电力电子使用说明书
一、实验台总体结构
电力电子技术教学实验台总体外观结构如下图所示。整个实验台由仪表屏、电源控制屏、实验挂箱区、下组件区、实验桌等组成。
仪表屏：提供实验时需要的仪表，根据用户的需要配置指针式和数字式表。
电源控制屏：对整个实验台的电源进行控制，并通过隔离变压器输出三相交流电源。
实验桌：内可放置各种组件及电机，桌面上放置电机导轨。
实验挂箱区：放置实验时所需的功能组件。这些组件在实验台上可任意移动。组件内容可以根据实验要求进行搭配。
下组件区：主要放置实验时经常需要的直流电源以及变压器、电抗器。
二、供电电源
1、整机容量：<1.5kVA 2、工作电源：~3N/380V/50Hz/3A
三、主要部件说明
（一）电源控制屏（NMCL-32）
合上断路器，“断开”按钮上的红色指示灯亮，此时实验台的控制屏左右两边单相电源插座均有220V电源输出，给实验挂箱提供电源的航空插座也已带电。实验时，当确认实验接线正确无误后，按下绿色的“闭合”按钮开关，三相电源经断路器、主接触器、隔离变压器、过流保护电后输出，此时U、V、W接线柱有强电输出。实验完毕后，按下红色“断开”按钮，可断开U、V、W接线柱的电压输出。
三相电源带有熔断器组成过流保护，当输出电流超过3A或发生短路时，熔断器起到保护作用，从而避免烧毁变压器。
交流电源选择开关切换隔离变压器的副边输出电压，当切换到“直流调速”时，U、V、W输出线电压为
200V，当切换到“交流调速”时，U、V、W输出线电压为230V。由于目前大部分地区电网电压都偏高，实际输出电压都高于上述电压。
直流电压为隔离变压器副边输出经过整流滤波后得到，输出电压随着电网电压及负载的变化而改变，实验中，电压范围约在200-270伏左右。当有电压输出时，对应的发光二极管发亮，如无电压输出，可检查是否由于电流太大而烧毁熔断器。
（二）低压控制电路及仪表（NMCL-31）
1、给定：提供实验需要的直流可调电源，
正负电压可分别由RP1、RP2旋钮进行调节（调节范围为0-±13V左右）。数值由面板右边的电压表读出。
只要依次扳动S1、S2的不同位置即能达到上述要求。
（1）若S1放在“正给定”位，扳动S2由“零”位到“给定”位即能获得0V突跳到正电压的信号，再由“给定”位扳到“零”位能获得正电压到0V的突跳；
（2）若S1放在“负给定”位，扳动S2，能得到0V到负电压及负电压到0V的突跳；
（3）S2放在“给定”位，扳动S1，能得到正电压到负电压及负电压到正电压的突跳。
使用注意事项：给定输出有电压时，不能长时间短路，特别是输出电压较高时，否则容易烧坏限流电阻。
2、低压控制电源：
提供实验台所需要的±15V低压电源，由开关控制。当开关拨向“ON”时，接线柱输出±15V电压，同时对应的红黄发光二极管发亮。该电源能够输出的最大电流为0.5A，内部由熔断器进行保护。
注意：“给定”需要的电源也由该15V电源提供，所以如果电源控制开关拨向“OFF”，“给定”将无电压输出，同时，实验台也通过实验挂箱区各个航空插座将该电源提供给实验挂箱。
（三）可调电阻（MEL-03A）
由三组双联的瓷盘可调电阻组成可调电阻。每相有同轴固定的两只电阻，通过一只旋钮进行连调。其中，上部两只电阻可调范围为0 ~ 900Ω，允许电流为0.41A，下部一只电阻可调范围为0 ~ 90Ω，允许电流为1.3A，为了防止电流过大损坏电阻，每只电阻串接了一个相应容量的熔断器。
在实验中，电阻盘的使用方法有以下四种：
（1）每只电阻盘单独使用。每只电阻可调范围为0 ~ 900Ω（0 ~ 90Ω），允许电流为0.41A（1.3A）。分别从A3和A2（B3和B2、C3和C2）或A3和A1（B3和B1、C3和C1）端引出。
