企业信息

TWK-780F 电力电子技师实训考核装置

 

一、产品特点

       本装置是为电子类工种和电工工种的等级电工实训考核而设计，能反映电力电子技术的发展对工厂企业应用的及时性和先进性，结合上海科学技术出版社出版的《职业技能鉴定培训教材维修电工中级》中相关内容及要求，以科学的手段对相关工种技术工人进行实训、考核、鉴定。其同时也适合各大中专院校开设的《电力电子学》、《变流技术》等课程学生实验、实训。

 

1、控制屏采用框架式结构，实训考核组件可以自由结合，通用性强，增加核心部件即可扩展新课题的实训、考核，与相应软、硬件技术的发展而同步升级。

2、配置设故考核软件，由教师通过电脑统一设置故障，方便、快捷，每个实训项目可设故障点不少于30个，考核、训练成绩自动记录、评分、存档、极大提高学校管理水平。

3、采用德国流行的实训考核装置结构、技术、方法，合理科学，实训从简到难，循序渐进的原则，注重学员对电力电子线路细节分析及实际运用。

4、装置保护功能完善、工艺先进、造型大方。

二、技术性能

（一）输入电源：交流380V ±10%  50Hz，三相五线

（二）输出电源：

1、外部电源经安全隔离变压器和多级安全保护装置后从多组插座输出，提供～380V、～220V、～110V交流电源。

2、直流电源：0～15V/1.5A电源为控制板供电，1路12V电源为故障设置电源。

 3、真有效值电压电流测量仪表：数显指示，测量电压或电流的真有效值，量程为5A，500mA，50mA，500V，50V，5V共六档，精度为0.2级，具有良好的过流、过载保护功能。

三、构成与配备

（一）实训桌：1500×800mm，钢木结构。

（二）挂箱支架：长1400mm，上下二层，内有滑槽。

（三）实训模块配置：电脑接口模块、三相电源变压器、同步变压器模块、双脉冲控制器、晶闸管Ⅰ、晶闸管Ⅱ、二极管板、负载板、三相整流电路、TL494脉宽调制解调器、MOSFET模块，真有效值电压电流表模块。

（四）设故考核软件：通过电脑自动设置实训考核故障点，每个实训项目设置故障点不少于30个，学生分析确定故障点后，在答题界面输入答案后故障点自动消失，并自动记录各项成绩。（电脑自备）

