率因數表（1只）：由一套微電腦，高速、高精度A/D轉換芯片和全數顯電路構成。
通過鍵控、數顯窗口實現人機對話的智能控制模式。為了提高測量范圍和測試精度，將被測電壓、電流瞬時值的取樣信號經A/D變換，采用專用的DSP計算有功功率、無功功率。單相功率P的測量，其精度為0.5級；電壓、電流量程分別為450V、5A，可測量單相、三相負載的有功功率、無功功率、功率因數及負載的性質等；此外還可以貯存、記錄15組功率和功率因數的測試結果數據，并可逐組查詢。
Ø 真有效值交流數字電流表（1只）：測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯，具有超量程告警、指示等功能。
Ø 交流電流表（1只）：精密指針式，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相應的刻度線），測量范圍0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四檔，精度1.0級，直鍵開關切換，設有超量程告警、指示等功能。
Ø 交流電壓表（1只）：精密指針式，采用帶鏡面、雙刻度線（紅、黑）表頭（不同的量程讀取相應的刻度線），測量范圍0～500V，分10V、30V、100V、300V、500V五檔，輸入阻抗1MΩ，精度1.0級，直鍵開關切換，每檔均有超量程告警、指示等功能。
9.DQ26三相可調電阻器
三組90Ω×2/1.3A瓷盤電阻，各繞組端均引線至面板上，可完成串聯、并聯及串并聯多種結合方式。
10.DQ27 三相可調電阻器
三組900Ω×2/0.41A瓷盤電阻，各繞組端均引線至面板上，可完成串聯、并聯及串并聯多種結合方式。
11.DQ29 電阻器組件
一組90Ω×2/1.3A瓷盤電阻、一組900Ω×2/0.41A瓷盤電阻，各繞組端均引線至面板上，可完成串聯、并聯及串并聯多種結合方式。
12.GDQ12線繞式異步電動機轉子專用箱
一組線繞式異步電動機轉子專用電阻（測量范圍0～35Ω，分0Ω、2Ω、5Ω、15Ω、，用于線繞式異步電動機起動與調速等實驗）。
13.DQ31C 熔斷器及開關板
提供熔斷器及開關組件。
14、DX03 三相可控整流電路（一）
提供6只5A/1000V的晶閘管，每只晶閘管均設有RC吸收和保險絲保護裝置，晶閘管可通過外加觸發信號進行觸發（留有觸發脈沖輸入接口），可更好的完成設計性實驗。 三相觸發電路由KC04、KC41、KC42、4066等集成電路組成，可通過鈕子開關選擇雙窄脈沖或寬脈沖，同時提供六路觸發脈沖功放電路等。
15、DK05晶閘管觸發電路
提供單結晶體管觸發電路實驗、單相交流調壓觸發電路，鋸齒波同步移相觸發電路實驗，正弦波觸發電路及TCA785集成觸發電路。
16、DK07直流斬波實驗
根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第五版)中相關的直流斬波內容而設計的；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。
17、DK09電力電子器件特性實驗
提供SCR、GTO、MOSFET、IGBT、GTR新器件，與DK13配套使用，可完成電力電子新器件的驅動特性實驗。
18、DK13功率器件驅動與保護電路
主要是為完成新器件特性實驗提供電源、驅動電路及PWM波形發生器。
（1）電源：為驅動電路提供電源，包括±5V、±15V和+20V直流電源。
（2）驅動電路：包括GTO和GTR，MOSFET和IGBT的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用專用芯片EXB841，其它的由運放、門電路及分立元件組成。
（3）PWM波形發生器：以SG3525為核心的PWM波形發生器主要是為新器件驅動電路提供PWM驅動波形，可以通過頻率調節旋鈕進行頻率調節；通過占空比電位器來調節PWM波的占空比。頻率范圍分為2擋，通過鈕子開關切換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅動電路提供PWM波形，頻率調節范圍4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅動電路提供PWM波形，頻率調節范圍400Hz～1KHz；占空比可從0%調至100%。
19、DK14單相交直交變頻原理
根據普通高等教育"九五"國家級重點教材王兆安，黃俊主編的《電力電子技術》（第四版）的內容進行開發。用于展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調制信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅動芯片的特點及其使用，能完成如下實驗項目：
1）SPWM波形成的過程；
2）交直交變頻電路在不同負載（電阻，電感）時的工作情況和波形，并研究工作頻率對電路工作波形的影響；
3）IGBT管專用集成驅動芯片的工作特性。
