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1、新一代电力电子实验装置的研制liufb导语：我校进展了电力电子技术实验装置的自主研发，汲取市售产品设备优点，参考了本校最新科研成果，开发了新一代电力电子技术实验装置总体思路是，采用挂箱式构造，尽可能兼容消费厂家的主控屏供电设备摘要：为知足电力电子技术实验的单设课的教学要求，我校进展了电力电子技术实验装置的自主研发，汲取市售产品设备优点，参考了本校最新科研成果，开发了新一代电力电子技术实验装置总体思路是，采用挂箱式构造，尽可能兼容消费厂家的主控屏供电设备，做到不改动或最少改动厂家的实验平台即可直接使用，并且使自制装置兼顾实用性、根底性、先进性、易维护性和可拓展性，寻求多种创新性解决方案，并具备从
2、内到外的整套技术图纸及器件购置渠道，具有可消费性。关键词：电力电子；实验装置；实验设备“是电气工程与自动化专业重要的专业技术根底课程，为了突出理论才能的培养和建立面向行业的工程才能培养的实验教学理念sup1-3/sup，表达“注重素质，注重综合，注重创新sup4/sup，我校将电力电子技术实验单独设课，单独考核。我们发现市售产品不能知足单独设课的教学要求，决定立足自身，从实验设备入手进展改革，其主要原因是缺少控制电路和主电路的支路电流相关测试点，仅能完成开环控制，而且没有根本的电力电子变换器实验挂箱。课堂教学中的单端正激和单端反激电路是最根本的隔离型电力电子变换器拓扑是重点内容之一，而著名的消
3、费电力电子实验教学的厂家，却没有该类型的实验挂箱。因此，我们以为有必要自主研发实验装置，汲取厂家设备优点和本单位最新科研成果，开发新一代电力电子实验设备，最终研制出7种实验挂箱。1自制设备的设计思想我校设备自制的总体思路是，使自制装置兼顾实用性、根底性、先进性、易维护性和可拓展性，寻求多种创新性解决方案，并具备从内到外的整套技术图纸，具有可消费性。在实验内容上要注重实验教学的系统性，而且要公道设置观测点，充分兼顾主电路与控制电路的实验研究内容。使实验设备可同时观测研究主电路内容、控制电路内容及闭环反应内容sup5/sup。2详细施行方案1确定研制实验挂箱的重点“电力电子技术课程内容主要分为两大
4、局部：以晶闸管为代表的传统电力电子局部和以全控器件为代表的当代电力电子局部。如今，以高频变换为主要特征的当代电力电子技术逐渐成为技术核心，新的拓扑构造和控制方法成为电气工程中研究最为活泼的方向。为适应这种开展趋势，高频功率电子学已作为我校实验理论教学的重点内容。因此，我校自制的实验挂箱，除了根底性的相控整流局部外，其余自制挂箱都是各种高频变换DC-DC变换器。2兼容性平安性施行方案为了兼容消费厂家的主控屏供电设备，我们开发的作为第二级供电设备。这样能使挂箱里不再使用二次电源，还防止了挂箱内高压电的转换，输人的电压也都是低压电，彻底解决了平安性问题。这也就解决了强迫性平安认证只存在于电源挂箱一种
5、设备中的问题。为了进一步解决平安问题，在开发电源挂箱时，我们采用了经过平安认证的开关电源做为供电源。但由于开关电源的噪声电压幅度太高，会吞没正常采样信号，我们采用了磁环构成的共模噪声抑制电路和R-C低通滤波器组合抑制高频噪声，此项技术已获受权的实用新型专利sup6/sup。3相控整流施行方案在驱动电路的设计中，变换不同接线可改变不同相控整流主电路拓扑，使一个挂箱能系统性完成两个不同主电路性能研究。触发角度在移相范围内全程连续变化，可细致观测和控制相关所有特性。挂箱可完成的实验种别有，三相半波可及其触发电路实验研究和三相桥式全控整流电路及其触发电路实验研究。各实验种别可完成实验内容包括：全面准确
6、细致研究主电路和触发电路工作情况；比拟不同负载性质工作情况；研究外特性；比拟不同拓扑构造工作的异同。4直-直变换器总体施行方案直-直变换器内容施行方案为面板引线设计中确保能反映主电路、控制电路及闭环反应的内容，在确保进展根底性实验研究的同时，拓展到综合性进步研究和设计性实验研究。可完成实验种别有：BUCK变换器主电路及控制电路实验研究；BOOST变换器主电路及控制电路实验研究；单端正激变换器主电路及控制电路实验研究；单端反激变换器主电路及控制电路实验研究。其实验研究包括如下层次。根底性实验研究，包括能细致观测研究主电路、控制电路及闭环反应的内容，并进展全面分析。进步性实验研究，包括改变控制频率
7、观察电流连续点和断续点的转化及电路性能实验已获授专利受权sup7/sup、研究吸收电路和缓冲电路作用的实验以及通过改变关键部件变压器变比参数研究主电路性能变化的实验。设计性实验研究为可自主改变关键部件电感参数变压器参数进展性能变化研究。如图1所示，从厂家购置的主控屏供电系统对自制的直流电源挂箱进展供电，再由该挂箱对自制的BUCK变换器实验挂箱供电。BUCK实验挂箱面板上包含主电路实验内容、控制电路驱动电路实验内容和闭环反应的内容。其所带负载为自制的挂箱负载。3自制实验挂箱的特色1实验模块不仅可以进展验证性实验，而且可以进展一定的研究性实验。例如实验模块可以通过改变控制电路的振荡频率使PWM波信
8、号实现变频，使电流临界连续点发生改变，进而在不改变硬件电路主电路的情况下，观测到电流连续CCM和电流断续DCM工作情况的转化，有利于全面分析电路性能，深化理解电路工作原理。2实验模块不仅可以进展变换器的开环实验，而且可以进展闭环实验研究。该模块除了市售电力电子实验设备的主电路实验功能外，还具备了其不能完成的控制电路实验。3增加了控制电路中关键点电压波形的检测点及主电路中主要支路电流波形的检测点，以同时观测研究主电路、控制电路及闭环反应的状态。4在信号检测点上采用了内藏阻抗技术，即不影响对信号的观测，又可以防止学生误接线、误操纵导致设备的损坏，进步了实验设备的可靠性。5公道设计实验挂箱接线布局，
9、大大进步了其扩展性能。6实验台采用经过平安认证的开关电源，可以保障实验设备的平安性。我校电力电子实验自制设备投入运行两年多时间中，面向电气工程及专业学生开放，受益近千人。可以采用方案安排、主、集体预约和学生个人预约三种形式完成实验。兄弟院校的本科实验教学也因此受益，受到了高度评价。理论说明，自制实验装置对培养学生的理论才能起到了良好作用。参考文献：1俞勇祥电力电子技术的应用大概情况J.北京：新技术新工艺，200010:122徐向民，吕华琳，尤芳敏等加强引导，依托学科，搭建课内课外理论创新平台J.西安：中国电子教育20063:33-373黄大明，秦钢年，文冰等专业实验独立设课的研究与理论J.上海：实验室研究与探究，200711:85-874任正义，王东努力实现“大工至善、大学至真J上海：实验室研究与探究，200711:68-725黄大明，秦钢年，文冰等专业实验独立设课的研究与理论J上海：实验室研究与探究，200711:85-87详情请点击：