[發(fā)明專(zhuān)利]一種數(shù)字式多功能電力電子技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010174288.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111179709B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭詩(shī)程;黃聰;林峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B23/18
• 分類(lèi)號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 安徽知問(wèn)律師事務(wù)所 34134
• 代理人: 平靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字式多功能電力電子技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域；本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括保護(hù)電路、采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路、DSP核心控制板、PC機(jī)和電力電子集成主電路，所述的電力電子集成主電路包括單相半波可控整流電路、單相橋式可控整流電路、單相PWM整流電路、PWM產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)電路、Boost電路、Buck電路、方波逆變電路和SPWM逆變電路，可根據(jù)需求撥動(dòng)開(kāi)關(guān)以完成不同的實(shí)驗(yàn)；本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將多種實(shí)驗(yàn)電路集成到一起，提高了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的綜合性和集成度，配合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中幾乎所有實(shí)驗(yàn)科目的實(shí)驗(yàn)功能，解決了傳統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)備特性無(wú)法隨意改變的問(wèn)題，在使用過(guò)程中方便、靈活。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種數(shù)字式多功能電力電子技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

電力電子技術(shù)是一門(mén)新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件（如晶閘管，GTO，IGBT等）對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)所變換的“電力”功率可大到數(shù)百M(fèi)W甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不同，電力電子技術(shù)主要用于電力變換。電力電子技術(shù)已成為現(xiàn)代電氣工程與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)不可缺少的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)該專(zhuān)業(yè)人才中占有重要地位。

電力電子技術(shù)與電氣工程（強(qiáng)電）、信息工程（弱電）、控制工程三大學(xué)科緊密交叉，是連接弱電和強(qiáng)電的橋梁，是目前最活躍、發(fā)展最快的新興學(xué)科之一，近20年來(lái)得到了迅速的發(fā)展。針對(duì)發(fā)展的需求，電力電子技術(shù)課程需要進(jìn)行課程重構(gòu)和實(shí)驗(yàn)改革。以往的電力電子技術(shù)教學(xué)設(shè)備主要采用模擬電路或者專(zhuān)用控制芯片方式實(shí)現(xiàn)，大多屬于演示性或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，硬件電路固定，系統(tǒng)特性無(wú)法隨意改變，控制方式單一且不能改變，體積大、成本高，限制了學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

經(jīng)檢索，中國(guó)專(zhuān)利號(hào)ZL201610056810.8，發(fā)明名稱(chēng)為：數(shù)字化電力電子及電氣傳動(dòng)實(shí)時(shí)控制實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，申請(qǐng)日為：2016年1月27日，該申請(qǐng)案公開(kāi)的實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集及實(shí)時(shí)控制模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)保護(hù)驅(qū)動(dòng)模塊、脈沖觸發(fā)模塊、時(shí)鐘同步單元及電力電子及電氣傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)掛件區(qū)；該申請(qǐng)案還包括使用上述裝置的試驗(yàn)方法；該申請(qǐng)案的實(shí)驗(yàn)裝置能夠完成綜合性的電力電子和電氣傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)。但該申請(qǐng)案提供的實(shí)驗(yàn)裝置體積大，其所需成本高，并且存在實(shí)驗(yàn)切換復(fù)雜的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

鑒于現(xiàn)有的電力電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)存在硬件電路固定，系統(tǒng)特性無(wú)法隨意改變，體積大、成本高的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種數(shù)字式多功能電力電子技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將所有實(shí)驗(yàn)集成為一體，利用共用部分元器件實(shí)現(xiàn)了減小體積的目的，通過(guò)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)切換簡(jiǎn)單便捷，提高了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的綜合性和集成度，節(jié)約成本并提高了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用靈活性。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種數(shù)字式多功能電力電子技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括保護(hù)電路、采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路、DSP核心控制板和PC機(jī)，還包括電力電子集成主電路；所述的保護(hù)電路分別與采樣電路、DSP核心控制板電連接；電力電子集成主電路通過(guò)采樣電路與DSP核心控制板電連接；所述的驅(qū)動(dòng)電路包括MOS管驅(qū)動(dòng)電路和晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路分別與DSP核心控制板、電力電子集成主電路電連接；所述的DSP核心控制板與PC機(jī)電連接，接受PC機(jī)信號(hào)并反饋；所述的電力電子集成主電路包括單相半波可控整流電路、單相橋式可控整流電路、單相PWM整流電路、PWM產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)電路、Boost電路、Buck電路、方波逆變電路和SPWM逆變電路；所述的單相半波可控整流電路與單相橋式可控整流電路使用同一電路，該電路包括電流傳感器、四個(gè)晶閘管、多個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、多個(gè)水泥電阻和電感；所述的單相PWM整流電路、PWM產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)電路、Boost電路、Buck電路、方波逆變電路和SPWM逆變電路共用一個(gè)電路，該電路包括電感、四個(gè)電力MOS管、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、水泥電阻、電解電容、CBB電容和電流傳感器；