（五）附件：电源插座挂板1块、安全导线50根、标准导线50根、短接桥10只、通信电缆1组、数字万用表1只。

四、实训项目

1、三相半波可控整流电路（电感性负载）

2、三相桥式半控整流电路（电阻性负载）

3、三相桥式半控整流电路（电感性负载）

4、三相桥式全控整流电路（电阻性负载）

5、三相桥式全控整流电路（大电感性负载）

6、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路

7、A型双象限直流斩波电路

8、B型双象限直流斩波电路

9、桥式可逆直流斩波电路

10、降压型直流斩波电路

11、升压型直流斩波电路

12、升降压型直流斩波电路

电力电子技术实验台

国产设备
一 、设备总体要求
1. 设备采用实验台的结构，包括实验屏、实验桌、活动挂件等几大类设备构成；
2. 活动功能挂件要求为铁质钣金材质，要求功能挂件的不能是封闭式的结构，必须是带有合页翻盖式结构，教师不需拧螺丝即可打开挂箱，既可以用于教师给学生演示设备电路，又可以方便教师对设备进行维护维修。
该挂件的对结构有要求，提供“短视频介绍”说明。
3. 挂件面板颜色采用银灰色，要求面板的材质采用“非金属”的绝缘材料，面板材料材质坚硬，色泽亮丽美观；
4. 重要器件采用行业中最先进设备，如功率模块采用带有各种保护装置的IPM模块，，额定工作电流不低于20A，功率模块采用三相380V输入作为输入电源，模块带有过流检测与保护、过压检测与保护、过热保护与检测、相间短路与保护、保护报警输出端口，模块要求带有不小于15cm*15cm的散热器作为保护；光电旋转编码器采用名牌厂家生产的产品，编码精度不低于2500线。这些都增加了设备工作的稳定性及可靠性。
5. 设备需支持DSP、FPGA、Labview等多种操作平台下的电机实验及仿真应用开发。
二 、实验桌要求
实验桌采用钢木混合结构，外形规格1400mm*700mm*760mm（长宽高），1.5mm加厚的冷轧钢成型龙骨，带有大抽屉和储物柜，桌面采用高级防火密度板材料，颜色为乳白色，美观大方，实验桌具有前后可升降调节的地脚，以及可以移动的带有刹车的万向轮，方便移动检修，实验桌底部带有横板，用于放置常用的功能挂件及模块。
三 、实验屏不少于以下要求
  (1)电源控制和故障指示单元：提供系统设置、电源控制和保护功能，面板上包含：
1. 弱电钥匙开关及电源指示灯；
2. 故障检测指示灯、错误声音报警、止铃复位按钮；
3. 主电源开按钮、主电源关按钮、主电源指示灯；
4. 急停按钮，紧急情况下实验台断电；
  (2)转速检测及变换单元：面板上有电路示意图，具体包含：
1. 编码器输入接口（采用9芯航空插座）；
2. 正交脉冲（A、B）和index信号Z脉冲输出孔；
3. 转速同极性模拟量输出（-10V~+10V）；
4. 反极性模拟量输出（-10V~+10V）；
5. 模拟转速幅度调节旋钮；
6. 转速显示表（-1999~+2000rpm）。
  (3)智能负载控制器单元：此单元用于控制磁粉制动器，实现负载模拟功能，可提供转矩0~2N﹒m，最大功率200W，可以实现智能负载信号给定，该单元可以实现函数型负载给定、功率型负载给定、恒转矩型给定3种模式，输出信号显示分为N.M和W两种单位模式。单元中包括：提供实物照片及短视频介绍，验证满足以下要求
1. 负载模式选择及指示；
2. 负载给定旋钮；
3. 负载给定及速度输入复用插孔；
4. 负载输出曲线测试点；
5. 负载输出显示表、负载输出显示单位指示（N﹒m或W）；
6. 磁粉制动器接口。
  (4)计算机电机控制接口单元，该单元用于扩展实现PC机模式下的智能算法电机调速实验，配套计算机调速研究集成开发软件及C语言算法的实验控制程序，面板上包含：
提供实物照片及短视频介绍，验证满足以下要求
1. 8路AD（-10~+10V）；
2. 2路DA（-5V~+5V）；
3. 5路DI（TTL或CMOS）；
4. 5路DO（TTL）；
5. 1个USB接口；
6. 2个虚拟仪器输入通道（BNC标准）。
  (5)三相交流电流检测及变换单元：系统交流主回路电流检测变换单元，测量范围0～5A，具体包括：
