GL-DLDZ-1 Versuchsgerät Leistungselektronik und Motorsteuerung

Ⅰ.Übersicht

Das GL-DLDZ-1 Experimentalgerät für Leistungselektronik und Motorsteuerung basiert auf den Anforderungen der neuesten einheitlichen Lehrbücher von Hochschulen und Universitäten, wie z. B. „Leistungselektronik“ (4. Auflage) und „Automatische Steuerungssysteme für elektrische Traktion“ (3. Auflage). Es vereint die Vorteile vergleichbarer Produkte im In- und Ausland, berücksichtigt die aktuelle Situation und Entwicklungstrends im Labor und wurde sorgfältig entwickelt. Es zeichnet sich durch eine sinnvolle Struktur, umfassende Funktionen, hohe Zuverlässigkeit und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis im Vergleich zu vergleichbaren Produkten aus.

Ⅱ.Merkmale

1. Umfangreiches Spektrum: Dieses Gerät integriert experimentelle Projekte wie Leistungselektronik, Halbleiterumwandlung, AC- und DC-Drehzahlregelung, AC-Frequenzumwandlung, Motorsteuerung und Regelungstheorie.

2. Hohe Anpassungsfähigkeit: Es eignet sich für den experimentellen Unterricht in entsprechenden Kursen an verschiedenen Schulen. Die Tiefe und Breite des Spektrums kann flexibel an die Bedürfnisse angepasst werden. Popularisierung und Verbesserung können je nach Unterrichtsfortschritt organisch kombiniert werden. Das Gerät verfügt über eine Bausteinstruktur, die leicht austauschbar ist. Wenn Sie Funktionen erweitern oder neue Experimente entwickeln möchten, müssen Sie lediglich Komponenten hinzufügen, ohne dass diese verloren gehen.

3. Leistungsstarkes Komplettset: Von speziellen Netzteilen, Motoren und anderen Experimentalkomponenten bis hin zu Spezialkabeln für Experimentalverbindungen sind Leistung und Spezifikationen der unterstützenden Komponenten optimal auf die Anforderungen des Experiments abgestimmt.

4. Hohe Intuitivität: Jedes Experimentiergerät verfügt über eine separate Struktur mit übersichtlichen Bedienfelddiagrammen und -linien, klaren Aufgaben für jedes Gerät sowie einfacher Bedienung und Wartung.

5. Hohe Wissenschaftlichkeit: Das Gerät benötigt wenig Platz, spart Experimentierraum und reduziert Infrastrukturinvestitionen. Die unterstützenden Kleinmotoren sind speziell für die Simulation der Eigenschaften und Parameter kleiner und mittelgroßer Motoren konzipiert. Kleinmotoren verbrauchen weniger Strom, sparen Energie, haben ein geringes Experimentiergeräusch, sind elegant und ansprechend gestaltet und verbessern die Experimentierumgebung. Der experimentelle Inhalt ist umfangreich und das Design sinnvoll. Neben der Vertiefung des theoretischen Wissens können Designexperimente auch mit praktischer Praxis kombiniert werden.

6. Hohe Offenheit: Die Stromversorgung des Bedienfelds ist durch einen dreiphasigen Trenntransformator isoliert und mit einem Spannungs- und einem Stromfehlerschutz ausgestattet, um die Sicherheit des Bedieners zu gewährleisten. Jeder Stromausgang verfügt über Überwachungs- und Kurzschlussschutzfunktionen, und jedes Messgerät ist mit einer zuverlässigen Schutzfunktion ausgestattet, die eine sichere und zuverlässige Anwendung gewährleistet. Das Bedienfeld ist außerdem mit einem Experimentalmanager ausgestattet, um einen einheitlichen Standard für die Bewertung der experimentellen Fähigkeiten der Studierenden zu bieten. Da die gesamte Ausrüstung sorgfältig entwickelt wurde und zuverlässige Komponenten und Prozesse gewährleistet sind, ist die Produktleistung hervorragend und schafft so die Voraussetzungen für offene Labore.

