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浙江自考《电力电子变流技术》实验指导书
第一章 DDSX-1型电力电子技术及
电气传动实验系统简介
1-1 概述
近年来，由于微电子、计算机技术和微电子精细加工技术的广泛运用，使得电力电子技术领域发生了巨大的变化，涌现了大量的功能接近理想化的新器件。新思想、新理论层出不穷。电力电子技术越来越和微电子技术、现代控制理论、材料科学、电机工程等紧密结合，发展成一门多学科互相渗透的综合性技术学科。运用现代电力电子技术，可以高效精确实现大功率电能的变换与传输，可以大幅度的节能，降低材耗。在资源日见匮乏的今天，尤现重要。因此，电力电子技术在国民经济建设中发挥着巨大作用。
和传统电力电子技术相比，现代电力电子技术具有如下特点：
1．全控化 这是现代电力电子器件在功能上的重大突破。无论从双极型器件的GTO、GTR，单极型器件MOSFET、SIT到混合型器件IGBT、MGT、MCT等等，都实现了自关断全控型。从而使得控制更加简单精确和“随心所欲”。
2．高频化 从GTO的工作频率十几kHz，到SIT的几十MHz，标志着电力电子技术进入高频化时代。
3．模块化 将各种单元功能电路和功率器件结合在一起做成模块，用少量外接元件，甚至不用外接元件，就能达到某一使用功能。可靠性高，保密性好，方便使用，便于大规模生产。这是电力电子技术最重要的发展趋势之一。
4．小型化 追求最少的材耗，最小的空间，高频化和模块化使得小型化变的易于实现。这正是现代电力电子技术追求的目标。
5．控制技术数字化、智能化 由于微电子技术的飞速发展，有力的推动现代控制理论的不断发展。控制技术的数字化，智能化已成主流。例如，目前被广泛使用的专用集成控制芯片，DSP专用芯片，带智能化的专用模块等等。
面对潮水般的新技术的挑战，培养适应21世纪的合格人才，是当前教育的紧迫任务。新世纪的人才不仅要有深厚扎实的理论基础，更要有卓越的解决实际问题的能力，方能应对21世纪存在的各种问题。
电力电子技术的本质是一门实验科学，而实验是检验理论的最重要的手段。对学生来说，实验质量的好坏，直接关系到理论学习的成败。为学生创造一个良好的实验条件，让学生在有着良好实验设备的环境中，通过精心编排的实验项目以及综合型、设计型创新型的实验，其对理论的理解和动手实践能力，必将有极大的提高。
书中所设计的实验项目，考虑到既要保持继承学科的传统完整性，又包括了当前学术界的最新学术热点。主要有，晶闸管变流技术方面的实验；电力电子器件方面的实验；直流斩波DC-DC开关变换方面的实验；单相正弦波逆变（SPWM）方面的实验；还有功率因数校正技术方面的实验和移相全桥零电压（Phase-shift-ZVS）开关变换电路等等实验。
本书还介绍了DDSX-1 型电力电子技术及电气传动实验系统，以及与之相配套的各个功能模块挂箱，它们的特点、技术参数、功能、外形等等。
希望通过阅读本书对学生实验起到有益的帮助。
1-2 DDSX-1型电力电子技术及电气传动实验系统简介
本实验系统是新一代综合性大型实验系统。在所设计的实验中，既继承了学科本身的系统性，又反映了本学科最新的科技学术成果。学生的动手实践能力和创新能力在这里可得到很好的培养。
本实验系统采用挂箱式结构。各个不同内容的单元实验电路板，都做成模块式挂箱，可根据实验的需要，自由组合。故结构紧凑，使用方便。
本实验系统设有完备的安全保护功能，切实把人的安全操作和保护放在首位。各种功能齐全的防护措施能确保学生教师和设备的安全。
本实验系统的控制屏经过精心设计，各种开关、指示灯、仪表布局合理，图文指示简洁明了；实验台宽阔实用，配有机箱和抽屉，并且装有滚轮，移动方便。整个实验系统显得美观大方。电路接线采用接插线方式，实验者可非常方便舒适的操作。
单元实验内容全部选择经典电路，完全符合教学大纲要求。同时也提供一些单元电路模块和元件，供学生做创新实验自由选用。
模块挂箱内的实验电路板，最大限度采用集成电路制作，尽可能少的采用分立元件，故可靠性和一致性都很高。实验系统的背面开门，维修保养方便快捷。
技术参数：
1．输入电压：三相四线，380伏±10%，50Hz 1±%
2．装置容量：<1kVA
3．外型尺寸：长×宽×高=1.8m×0.72m×1.6m
4．工作环境条件：环境温度范围为-5~40ºC；相对湿度<75%（25ºC）；海拔<1000m。
实验项目
1．锯齿波同步移相触发电路实验
2．单相桥式半控整流电路实验
3．单相交流调压电路实验
4．三相交流调压电路实验
5．三相半波可控整流电路实验
6．三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
7．电力晶体管（GTR）特性与驱动电路研究实验
8．功率场效应晶体管（MOSFET）特性与驱动电路研究实验
9．绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究实验
10．直流斩波电路（Buck变换器）研究实验
11．直流斩波电路（Buck-Boost变换器）研究实验
12．直流斩波电路（Boost变换器）研究实验
13．直流斩波电路（Cuk变换器）研究实验
14．单相正弦波逆变（SPWM）电源研究
15．单相交流斩控调压实验
16．半桥、全桥开关电路变换器研究实验
17．功率因数校正研究实验
18．移相全桥零电压（Phase-shift-ZVS）开关变换电路实验
19．Buck ZCS软开关电路实验
20．Boost ZVS软开关电路实验