1. 主电路电流波形测试点；
2. 交流电流变换正输出（0~+10V）；
3. 交流电流变换负输出（0~-10V）；
4. 交流电流变换输出幅度调节旋钮；
5. 交流过流测试点、过流值整定旋钮。
  (6)直流电流检测及变换单元：提供两组通用直流电流检测单元，测量范围0～10A，具体包括：
1. 直流电流输入环节；
2. 直流电流显示、交直流显示切换开关；
3. 变换输出幅度调节旋钮；
4. 变换后正输出（0～+10V）；
5. 变换负输出（0～-10V）；
6. 变换跟随输出（-10V～+10V）。
  (7)三相交流电压检测及变换单元：检测对称三相交流电压，输入范围 0～380V，具体包括：
1. 三相交流电压输入端；
2. 变换后正输出（0～+10V）；
3. 变换负输出（0～-10V）；
4. 变换输出幅度调节旋钮。
  (8)直流电压检测及变换单元：通用电压检测单元，测量范围-700V～+700V，具体包括：
1. 直流电压输入端；
2. 直流电压显示表；
3. 变换输出幅度调节旋钮；
4. 变换后正输出（0～+10V）；
5. 变换负输出（0～-10V）；
6. 变换跟随输出（-10V～+10V）。
  (9)三相同步变压器单元：同步变压器单元，提供三相同步信号测试点以及两路同步信号输出接口，同步信号有效值为6V。
  (10)两路独立输出的可调直流恒压电源  
1. 可调励磁电源：两组独立可调开关稳压电源，输出范围为直流80～110V，通过面板上的旋钮电位器调节，最大输出时电流不超过0.28安，专门为直流电动机和直流发电机提供励磁电源配置；
2. 数显电压表：两组电源公用一个输出指示表，通过面板上的开关切换显示哪组输出；
3. 电源具有过载及短路保护功能。
  (11)电机接口单元
1. 直流发电机接口：通过面板上一个5芯的航空插座与发电机相连，在面板上将接点转换成标准插孔，并配有电机图形符号和接点标识，使实验接线方便又形象直观。
2. 直流电动机接口：通过面板上一个5芯的航空插座与电动机相连，在面板上将接点转换成标准插孔，并配有电机图形符号和接点标识，使实验接线方便又形象直观。
3. 三相鼠笼式异步电动机接口：通过面板上一个7芯的航空插座与电动机相连，在面板上将接点转换成标准插孔，并配有电机图形符号和接点标识，使实验接线方便又形象直观。
  (12)三相主电路电源输出单元  
1. 三相隔离变压器：置于机柜内部，使主回路电源与电网隔离，该设备是一套独立的模组，外围具有专用的机箱保护，所有输入和输出的接线端子引接到机箱壳上，机壳带有散热孔及4个橡胶软垫，该单元采用三相输入，3组独立的三相固定电源输出，分别为三相380V、三相220V、三相90V，同时可得到单相220V、110V、56V等，供电容量不小于960W，自重30kg，性能稳定安全，为整台设备提供安全的，与大地不形成回路交流“浮地”电源，可有效防止常见的触电事故；
提供实物照片，证明满足具有“3组独立的三相固定电源”的要求
2. 三相电源工作指示灯：每一相电源设有1个工作指示灯，电源缺相，指示灯熄灭；
3. 三相电源电压监测：采用指针监测主电源每一相的电压值；
4. 三相主电源输出接口：三相四线制电源输出端口，电源输出经过隔离保护，与大地隔离。
四 、活动挂件及机组要求
（1）给定及调节器挂箱
1. 模拟给定单元及零速封锁：提供模拟电压给定，给定范围-10V~+10V。除内部增加了零速封锁电路外。
正给定旋钮、负给定旋钮、正负给定切换开关；阶跃输出开关、阶跃给定输出；给定电源显示表；积分给定输出、积分时间调节旋钮；给定极性信号输出端；零速封锁电路。
2. 转速调节器：模拟转速调节器，面板上有详细电路示意图。单元包括：
给定输入端；转速反馈输入端；两个截至电流负反馈输入端；可调微分环节及微分接入开关；扩展输入插孔、扩展输出插孔；比例和比例积分切换开关；带读数可调电阻电容环节（电容0.01μF~9.99μF/电阻0.1KΩ~999.9KΩ）；正负电源测试点；输出上下限幅调节旋钮。
3. 电流调节器Ⅰ：模拟电流调节器，面板上有详细电路示意图。单元包括：