（2）串联使用。当在实验中，单个电阻盘的阻值不够大时，可把两只电阻串联起来使用。以900Ω为例，将A3接线柱不用，A1和A2两接线柱之间电阻可调范围为0 ~ 2×900Ω。
（3）并联使用。当在实验中，当单个电阻盘流过的电流可能大于额定电流时，需把两只电阻并联起来使用。以900Ω为例，将A1与A2短接。A1A3两接线柱之间电阻可调范围为0~900Ω/2，容许流过的电流为0.82A。
（4）分压器接法。由于实验的需要，最上部900Ω电阻除了作可变电阻使用外，还可采用电位器接法做分压器用。例如他励直流电机励磁电压调节就是采用电位器接法。固定电压施加在A2A4端，而可变电压可以从A3A2端引出。
在使用中，为了避免电流过大，一般在上电前，把调节旋钮逆时针调到底，再根据需要，顺时针调节旋钮使阻值逐渐减小。
注意事项：
（1）当熔断器烧毁时，只能更换同容量的熔断器，千万不可任意放大容量，否则有可能损坏电阻盘。
（2）调节旋钮时，需缓慢调节，当感觉调到底时，不可加大力气，强行调节，否则可能损坏电阻两端的卡位装置。
（四）触发电路和晶闸管主回路（NMCL-33）
NMCL—33由脉冲控制及移相，脉冲观察孔，一组可控硅，二组可控硅及二极管组成。
1、触发电路
实验台提供相位差为60O的六组双脉冲，分别由两路功放进行放大，分别由Upc和Upc2进行控制。当Upc接地时，第一组脉冲放大电路进行放大。当Upc2接地时，第二组脉冲放大电路进行工作。
使用注意事项：
（1）观察孔在面板上俱为小孔，仅能接示波器，不能接任何信号。特别是六路双脉冲观察孔，万不可和I、II组晶闸管的控制极相连。
（2）1-6组双脉冲相位差为60o，且后一组脉冲滞后前一组脉冲，如果出现后一组脉冲超前前一组脉冲，则说明实验台输入的三相电源相序错误，只要更换三相电源插座任意两相即可。
2．FBC+FA（电流变送器与过流保护）：
此单元有三种功能：一是检测电流反馈信号，二是发出过流信号，三是发出过压信号。
（1）电流变送器
电流变送器适用于可控硅直流调速装置中，与电流互感器配合，检测可控硅变流器交流进线电流，以获得与变流器电流成正比的直流电压信号，零电流信号和过电流逻辑信号等。
（2）过流过压保护（FA）
当主电路电流超过某一数值后(2A左右)，电压超过260V，接触器动作，断开交流主电路，同时过流过压指示发光二极管亮。
3．主回路
使用注意事项：外加触发脉冲时，必须切断内部触发脉冲。
（五）直流调速控制单元（NMCL-18）
（六）现代电力电子技术和直流脉宽调速（NMCL-22）
NMCL-22由以下几个单元组成：
（1）波形发生及驱动单元
（2）PWM主回路
（3）单相交流调压电路
（4）直流斩波电路
可完成六种直流斩波电路、斩控式交流调压、DC-DC变换、SPWM逆变电路等实验。
现对各单元电路详细说明如下：
（1）SPWM波形发生：
内部电路由专用波形发生芯片构成，分别产生三角波和正弦波，合成后为SPWM波形，其中锯齿波和正弦波的频率范围通过两个多圈电位器进行调节，三角波频率的调节范围为1.8kHz～10kHz，正弦波的频率范围为2Hz～50Hz，正弦波的幅值也可以进行调节，调节范围为0～8Vp-p。
实验中，需观察三角波和正弦波的幅值，应保证正弦波的幅值小于三角波，否则调制后的SPWM波形不对。
（2）UPW（脉宽调制器）
由PWM波形专用芯片SG3525构成，“1”端三角波的频率为18kHz，通过调节“3”端的输入电压改变“2”端输出波形的占空比，由于不同的实验初始要求的占空比不同，如H桥电路，初始占空比为50%，类似BUCK电路的直流斩波电路，则初始占空比最好能从小慢慢调至正常，所以设置电位器RP，调节RP即可得到实验所需要的初始占空比。