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具体内容查看附件：
电气传动实验系统简介
1-1 概述
近年来，由于微电子、计算机技术和微电子精细加工技术的广泛运用，使得电力电子技术领域发生了巨大的变化，涌现了大量的功能接近理想化的新器件。新思想、新理论层出不穷。电力电子技术越来越和微电子技术、现代控制理论、材料科学、电机工程等紧密结合，发展成一门多学科互相渗透的综合性技术学科。运用现代电力电子技术，可以高效精确实现大功率电能的变换与传输，可以大幅度的节能，降低材耗。在资源日见匮乏的今天，尤现重要。因此，电力电子技术在国民经济建设中发挥着巨大作用。
和传统电力电子技术相比，现代电力电子技术具有如下特点：
1．全控化 这是现代电力电子器件在功能上的重大突破。无论从双极型器件的GTO、GTR，单极型器件MOSFET、SIT到混合型器件IGBT、MGT、MCT等等，都实现了自关断全控型。从而使得控制更加简单精确和“随心所欲”。
2．高频化 从GTO的工作频率十几kHz，到SIT的几十MHz，标志着电力电子技术进入高频化时代。
3．模块化 将各种单元功能电路和功率器件结合在一起做成模块，用少量外接元件，甚至不用外接元件，就能达到某一使用功能。可靠性高，保密性好，方便使用，便于大规模生产。这是电力电子技术最重要的发展趋势之一。
4．小型化 追求最少的材耗，最小的空间，高频化和模块化使得小型化变的易于实现。这正是现代电力电子技术追求的目标。
5．控制技术数字化、智能化 由于微电子技术的飞速发展，有力的推动现代控制理论的不断发展。控制技术的数字化，智能化已成主流。例如，目前被广泛使用的专用集成控制芯片，DSP专用芯片，带智能化的专用模块等等。
面对潮水般的新技术的挑战，培养适应21世纪的合格人才，是当前教育的紧迫任务。新世纪的人才不仅要有深厚扎实的理论基础，更要有卓越的解决实际问题的能力，方能应对21世纪存在的各种问题。
电力电子技术的本质是一门实验科学，而实验是检验理论的最重要的手段。对学生来说，实验质量的好坏，直接关系到理论学习的成败。为学生创造一个良好的实验条件，让学生在有着良好实验设备的环境中，通过精心编排的实验项目以及综合型、设计型创新型的实验，其对理论的理解和动手实践能力，必将有极大的提高。
书中所设计的实验项目，考虑到既要保持继承学科的传统完整性，又包括了当前学术界的最新学术热点。主要有，晶闸管变流技术方面的实验；电力电子器件方面的实验；直流斩波DC-DC开关变换方面的实验；单相正弦波逆变（SPWM）方面的实验；还有功率因数校正技术方面的实验和移相全桥零电压（Phase-shift-ZVS）开关变换电路等等实验。
本书还介绍了DDSX-1 型电力电子技术及电气传动实验系统，以及与之相配套的各个功能模块挂箱，它们的特点、技术参数、功能、外形等等。
希望通过阅读本书对学生实验起到有益的帮助。
1-2 DDSX-1型电力电子技术及电气传动实验系统简介
本实验系统是新一代综合性大型实验系统。在所设计的实验中，既继承了学科本身的系统性，又反映了本学科最新的科技学术成果。学生的动手实践能力和创新能力在这里可得到很好的培养。
本实验系统采用挂箱式结构。各个不同内容的单元实验电路板，都做成模块式挂箱，可根据实验的需要，自由组合。故结构紧凑，使用方便。
本实验系统设有完备的安全保护功能，切实把人的安全操作和保护放在首位。各种功能齐全的防护措施能确保学生教师和设备的安全。
本实验系统的控制屏经过精心设计，各种开关、指示灯、仪表布局合理，图文指示简洁明了；实验台宽阔实用，配有机箱和抽屉，并且装有滚轮，移动方便。整个实验系统显得美观大方。电路接线采用接插线方式，实验者可非常方便舒适的操作。
单元实验内容全部选择经典电路，完全符合教学大纲要求。同时也提供一些单元电路模块和元件，供学生做创新实验自由选用。
模块挂箱内的实验电路板，最大限度采用集成电路制作，尽可能少的采用分立元件，故可靠性和一致性都很高。实验系统的背面开门，维修保养方便快捷。
技术参数：
1．输入电压：三相四线，380伏±10%，50Hz 1±%
2．装置容量：<1kVA
3．外型尺寸：长×宽×高=1.8m×0.72m×1.6m
4．工作环境条件：环境温度范围为-5~40ºC；相对湿度<75%（25ºC）；海拔<1000m。
实验项目
1．锯齿波同步移相触发电路实验
2．单相桥式半控整流电路实验
3．单相交流调压电路实验
4．三相交流调压电路实验
5．三相半波可控整流电路实验
6．三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
7．电力晶体管（GTR）特性与驱动电路研究实验
8．功率场效应晶体管（MOSFET）特性与驱动电路研究实验
9．绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究实验
10．直流斩波电路（Buck变换器）研究实验
11．直流斩波电路（Buck-Boost变换器）研究实验
12．直流斩波电路（Boost变换器）研究实验
13．直流斩波电路（Cuk变换器）研究实验
14．单相正弦波逆变（SPWM）电源研究
15．单相交流斩控调压实验
16．半桥、全桥开关电路变换器研究实验
17．功率因数校正研究实验
18．移相全桥零电压（Phase-shift-ZVS）开关变换电路实验
19．Buck ZCS软开关电路实验
20．Boost ZVS软开关电路实验
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