7. Hohe Weiterentwicklung: Das Gerät setzt neue Maßstäbe. Basierend auf dem Thyristor-Experiment werden zahlreiche Experimente zur modernen Leistungselektronik zu den Eigenschaften neuer Geräte, ihrer Ansteuerung und typischen Anwendungen neuer Geräte durchgeführt, sodass die Studierenden ausreichend Wissen und Verständnis für neue Geräte erwerben und mit der Zeit Schritt halten können.

III. Anwendungsbereich

Dieses Gerät deckt die experimentellen Projekte ab, die in den an verschiedenen Hochschulen und Universitäten angebotenen Kursen wie „Leistungselektronik“ (oder Halbleiter-Umrichtertechnik), „Gleichstrom-Drehzahlregelung“, „Wechselstrom-Drehzahlregelung“, „Motorsteuerung“, „Automatische Steuerungssysteme für elektrische Traktion“ und „Regelungstheorie“ erforderlich sind.

IV. Technische Leistung

1. Eingangsspannung: Dreiphasig, vieradrig (oder dreiphasig, fünfadrig, 380 V ± 10 % 50 Hz)

2. Betriebsumgebung: Temperatur: -10 °C bis +40 °C, relative Luftfeuchtigkeit < 85 % (25 °C)

Höhe < 4000 m

3. Geräteleistung: < 1,5 kVA

4. Abmessungen: 187 × 73 × 162 cm³

V. Gerätekonfiguration

1. DL01 Leistungssteuerpult

(1) Wechselstromversorgung (alle mit Überstromschutz)

Wechselstromversorgung: Gleichstrom-Drehzahlregler: Dreiphasig, 200 V/3 A

Wechselstrom-Drehzahlregler: Dreiphasig, 240 V/3 A

(2) Hochspannungs-Gleichstromversorgung

Erregerstromversorgung: 220 V (0,5 A), mit Kurzschlussschutz am Ausgang.

(3) Digitale Instrumente

① Digitales AC-Voltmeter: Zeigt die Eingangsspannung des dreiphasigen Stromnetzes über den darunterliegenden Bandschalter mit einer Genauigkeit von 1,0 an.

② Digitales AC-Voltmeter mit Effektivwert: Messbereich 0–500 V, automatische Bereichsbestimmung und automatische Umschaltung, Genauigkeit 0,5, dreieinhalbstellige Digitalanzeige, Spannungsanzeige für die AC-Drehzahlregelung.

③ Digitales AC-Amperemeter mit Effektivwert: Messbereich 0–5 A, automatische Bereichsbestimmung und automatische Umschaltung, Genauigkeit 0,5, dreieinhalbstellige Digitalanzeige, mit Bereichsüberschreitungsalarm, Anzeige und Abschaltfunktion, Stromanzeige für die Drehzahlregelung.

④ Ein digitales Gleichstromvoltmeter: Messbereich 0–300 V, dreieinhalbstellige Digitalanzeige, Eingangsimpedanz 10 MΩ, Genauigkeit 0,5 Stufen, zur Spannungsanzeige für die reversible Drehzahlregelung;

⑤ Ein digitales Gleichstromamperemeter: Messbereich 0–5 A, dreieinhalbstellige Digitalanzeige, Genauigkeit 0,5 Stufen, mit Bereichsüberschreitungsalarm, Anzeige und vollständiger Stromabschaltung, zur Stromanzeige für die reversible Drehzahlregelung. (4) Personenschutzsystem

Ein Satz dreiphasiger Trenntransformatoren: Die dreiphasige Stromversorgung wird zunächst über den dreiphasigen Fehlerstromschutzschalter und dann über den Schlüsselschalter und das Schütz zum Trenntransformator geleitet. Dadurch ist der Ausgang vom Stromnetz getrennt (erdfrei), was einen gewissen Schutz für die Personensicherheit bietet.