给定输入；电流反馈输入；两路带封锁端的电流反馈输入端；推β输入端；扩展输入插孔、扩展输出插孔；比例和比例积分切换开关；带读数可调电阻电容环节（电容0.01μF~9.99μF/电阻0.1KΩ~999.9KΩ）；正负电源测试点；输出上下限幅调节旋钮。
（2）控制器挂箱Ⅰ
1. 三组反相器：三组独立反相器，输入输出范围-10V~+10V，应用于实验中需要变换信号极性的场合，电路增益为1。
2. 选择触发单元：针对“错位选触无环流”实验设计，输入输出范围-10V~+10V，包含：
一个信号输入端；四个逻辑输出端；阈值偏移调节旋钮。
3. 极性鉴别与逻辑控制器：专门针对逻辑无环流可逆直流实验设计，面板上有详细原理图，单元中包含：
控制信号输入端；电流输入端；推β信号输出端；两组Uβ信号输出；两组逻辑封锁信号输出端；10个关键测试点引出端；两组运行指示灯。
4. 两组绝对值变换器：面板上有详细原理图，包含两组绝对值变换电路，一组正，一组负。可应用于实验中需要绝对值变换的场合。输入输出范围-10V~+10V和0~±10V。
5. 转向控制器：用于辅助调速转向控制实验，实现过零时切换控制信号极性。输入输出范围-10V~+10V。单元中包含：
给定输入端；反馈输入端；正反指示灯；方向控制信号输出。
6. 低频补偿电路：用于vvvf控制的低频补偿实验。输入输出范围-10V~+10V和0~+10V。面板上有详细原理图，面板上包含：
控制信号输入端；增益调节旋钮；偏置调节旋钮；输出限幅旋钮；控制信号输出。
（3）触发电路挂箱Ⅰ
1. 单结晶体管触发电路：面板上有详细原理图，脉冲移相范围120°，面板上包含：
同步信号输入端；移相控制旋钮；5个典型信号测试点；脉冲变压器驱动输出端。
2. 单相锯齿波移相触发电路：由一片集成单相锯齿波移相触发电路（KJ004）为核心构成，脉冲移相范围大于150°。面板上有详细原理图。单元面板中含有：
同步信号输入端，同步信号输入交流15V；锯齿波斜率调节旋钮；偏执信号调节旋钮；移相控制旋钮；输出脉冲封锁端；正反两组脉冲变压器驱动输出端；各引脚测试端。
3. 多功能PWM、SPWM波形发生器：由运放搭建的波形发生器，可适合电力电子实验的多种应用，电路可产生PWM信号、SPWM信号、功率脉冲信号、软开关控制信号。面板上有详细原理示意图，包含：
载波频率调节旋钮；正弦波幅频调节旋钮；直流电压给定旋钮及给定范围切换开关；信号叠加切换开关；死区调节旋钮；正、反PWM输出端；同步信号输入端；调功控制脉冲输出端；软开关主辐管控制脉冲输出端；脉冲封锁输入端；两组脉冲驱动电路。
（4）触发电路挂箱Ⅱ： 
1. 两组三相锯齿波移相触发电路：提供双路晶闸管的移相电路，面板上有明晰示意图，包含两个独立三相锯齿波移相触发器，都可单独使用，触发电路以TCA787为核心搭建，可靠性高。每个触发器单元包括：控制电压输入端、移相范围限定旋钮、输入偏置调节旋钮；信号封锁输入端；同步信号输入接口、三相同步信号测试端、同步信号调节旋钮；三相锯齿波测试端、
三相触发脉冲输出测试端、三相触发输出接口。
2. 三相标准型及改进型SPWM波形发生器：三相spwm波形发生器，针对三相逆变电路实验设计，有两种调制波形输出，面板上有详细单元示意图，单元中包括：
模式控制端，接地或者悬空，改变调制信号波形；信号封锁输入端，低电平有效，悬空不封锁；相序切换控制端，控制输出相序；输出频率显示表；载波频率设定旋钮，载波测试端；电压控制端，电压增益设定旋钮，控制电压测试端；频率控制端，控制频率设定旋钮，控制频率测试端；三相调制信号测试端；六路控制脉冲输出测试端，脉冲输出接口；
3. 单相单双极性PWM波形发生器：直流PWM控制器，面板上有详细原理示意图，单元中包括：
单双极性模式控制开关，工作模式指示灯；脉冲极性控制输入端；输出信号封锁输入端；输出占空比控制端；阈值电压测试端，载波测试端；四路输出测试端，输出接口。
（5）可控硅主电路挂箱：
两组晶闸管三相全控桥电路：包含两组晶闸管三相桥，用于三相可控整流、有缘逆变、交流调压、直流可逆调速等实验，面板上有详细原理图，具体包含：
1组晶闸管，两两串联，三点引出，每个晶闸管都串接保险管，可从外面方便更换，每个保险管附近均带有相应断路指示灯，面板左边有触发信号输入接口，晶闸管容量为5A/800V；