20、DK19半橋型開關穩壓電源
提供了半橋型開關穩壓電源的主電路和控制電路，主電路的電力電子器件為電力MOSFET管；控制電路采用專用PWM控制集成電路SG3525，采用恒頻脈寬調制控制方案�？赏瓿�"開關電路在開環與閉環下負載特性的測試"以及"電源電壓波動對輸出的影響"等實驗內容。
（四）DQ03-1固定電機導軌、增量式光電編碼盤測速系統及智能數顯轉速表
導軌平整度好，無應力變形，加工精細，同心度與互換性好，能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲。電機運行時噪聲小，參數典型，能較好滿足實驗的要求。
（五）電機
1.DQ09直流并勵電動機（DC220V、185W、1500RPM） 一臺
2.DQ19校正直流測功機（DC220V、355W、1500RPM） 一臺
3.DQ10三相鼠籠異步電動機（AC220V/△、100W、1420RPM） 一臺
4.DQ11三相線繞式異步電動機（AC220V/Y、120W、1380RPM） 一臺
5.DQ20三相鼠籠異步電動機（AC380V/△） 一臺
6.DQ18三相雙速異步電動機（AC380V△/YY） 一臺
（六）實驗連接線及配件
根據不同實驗項目的特點，配備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），里面采用無氧銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，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；弱電部分也護套結構手槍插連接線；數模信號部分采用彈性鈹輕銅裸露結構連接線。三種導線只能連接對應的配套插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
（七）、基于DSP的雙閉環空間矢量交流變頻調速系統
空間矢量脈寬調制-SVPWM，主要思想是把三相交流電機等效為直流電機，然后跟蹤圓形磁場。SVPWM主要由：波形發生器，Chark變換，扇區判斷，Park變換，橋臂作用時間，比較器，插入死區等模塊組成。
本實驗系統是基于德州儀器TI公司的28335型C2000系列DSP而設計的高性能矢量控制變頻調速系統。系統由實驗箱(含DSP控制板、IPM智能功率驅動模塊和24V開關電源)、XDS100V2-USB2.0仿真器，三相鼠籠式異步電動機，增量式光電編碼器，聯軸器，固定電機導軌等組成。
本系統可實現在線編程，通過XDS100V2 USB2.0仿真器在線仿真，提供源程序，可在線燒寫DSP程序。
六、裝置的安全保護體系
1.控制屏電源由接觸器通過啟、停按鈕進行控制，同時具有漏電聲光告警、過壓保護、過流保護、短路軟截止保護等功能，通過急停按鈕可方便地切斷電源。
2.屏上裝有電壓型漏電保護裝置，控制屏內或強電輸出若有漏電現象，即告警并切斷總電源，確保實驗進程安全。
3.屏上三相調壓器原、副邊各設有一套過流保護裝置。調壓器短路或所帶負載電流超過設定值，系統即告警并切斷總電源。
4.設有定時器兼報警記錄儀（服務管理器），通過鍵控單元完成時間設定、定時報警設定、解除設置等操作、具有切斷電源及記錄各種告警次數等功能。
5.強、弱電連接及插座分開，不會混淆，實驗連接線安全、可靠、防觸電。
七、實驗項目
1.電機及變壓器基礎實驗
（1）直流他勵電動機的認識
（2）直流他勵電動機的空載試驗
（3）直流他勵電動機的工作特性
（4）三相鼠籠式異步電動機認識
（5）三相鼠籠式異步電動機空載試驗
（6）三相鼠籠式異步電動機堵轉試驗
（7）三相鼠籠式異步電動機工作特性
2.電機拖動部分
直流他勵電動機拖動實驗
（1）直流他勵電動機固有機械特性
（2）直流他勵電動機人為機械特性
（3）直流他勵電動機能耗制動機械特性
（4）直流他勵電動機倒拉反轉制動機械特性
（5）直流他勵電動機電源反接制動機械特性
（6）直流他勵電動機回饋制動機械特性
三相異步電動機拖動實驗
（1）三相異步電動機固有機械特性
（2）三相異步電動機人為機械特性
（3）三相異步電動機能耗制動機械特性
（4）三相異步電動機反接制動機械特性
（5）三相異步電動機回饋制動機械特性
3.電機控制部分
直流他勵電動機控制實驗
（1）電樞回路串電阻起動及調速
（2）減壓起動及降低電源電壓調速
（3）弱磁調速
三相異步電動機控制實驗
（1）三相異步電動機點動與自鎖控制線路
（2）三相異步電動機的正反轉控制線路
（3）順序控制線路
（4）三相異步電動機全壓起動控制線路
（5）三相異步電動機降壓起動控制線路
（6）三相繞線轉子異步電動機起動控制線路
（7）三相異步電動機能耗制動控制線路
（8）三相異步電動機的調速控制線路
（9）三相異步電動機單向起動及反接制動控制線路
（10）兩地控制線路
（11）工作臺自動往返循環控制線路
（12）三相異步電動機雙向起動及反接制動控制線路
（13）三相雙速異步電動機的控制線路
4.基于PLC下的電機控制實驗