（3）DLD（逻辑延时）
为了防止H桥电路中上下两只功率管发生直通现象，所以驱动上下桥臂的脉冲必须有一定的死区时间，一般不小于5μs。
DLD的作用就是把一路PWM信号分解成两路PWM信号，这两路PWM信号必须高低电平错开，同时留有死区时间。
该单元的“1”端根据实验要求接线，当进行SPWM交流逆变实验时，“1”端接SPWM波形发生器的输出端“3”，当进行直流斩波实验时，“1”端接UPW的输出端“2”，DLD单元的“2”、“3”端为两路PWM信号的观察点，在内部已接至隔离及驱动电路。
（4）FA（限流保护）
为了保证系统的可靠性，在控制回路中设置了保护线路，一旦出现过流，保护电路输出二路信号，分别封锁SG3525的脉冲输出和与门的信号输出，同时面板的告警发光二极管亮，切断实验台的主电源。当故障消除后，按下“复位”按钮，控制电路恢复工作。
（5）隔离及驱动
内由两片R2110驱动电路构成。
（6）PWM主回路
二极管整流桥把输入的交流电变为直流电，正常情况下，交流输入为220V，经过整流后变为300V直流电，滤波电容C为470μF/450V；四只功率MOS管构成H桥，根据脉冲占空比的不同，在负载上可得到＋或－的直流电压。H桥的具体工作原理可参考有关资料。
注意：输入的交流电压为三相电压（线电压为220 V左右）或单相220V电压。
在H桥的输出回路中，串接了一小电阻，阻值为1Ω，可用来观察波形，其上的电压波形反映了主回路的电流波形。同时，在回路中还串接了LEM电流传感器，经过放大，输出一反映电流大小的电压，作为双闭环控制系统的电流反馈信号。
在“2”和“4”端串接了一取样电阻，作为过流保护用。当电阻的电压超过整定值后，过流保护电路动作，关闭脉冲，从而保护功率MOS管。
（7）直流斩波电路
提供若干电阻、电容、电感等元件，参考面板上的不同斩波电路原理图接线。提供的直流电源为15V，带有熔断器保护。
（8）斩控式交流调压
由控制电路和主电路组成。
输入交流电压为220V，经过同步变压器T后，分别形成两路互为倒相的方波，宽度为180°，分别对应正弦波的正半周和负半周，由3525进行调制（调制频率约为18kHz）后，经过隔离及驱动电路，分别驱动功率场效应管。
实验过程中，将UPW的“2”端接调压电路的“14”端，在面板上已有标注。改变UPW的“3”端的输入电压，即可改变输出电压的有效值。
在面板上各引出孔中，除“14”端需要接线外，其余均为观察孔，不可接线。同时，在观察波形时，注意示波器的正确使用，避免两根地线接不同电位点引起短路。
（七）触发电路（NMCL-05）
四、上电操作步骤
1、合上漏电保护器。此时红色断开指示灯亮。控制屏上所有单相电源有交流220V电压，控制交直流仪表的电源、所有挂件电源均得电。
2、按下绿色“闭合”按钮，听到继电器吸合声，红色“断开”按钮指示灯熄灭，“闭合”按钮指示灯亮，三相交流电源和直流高压电源得电。
4、实验可按照实验指导书上的要求完成。
5、如果不需要用三相交流电输出、直流高压电源，可不必按下绿色“闭合”按钮。
五、断电操作步骤
1、按下断开按钮，断开指示灯亮，将所有实验挂箱及仪表电源开关打向OFF处。
2、断开漏电保护器。
六、注意事项
1、如果设备的问题需要检查或更换保险，必须断电操作，若有保险丝烧坏，可用同规格保险丝换上，不可增大或减小。
2、电阻盘转动不要用力过猛，以免损坏电阻盘。
3、使用变压器时不应超负荷运作。
4、挂箱搬动需轻拿轻放，以免损坏挂件。
5、用烙铁时需用烙铁架，不应直接放于实验桌及主控屏上，以免烧坏实验桌和主控屏及其他设备。
6．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。