2组晶闸管，连接成完整桥路，有中间接点和上下公共接点引出，只能用于全桥或者半桥，此外其他均与1组晶闸管相同。
（6）可调功率电阻挂箱  
1. 2个150W可调电阻（0~100Ω可调）
   每个可调电阻都有一个保险管座
（7）电力电子典型器件挂箱
本挂箱主要对典型的电力电子器件及驱动进行研究：
1. 单向晶闸管、双向晶闸管、脉冲变压器、RC吸收电路
1个型号为BT151的单向晶闸管器件；1个型号为BT137的双向晶闸管器件；1组脉冲变压器隔离驱动单元；1个RC电路。
2. GTR及其驱动电路、RDC吸收电路
1个型号为TIP112的GTR器件；1组GTR隔离驱动电路；1个RC电路
3. MOSFET及其光电隔离驱动电路、RC吸收电路
1个型号为IRF830的MOSFET器件；1组MOSFET隔离驱动电路；1个RC电路
4. IGBT及其集成驱动电路
1个型号为G20N60的IGBT器件
1单片IR2125驱动电路
（8）电力电子变换技术挂箱Ⅰ
1. 基本DC-DC变换电路（Buk、Boost、Buk-Boost、Cuk、Sepic、Zeta）
6种DC-DC变换电路
2. 软开关变换电路（ZVTPWM、ZCTPWM）
ZVT　PWM软开关变换电路
ZCT　PWM软开关变换电路
（9）电力电子变换技术挂箱Ⅱ
1. 隔离DC-DC变换电路
包括正激变换接法和反激变换接法
2. 两组脉冲变压器电路（可驱动晶闸管全桥电路）
为全控整流电路晶闸管提供隔离脉冲信号
1组中1路输入两路同相位输出
3. 晶闸管半控、全控桥电路
两组晶闸管桥电路，每一组中两个晶闸管首尾相接
两组二极管桥电路，每一组中两个二极管首尾相接
4. 四组光电隔离驱动电路（四组电源独立）
为MOSFET管提供隔离PWM、SPWM驱动信号
光电隔离采用TLP559芯片，驱动电压为15V
5. MOSFE单相全桥电路
采用IRF830器件搭建的单相全桥电路
6. 斩波控制式单相交流调压电路
采用IRF830器件搭建的斩控式单相交流调压电路
（10）电力电子电源及负载挂箱Ⅰ
此挂箱与电力电子配合使用，为电力电子器件提供同步信号、单相交直流电源电源及电阻、电容、电感负载
1. 低压交直流电源
30V交流电源带中间抽头（可做15V用），可输出1A电流
30V、15V同步交流信号输出
单相整流桥，由交流电源输入整流后提供最高48V直流电源（带电源整流滤波）
2. 三相对称负载（电感、电容、灯泡（电阻））
3个对称电感负载200mH电感量
3个对称电容负载0.1μF电容值
6个共3组对称灯泡（电阻）负载，每组2个灯泡（电阻）并有一个钮子开关可实现两灯泡（电阻）并连使用。
（11）继电器挂箱1
1. 5单元按钮
每单元按钮都有常开、常闭两组触点
5个按钮分有红、绿两种颜色，易于用户区分开、关按钮
2. 3组交流接触器
主触点可通可10A交流电流
每组交流接触器有4个常开主触点，并扩有两个常闭触点。
3. 1单元热继电器
实验中与接电机的交流接触器串连使用，用于保护电机
可设定热继电器过流保护值
4. 2单元行程开关
行程开关输出为一组常开、常闭接点，可接3A　220V交流电
可实现点动控制
（12）一体化不锈钢电机机组底座参数：
1. 机组底座材质采用优质不锈钢材质，表面打磨镀锌处理；
2. 底座总长度740mm，宽度140mm，底座水平高度不少于20mm；
3. 一体化不锈钢底座可同时固定4个不同机组部件；
4. 不同的部件连接轴，采用铝合金材质的螺旋式弹性连接轴，可有效降低电机组运行的噪音，另外还可以进行校正轴心同轴偏离的作用。
（13）磁粉制动器：型号：CZ-0.2，额定转矩：2 N•m，滑差功率200W，励磁电流：0.4A，自冷。
（14）旋转光电编码器：欧姆龙E6B2-CWZ6C,精度：1024线编码，脉冲编码是具有方向鉴别信号的。
（15）三相交流异步电动机：电压：220/380V,转速：1400r/min, 功率不低于200W,角形接法。
（16）直流伺服电动机： 电枢电压：110V，励磁电压：110V，转速：1500 r/min，功率不低于200W。