Spannungs-Fehlerstromschutz 1: Schützt vor Fehlern in der Leitung vor dem Trenntransformator, löst das Schütz im Bedienfeld aus und unterbricht die Stromversorgung.

Spannungs-Fehlerstromschutz 2: Schützt während des Experiments vor Leckagen in der Leitung nach dem Trenntransformator und in der Verkabelung, löst ein Alarmsignal aus und unterbricht die Stromversorgung, um die persönliche Sicherheit zu gewährleisten.

Strom-Fehlerstromschutz: Überschreitet der Leckstrom einen bestimmten Wert, wird die Stromversorgung unterbrochen.

Experimentieranschlusskabel und -buchsen: Stark- und Schwachstromanschlusskabel und -buchsen sind getrennt und können nicht vermischt werden. Starkstromanschlusskabel und -buchsen sind vollständig geschlossen, was sicher und zuverlässig ist und Stromschläge verhindert.

2. DL02 Experimentiertisch

3. DJQ03-1 Edelstahl-Motorschiene, optisches Encoder-Drehzahlmesssystem und digitaler Drehzahlmesser

4. DJQ27 Dreiphasiger einstellbarer Widerstand (900 Ω × 2/0,41 A pro Gruppe)

5. DL03 Thyristor-Hauptstromkreis

6. DL04 Dreiphasiger Thyristor-Triggerstromkreis

7. DL05 Thyristor-Triggerstromkreis-Experiment

8. DL06 Experiment zur Motordrehzahlregelung (I)

9. DL06-1 Experiment zur Motordrehzahlregelung (II)

10. DL07 Gleichstrom-Zerhacker-Experiment

11. DL08 Vorhandene und experimentelle Geräte

12. DL09 Experiment zu den Eigenschaften neuer Geräte

13. DL10 Einstellbarer Widerstand und Kondensatorbox

14. DL11 Einphasige Spannungsregelung und einstellbare Last

15. DL12 Transformator-Experiment

16. DL13 Experimentierbox zur Antriebsschaltung von Leistungsgeräten

17. DL14 Einphasiges AC-DC-AC-Frequenzwandlungsprinzip

18. DL15 Experiment zum automatischen Steuerungsprinzip

19. DL16 Experiment zum automatischen Steuerungsprinzip

20. DL17 Doppelte H-Brücke mit geschlossenem Regelkreis, DC/DC-Umwandlung, DC-Drehzahlregelung

21. DL18 Experiment zur Motordrehzahlregelung (II)

22. DL19 Halbbrücken-Schaltnetzteil

23. DL20 Gleichstromstellerschaltung

24. DL21 Schaltung zur AC-Spannungsregelung

25. DL22 Einphasige Spannungs-/Leistungsregelung

26. DL23 Isoliertes Single-Ended-Flyback-Schaltnetzteil

27. DL24 PS-ZVS-PWM-Soft-Switching-Technologie

28. DL25 Gleichrichterschaltung mit aktiver Leistungsfaktorkorrektur

29. DL26 Isoliertes Single-Ended-Schaltnetzteil mit Stromrückkopplung

30. DL27 Boost-, Buck- und Compound-Chopper-Schaltung

31. DL28 Dreiphasig Drehzahlregelung für Asynchronmotoren mit variabler Frequenz

32. DL29 Einphasiger intelligenter Leistungs- und Leistungsfaktormesser

33. DJQ07-1 Gleichstromgenerator

34. DJQ09 Gleichstrom-Nebenschlussmotor

35. DJQ11 Dreiphasiger drahtgewickelter Asynchronmotor

36. DL30 Spezialgehäuse für drahtgewickelten Asynchronmotorrotor

37. DJQ17 Einphasiger Widerstandsstart-Asynchronmotor

38. DJQ20-1 Dreiphasiger Käfigläufer-Asynchronmotor

39. Experimentelle Anschlussleitung

VI. Experimentelles Projekt zur Leistungselektronik und Motorsteuerung

(I) Experimentelles Projekt zur Leistungselektronik

1. Triggerschaltung mit einem einzelnen Sperrschichttransistor

2. Experiment zur Triggerschaltung mit sinussynchroner Phasenverschiebung

3. Experiment zur Triggerschaltung mit sägezahnsynchroner Phasenverschiebung