（1）三相異步電動機直接點動與自鎖控制
（2）三相異步電動機的正、反轉控制
（3）三相異步電動機的星形-三角形降壓起動控制
（4）三相線繞式異步電動機的起動控制
（5）三相異步電動機帶延時正、反轉控制
（6）三相異步電動機帶限位自動返回控制
（7）三相雙速異步電動機的起動與調速控制
（8）PLC，變頻器的綜合應用
5.基于變頻器的電機拖動與控制實驗
（1）變頻器的認識
（2）變頻器的參數設定與操作
（3）變頻器的面板控制
（4）變頻器的電位器控制
（5）變頻器的電壓控制
（6）變頻器的電流控制
（7）變頻器的多段速控制
（8）三相異步電動機的變頻調速
6.PLC、變頻器的電機拖動與控制實驗
（1）基于PLC通信方式的多段速選擇變頻調速
（2）基于PLC通信方式的變頻器開環調速
（3）基于PLC通信方式的變頻器閉環調速
（4）基于PLC模擬量方式的變頻器閉環調速
7.電力電子技術實訓項目
（一）晶閘管觸發電路實驗項目
1）單結晶體管觸發電路
2）正弦波同步移相觸發電路實驗
3）鋸齒波同步移相觸發電路實驗
4）單相集成鋸齒波觸發電路實驗（由Tca785組成）
5）三相集成鋸齒波觸發電路實驗（由KC04/KC09等組成）
（二）晶閘管線路實驗項目
1）單相半波可控整流電路實驗
2）單相橋式半控整流電路實驗
3）單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
4）三相半波可控整流電路實驗
5）三相橋式半控整流電路實驗
6）三相半波有源逆變電路實驗
7）三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗
8）單相并聯逆變電路實驗
9）單相交流調壓電路實驗
10）單相交流調功電路實驗
11）三相交流調壓電路實驗
（三）新器件特性及驅動保護實驗項目
1）單向晶閘管（SCR）特性實驗
2）可關斷晶閘管（GTO）特性實驗
3）功率場效應管（MOSFET）特性實驗
4）功率晶體管（GTR）特性實驗
5）絕緣雙極性晶體管（IGBT）特性實驗
6）可關斷晶閘管（GTO）驅動與保護電路實驗
7）功率場效應管（MOSFET）驅動與保護電路實驗
8）功率晶體管（GTR）驅動與保護電路實驗
9）絕緣雙極性晶體管（IGBT）驅動與保護電路實驗
（四）典型新器件線路實驗
1）單相正弦波脈寬調制（SPWM）逆變電路實驗
2）半橋型開關穩壓電源的性能研究
3）直流斬波電路的性能研究（降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波的電路、Cuｋ斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路）
（五）DSP變頻調速系統實驗
1）DSP28335的認識。
2）CCS編程軟件的使用
3）三相異步電機雙閉環矢量控制變頻調速原理實驗（FOC/SVPWM）
附件基于DSP的雙閉環空間矢量交流變頻調速系統實驗平臺
一、概述
空間矢量脈寬調制-SVPWM，主要思想是把三相交流電機等效為直流電機，然后跟蹤圓形磁場。SVPWM主要由：波形發生器，Chark變換，扇區判斷，Park變換，橋臂作用時間，比較器，插入死區等模塊組成。
本實驗系統是基于德州儀器TI公司的28335型C2000系列DSP而設計的高性能矢量控制變頻調速系統。系統由實驗箱(含DSP控制板、IPM智能功率驅動模塊和24V開關電源)、XDS100V2-USB2.0仿真器，三相鼠籠式異步電動機，增量式光電編碼器，聯軸器，固定電機導軌等組成。
本系統可實現在線編程，通過XDS100V2 USB2.0仿真器在線仿真，提供源程序，可在線燒寫DSP程序。
二、系統特點
1.系統安全性強：控制板與驅動板獨立分開、DSP控制電源與電機動力電源分開設計、強弱電隔離設計，同時強電部分采用隔離變壓器輸出。
2.DSP控制板功能齊全： 控制板采用24V供電，設有1路CAN總線接口, 1路RS232接口, 1路RS485接口,1路增量光電編碼器接口，集成LCD顯示和鍵盤,引出5路ADC接口,引出QEP接口。
3.功率驅動板功能完善：驅動板的控制電源采用DC24V電源。高壓電源輸入采用單相220V（安全隔離變壓器輸入）。功率器件采用IPM(20A/600V),驅動板最大輸出電流15A。設有高精度霍爾電流傳感器采集相電流，同時也采集了直流母線電壓，設備具有軟啟動保護功能。
4.人機交互界面直觀：設有液晶顯示窗口，直接顯示電機運行參數，提供配套上位機軟件，通過串口通訊，可提供4通道示波器,具有動態波形顯示，曲線錄波.波形縮放,更具有波形數據保存的功能,便于數據分析,4通道的數據更是能方便導入EXCEL中。
5.提供C語言程序源代碼：提供配套的C語言程序，可自行修改與燒寫下載運行及仿真。
1.DSP28335的認識。
三、基本實驗項目
2.CCS編程軟件的使用
3.三相異步電機雙閉環矢量控制變頻調速原理實驗（FOC/SVPWM）
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