（17）直流发电机： 电压：110V，额定转速：1500r/min，功率70W。配套试验台完成所有直流发电机相关的实验项目，每套设备包含的配件数量与试验台相同。（本项目整个实验室配1套，演示使用）
（18）继电器挂箱2（本项目整个实验室配1套，用于演示）
1. 2组时间继电器
带时间延时继电器实验时使用，通过面板设置钮可实现秒级及小时级定时动作
有延时常开、常闭触点及正常常开、常闭可选用。
2. 2组中间继电器
中间继电器有4组带中间触点的输出
中间继电器输出线圈电压为交流220V
（19）功率电阻及逆变变压器挂箱（整个实验室配1套）
1. 1个三相逆变变压器，输入380V，输出380V，功率100W。
2. 3个750欧/50瓦功率电阻。
（20）基于计算机软件仿真的电力电子创新开发套件（整个实验室配1套）
     提供计算机控制接口区域的实物照片，软件样例操作小视频
1. 工控采集传输系统用于数控计算机控制电机调速实验具体指标如下：
12位AD精度，500KS/s采样频率；单端16路/差分8路；AD量程：±10V，±5V，±2.5V，0～10V；12位DA精度；2路模拟量输出；DA量程：±10.8V，±10V，±5V， 0～5V，0～10V，0～10.8V；10路DI/DO；含3路16位定时/计数器；耐高压脉冲冲击，达到工业I级标准防护，可有效防止电机反向传到高压脉冲烧毁计算机；
2. 计算机控制实验软件通用版5.0版：用于实现通用实验数据采集的上位机软件，完成实验中间信号的检测与观测，软件集成数字量给定、PID调节、触发开关频率设置、实时电流波形采集与显示、实时转速波形采集与显示、实验电压信号波形采集与显示，可以设置显示及运行时间等功能；
3. 软件标准附带有基于C语言版的交流电机数控实验程序6个，直流电机数控实验程序9个，方便用户实验学习和二次开发；
4. 计算机接口电路及数据线，采用USB2.0高速接口方式；
5. 该套件支持MATLAB及Labview软件进行电机控制开发，软件由用户另购。
（21）重力负载控制器智能负载参数（整个实验室配1套）：提供实物照片
电机调速与电机拖动实验配套设备，为各类电机组提供大范围跳动的负载力矩，是一套将人体的重量转换称电机负载的装置，装置上可通过LED显示出重量数值、以及电机对应的负载扭矩数值。
（22）人机交互工业控制创新平台：（整个实验室配置1个）
提供该平台的软件主控界面照片，及功能说明书。
1. 规格不小于345mm*300mm，操作平台集成有液晶屏及驱动电路、工业CPU主控制器、自定义控制IO、232通信与控制接口、带有常开和常闭触点的平头型工业按钮、带隔离的220V继电器型工业开关、AD采集模块、开发好的（嵌入式型）工业交互控制界面软件样例等；
2. 液晶屏：TFT真彩色液晶，带有触摸控制功能，屏幕尺寸不小于7寸，分辨率不低于800*480，带液晶驱动电路，驱动CPU为ARM处理器，400M主频，内置64M RAM，128M FLASH等；
3. 工业CPU主控制器，CPU工作符合欧洲及中国工业产品应用及使用安全检测标准。在电机控制系统中，当三相电路通电和断电以及电机启停过程中，不会造成“主控制器”死机；
4. 除了系统使用之外，该控制单元应不少10个数据编程接口，以便进行二次开发；
5. AD采集模块，要求AD采集模块配合工业CPU及ARM处理器来使用，其中，AD独立采集通道不少于2路，采样精度不少于10位，采样范围0-10V，采集模块必须是独立的模块，并可以更换升级。
6. 提供系统软件，软件具有可以工控开发登陆界面、转速显示、电机电流、电机电压、电源运行等状态。
（23）基于DSP的电力电子技术创新平台：（整个实验室配置1个）
评审现场提供实物照片，20秒产品介绍小视频
系统采用DSP开发板+功率驱动部分+检测与反馈部分+电机组部分的形式，接口均密封设计，要求电机与实验台配套的电机共用。主要由以下几部分组成：
1. 主控制器：采用高性能32 位浮点TMS320F28335 DSP处理器电机控制系统，运算速度可达到150MIPS；
2. 人机接口模块：LCD液晶显示：64*128（分辨率），可显示数字、波形等信息，该显示屏作为该系统的电机选择、电机数控负载设置、速度显示与设定等内容的人机界面；