4. Experiment zur einphasigen Halbwellengleichrichterschaltung

5. Experiment zur einphasigen Brückengleichrichterschaltung

6. Experiment zur einphasigen Brückengleichrichterschaltung mit vollgesteuertem Gleichrichter und aktiver Wechselrichterschaltung

7. Experiment zur dreiphasigen Halbwellengleichrichterschaltung

8. Experiment zur dreiphasigen Brückengleichrichterschaltung mit halbgesteuertem Gleichrichter

9. Experiment zur dreiphasigen Halbwellenwechselrichterschaltung

10. Experiment zur dreiphasigen Brückengleichrichterschaltung mit vollgesteuertem Gleichrichter und aktiver Wechselrichterschaltung

11. Experiment zur einphasigen Wechselspannungsregelung

12. Experiment zur einphasigen Wechselspannungsregelung

13. Experiment zur dreiphasigen Wechselspannungsregelung

14. Experiment zur Gleichstromstellerschaltung

15. Einweg Experiment zur Kennlinie eines Thyristors (SCR)

16. Experiment zur Kennlinie eines Gate-Turn-Off-Thyristors (GTO)

17. Experiment zur Kennlinie einer Leistungs-Feldeffektröhre (MOSFET)

18. Experiment zur Kennlinie eines Leistungstransistors (GTR)

19. Experiment zur Kennlinie eines isolierten Bipolartransistors (IGBT)

20. Experiment zur Ansteuerung und Schutzschaltung eines Gate-Turn-Off-Thyristors (GTO)

21. Experiment zur Ansteuerung und Schutzschaltung einer Leistungs-Feldeffektröhre (MOSFET)

22. Experiment zur Ansteuerung und Schutzschaltung eines Leistungstransistors (GTR)

23. Experiment zur Ansteuerung und Schutzschaltung eines isolierten Bipolartransistors (IGBT)

(II) Experimente an typischen Schaltungen von Leistungselektronikgeräten

1. Experiment zur einphasigen sinusförmigen Pulsweitenmodulation (SPWM)-Wechselrichterschaltung

2. Experiment zur Vollbrücken-DC/DC-Wandlerschaltung

3. Leistungsstudie eines Halbbrücken-Schaltnetzteils

4. Experiment zur isolierten Sperrwandler-Schaltung mit unsymmetrischer Rückkopplung

5. Experiment zur isolierten, unsymmetrischen, extern erregten, stromrückgekoppelten Schaltnetzteil Experiment

6. Leistungsstudie von Gleichstromstellerschaltungen (Abwärtsstellerschaltung, Aufwärtsstellerschaltung, Aufwärts- und Abwärtsstellerschaltung, Cuｋ-Stellerschaltung, Sepic-Stellerschaltung, Zeta-Stellerschaltung)

7. Experiment mit Aufwärts-, Abwärts- und zusammengesetzten Stellerschaltungen

8. Experiment mit einphasiger, Steller-gesteuerter Wechselspannungsregelung

9. Experiment mit aktiver Leistungsfaktorkorrektur der Gleichrichterschaltung

10. Experiment mit Soft-Switching-Technologie

(III) Experiment zur Drehzahlregelung von Gleichstrommotoren

1. Experiment zur Bestimmung der Parameter und Verbindungseigenschaften von Thyristor-Gleichstrom-Drehzahlregelungen

2. Debugging der Haupteinheiten von Thyristor-Gleichstrom-Drehzahlregelungen

3. Experiment mit einer irreversiblen Gleichstrom-Drehzahlregelung mit einfachem Regelkreis

4. Experiment mit einer irreversiblen Gleichstrom-Drehzahlregelung mit doppeltem Regelkreis

5. Experiment mit einer logisch nicht-zirkulierenden reversiblen Gleichstrom-Drehzahlregelung

6. Experiment mit einer gestaffelten Auswahl von nicht-zirkulierenden reversiblen Gleichstrom-Drehzahlregelungen mit drei geschlossenen Regelkreisen