3. 电机功率驱动箱：大功率IPM驱动：可驱动30W-300W电机，采用单相220V交流输入（输入为220V/50Hz交流电压），具有电机接线错误报警、过压、过流保护、报警电路、自动死区保护、上电保护、温度过热保护、电压指示显示功能
4. 该系统配套提供的部分基础试验算法
软件资源需提供各种电机的控制软件，提供源代码。以下是软件模块要求：
（1）Zhtest1.asm：速度电流双闭环电流磁链模型三相异步矢量控制程序，汇编语言编写。
（2）aci3_3.c：速度电流双闭环电流磁链模型三相异步矢量控制程序，C语言编写。
（3）Zhtest2.asm：速度电流双闭环直流有刷电机控制程序，汇编语言编写。
（4）dcmotor.c：速度闭环直流有刷电机程序，C语言。
（5）Sys_init.ASM：异步电机矢量控制系统初始化程序。
（6）PARK.ASM：PARK变换程序。
（7）IPARK.ASM：PARK逆变换程序。
（8）CLARKE.ASM：CLARKE变换程序。
（9）SVGEN_DQ.ASM：电压空间矢量计算程序。
（10）SINTB360.ASM：正弦函数表。
（11）RAMPGEN.ASM：磁链给定程序。
（12）PWMGEN.ASM：PWM波形产生程序。
（13）PID_I.ASM：电流PID程序。
（14）PID_SPD.ASM：速度PID程序。
（15）QEP_DRV.ASM：脉冲捕获程序。
（16）SPEED_FR1.ASM：速度计算程序。
（17）Ileg2drv.ASM：电流测量计算程序。
（18）CUR_MOD.ADM：转子磁链位置及速度计算程序。
FPGA电力电子机器人创新平台 1套
1.产品技术要求
1. 采用双核心控制，FPGA做视觉处理，MSP430执行机器人跟踪控制。
2. 提供完整机器人视觉跟踪控制实验项目。
3. 提供完整机器人视觉跟踪控制实验操作手册。
4. 提供VHDL开发环境与USB下载驱动程序。
5. 提供MSP430微控器 C与汇编语言编辑、翻译与USB下载驱动程序。
6. 提供 ZigBee 无线网络通讯实时监控与设定。
7. 影像侦测处理点状目标与线状目标侦测，同时控制24组伺服舵机位置，每秒完成30次。
8. 点状目标侦测提供目标物X与Y坐标值、长与宽值、大小与密度值。
9. 控制板体积小，速度快，能装于机器人上。
2.产品硬件参数要求
FPGA 视觉追踪控制模块
1、 采用 Xilinx 100 万容量 FPGA 可程序逻辑闸 （该组件具备16*16=32的硬件乘法器共24组，可执行灰阶计算的处理，内部的双阜内存共48K-byte，可做视觉处理的缓冲区使用）。
2、 TI- MSP430 省电型 16 bits 微控器。
3、 与 PC 联机采用 USB 2.0 传输，可任意设定控制参数作实时控制。
4、 128K RAM 内存。
5、 512K Flash ROM 程序与 FPGA 电路烧录储存区。
6、 26PIN 输出接口，提供 CMOS 控制接口。
7、 CMOS 数字视觉芯片模块（640*480 像素、16BitsRGB彩色输出），并含可调整焦距镜头。
8、 24 组伺服舵机控制接口（26Pin 输出接口）。
9、 提供ZigBee无线网络通讯接口。
10、 提供光纤输出与光纤输入通讯联机接口。
11、 由 7.4V 锂电池供应。
伺服舵机连接模块
1、 提供24排3pin伺服舵机电源与控制信号插接口。
2、 26Pin 输入接口与FPGA视觉控制模块相连接。
3、 伺服舵机控制信号提升电路。
ZigBee 无线网络通讯模块
1、 采用CC2420 通讯芯片
2、 RF讯框架构是符合IEEE 802.15.4的规格
3、 无线网络可由主节点与30个的辅节点联机
（19） 移动编程电脑桌（本项目整个实验室配2套）
配套创新开发使用，移动电脑桌要求带有4个轮子，轮子要求带有刹车，显示屏要求是可以固定在桌体上的，高度与实验台配套的实验桌相当。
五 、实验项目要求：
（1）典型电力电子器件实验