7. Doppelt DC-Pulsweiten-Drehzahlregelung mit geschlossenem Regelkreis (H-Brücke, IGBT)

(Ⅳ) Experiment zum Prinzip der Frequenzumwandlung

1. Experiment zur Frequenzumwandlung mit dreiphasiger sinusförmiger Pulsweitenmodulation (SPWM)

2. Experiment zur Frequenzumwandlung mit dreiphasiger Sattelwelle (Einspeisung der dritten Harmonischen) Pulsweitenmodulation

3. Experiment zur Frequenzumwandlung mit dreiphasiger Raumspannungsvektormodulation (SVPWM)

4. Messung der U/f-Kennlinie im SPWM-Modulationsmodus

5. Messung der U/f-Kennlinie im Sattelwellenmodulationsmodus

6. Messung der U/f-Kennlinie im Raumspannungsvektormodulationsmodus

7. Experiment zur Beobachtung der magnetischen Flusstrajektorie in verschiedenen Frequenzumwandlungsmodi

(Ⅴ) Experiment zur Drehzahlregelung eines Wechselstrommotors

1. Experiment zur Spannungsregelung und Drehzahlregelung eines dreiphasigen Asynchronmotors mit doppeltem Regelkreis

2. Experiment zur Drehzahlregelung eines dreiphasigen Asynchronmotors mit doppeltem Regelkreis

3. Experiment zur Drehzahlregelung mit variabler Frequenz und einphasiger sinusförmiger Pulsweitenmodulation (SPWM)

4. Dreiphasig Experiment mit einem Drehzahlregler mit sinusförmiger Pulsweitenmodulation (SPWM) und variabler Frequenz

– Kann für Experimente an einen Computer angeschlossen werden, außerdem ist eine Schnittstelle für eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) vorhanden.

5. Experiment mit einem Drehzahlregler mit dreiphasiger Sattelwellen-Pulsweitenmodulation und variabler Frequenz

– Kann für Experimente an einen Computer angeschlossen werden, außerdem ist eine Schnittstelle für eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) vorhanden.

6. Experiment mit einem Drehzahlregler mit dreiphasiger Raumspannungsvektor-SVPWM und variabler Frequenz

– Kann für Experimente an einen Computer angeschlossen werden, außerdem ist eine Schnittstelle für eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) vorhanden.

(VI) Experimentelle Projekte zum Prinzip der Regelung

1. Simulation typischer Verknüpfungen des Regelungssystems

2. Zeitbereichsverhalten und Parameterbestimmung des Systems erster Ordnung

3. Transientenanalyse des Systems zweiter Ordnung

4. Transientenanalyse und Stabilitätsanalyse des Systems dritter Ordnung

5. Dynamisches Verhalten des PID-Reglers

6. Dynamische Korrektur des Regelungssystems

7. Prüfung des Frequenzverhaltens typischer Verknüpfungen

8. Prüfung des Frequenzverhaltens linearer Systeme

9. Abtastung und Rückgewinnung von Signalen

10. Simulation typischer nichtlinearer Verknüpfungen

11. Phasenebenenanalyse nichtlinearer Systeme

Synchrone PC-Version:

GL-DLDZ-1 Versuchsgerät Leistungselektronik und Motorsteuerung http://german.biisun.hfcfwl.com/products/power-electronics-technology-and-motor-control-experimental-device