单结晶体管触发电路的研究；单相锯齿波移相触发电路的研究；三相锯齿波移相触发电路的研究；单相PWM、SPWM脉宽调制波形发生电路的研究；基本型三相SPWM脉宽调制波形发生电路的研究；改进型（三次谐波注入）三相SPWM脉宽调制波形发生电路的研究；SCR（单向和双向）特性与触发实验；GTR的特性、驱动与保护实验；MOSFET的特性、驱动与保护实验；IGBT的特性、驱动与保护实验
（2）电力电子变换技术实验
1. AC-DC变换技术：单相半波可控整流电路；单相全波可控整流电路；单相桥式半控整流电路；单相桥式全控整流电路；三相桥式半波整流电路；三相桥式半控整流电路；三相桥式全控整流电路。
2. DC-DC变换技术：Buck变换电路研究；Boost变换电路研究；Buck-Boost变换电路研究；Cuk变换电路研究；Zeta变换电路研究；Sepic变换电路研究；全桥DC-DC变换电路研究；正激型变换电路的研究；反激型变换电路的研究
3. DC-AC变换技术：单相SPWM电压型逆变电路研究；三相SPWM电压型逆变电路研究；三相有源逆变电路研究；
4. AC-AC变换技术：单相交流调压电路；三相交流调压电路；单相斩控式交流调压电路；单相交流调功电路。
5. 软开关变换技术：零电压开通型PWM电路的研究（ZVS PWM）；零电流关断型PWM电路的研究（ZCS PWM）。
6. 综合电力电子变换技术：晶闸管直流电机调速电路研究；鼠笼式三相异步电动机变压调速电路研究； 
（3）基于PC机C程序软件的电力电子技术创新实验
晶闸管电机开环转速测试实验；晶闸管电机开环机械测试实验转速；转速单闭环调速实验；转速电流双闭环调速实验；转速电流电压三闭环调速实验；逻辑无环流可逆调速实验；  单极式不可逆调速；双极式可逆调速；变频开环电机控制实验；转速单闭环变频调速实验；转速电流双闭环的变压调速实验；交流通用开发控制实验。
（4）基于DSP的电力电子技术创新实验
1. 三相交流异步电动机DSP矢量控制实验：开环启动功率单元实验；电流和速度测量模块实验；电流模型磁链计算模块实验；电流闭环调节器功能实验；电流速度双闭环系统FOC功能实验。
2. 直流有刷电动机双闭环PWM控制实验：开环启动电流速度测量实验；电流闭环调节器功能实验；电流速度双闭环系统功能实验。
（5）基于FPGA的创新实验
基于FPGA的电力电子应用机器人创新实验
实验一：伺服舵机位置控制实验：可选择各组伺服机控制与位置设定控制。
实验二：选择镜头及目标色彩：练习镜头设定与焦距调整，镜面翻转设定、亮度参数设定、设定点、线目标后观测与监控。
实验三：色彩滤波及参数调整：练习设定点、线目标后色彩选择后的灰阶影像，两维滤波后的灰阶影像，二元化之后的黑白影像(以th1为参数)，厚度侦测后的灰阶影像，黑白影像(以th2为参数)，线型侦测后的黑白影像观测与监控。
实验四：点状目标的视觉侦测实验：原始视觉观测，色彩分类观测，.二元视觉观测，视觉侦测显示，侦测纪录显示，并控制机器人颈部跟踪与手臂挥手控制。
实验五：线状目标的视觉侦测实验：原始视觉观测，色彩分类观测，.二元视觉观测，视觉侦测显示，侦测纪录显示。
实验六：机器人直线行走控制：练习机器人直线行走控制
实验七：机器人头部眼睛追球控制：当目标设定后，机器人头与颈部，每秒可完成30次目标实时跟踪控制。
实验八：机器人直线跟踪踢球控制：当目标设定正前方位置后，机器人直线向前行走，并实时修正与目标物成一直线行走，直到找到可踢球位置，执行机器人踢球控制。
实验九：机器人寻球跟踪踢球控制：当目标设定任一方位置后，机器人先找到目标位置后，直线向前行走，并实时修正与目标物成一直线行走，直到找到可踢球位置，执行机器人踢球控制。
（6）电机学与电力拖动实验
1. 直流电动机的实验研究：熟悉直流电动机的名牌数据、实验电路的组成；直流电动机的起动、制动和旋转方向的控制；他励直流电动机的固有特性和人为特性；他励直流电动机的调速特性和调速方法；并励直流电动机的实验研究；直流发电机的特性研究实验；
2. 三相异步电动机的实验研究：熟悉三相异步电动机的名牌数据；三相异步电动机的起动；三相异步电动机的制动；三相异步电动机的正、反转控制；三相异步电动机的参数测定；三相异步电动机工作特性的测定
3. 电气拖动控制线路实验：点动控制和自锁控制环节实验；可逆控制环节实验；三相异步电动机的Y/△启动控制线路；三相异步电动机正反转控制线路。