一、 主要技术特点：

1. 现代数字化开源控制方式：

       本套设备电源、功率器件、控制器、负载对象各模块相互分立。对于核心控制器，基于软件编程和数据板卡的模式下，提供标准的计算机控制算法软件以及Demo，利用计算机可以方便直观的显示控制信号和输出负载端效果。软件板卡全开源，可以在Matlab、Labview、C#等不同的编程平台下使用，兼顾教学和科研。最小步长10us。

C#数据核心采集卡参数：

l USB接口，基于C#的全开源高速采集板卡

l 支持Matlab-simulink、Labview、VC等不同开源平台，兼容性强

l 最高信号输出更新率2MS/s。

l 模拟信号最高采样率1MHz。

l 闭环控制最高频率100kHz。

l 控制参数实时调节（包括占空比、PWM调制比、PID控制系数、电机转速设定值等等）

l 配套相应实验控制界面，完整展示控制系统的控制目的。测量数据实时在实验界面中显示波形图及随时间变化曲线。可以显示不同的方式（XY显示、时域频域变换等）

l 开源的C#，可以在不同平台下由用户自行设定控制参数，设计控制算法，并快速下载控制算法到硬件对象上，实时测量分析控制实现效果。

                              单双闭环调速控制效果对比

            单相整流实验                                                   三相整流有源逆变实验

2. 绝对安全的短路保护方式：

电力电子实验教学中，最常见因为接线短路引起设备损坏。本系统在母线干路上实时检测短路电流，接入随电阻随电流短时成正比的器件，确保功率器件即使短路90%情况下不会损坏的保护效果，增加使用寿命，减轻维护压力。

很多时候需要同时监控控制信号波形与负载输出的电压波形的对应关系。由于示波器内部不同通道都是共地，因此在实验中，经常因为学生示波器接线的原因导致内部短路，引起设备损坏。本套设备提供专为示波器测量不共地信号配套的隔离通道放大器模块，可以同时采集不共地的三路电压、一路电流信号，连接在示波器上同时测量，而不引起短路。本身设备配套的不论是硬件控制器还是基于软件板卡的控制器，也都具有输出测量监控及保护输入端，确保输出主回路电流正常，有效避免短路而损坏设备情况。

3. 配套标准软件实验教程：

提供基于C#语言开发编写的全套实验指导程序，提供完整的实验操作过程。实验效果清晰，尤其是对于PWM调制、直流电机双闭环控制、交流电机SVPWM控制等复杂的实验，都提供完整的曲线界面显示，让学生做一次实验就基本理解和明白其中原理。

配套的Matlab-simulink接口可以让学生进一步在Matlab-simulink环境下开发自己的控制算法，并直接在硬件上部署和看到控制效果。最小步长10us，最高闭环控制频率1kHz。甚至可以进行一部分的科研。

4. 精准的电机转矩测量：

针对传统实验中小功率电机转子质量小，转动惯量小，导致实验现象不理想的传统问题，采用专门设计的同轴耦合装置，提高电机转动惯量，模拟出与大功率电机接近的加速、减速及负载特性，让电机特性测量的实验及调速过程中的加减速过程变长。测量采用工业级转矩转速传感器，精确实时测量小功率电机转矩转速参数，结合开源测量平台，完美测量电机特性曲线。

不同工作电压下，实测三相异步电机机械特性曲线

5. 德国标准基本结构与工艺：

采用德国教具基本模式与工艺，整体设计采用实验台架及模块化设计。整个实验台可以灵活组合。所有实训器件和使用的仪器仪表单一独立，根据客户不同的实验课题要求配置实验模块。实验中学生自主接线，有效锻炼学生动手能力，功率器件与控制器模块相互分立，能为将来的升级扩展预留空间，能进行多个实训科目的组合使用。

实验内容：

整流电路实验（AC-DC）

1） 单相桥式半控整流电路实验（观察失控现象）

2） 单相桥式全控整流电路实验

3） 三相半波可控整流电路实验

4） 三相桥式半控整流电路实验

5） 三相桥式全控整流实验

6） 三相桥式全控有源逆变电路实验

逆变电路实验（DC-AC）

7） 单相桥式逆变与正弦逆变电路实验

8） 三相正弦逆变电路实验

9） 单相无源逆变电路并网实验

斩波电路实验（DC-DC）

10） 直流升压斩波电路实验

11） 直流降压斩波电路实验

12） 直流升降压斩波电路实验

调压电路实验（AC-AC）

13） 单相相控交流调压电路实验

14） 单相斩控交流调压电路实验

15） 开关电源电路实验

直流电机拖动与调速

16） 直流电机机械特性测量

17） 直流电机开环调速实验

18） 直流电机转速闭环调速实验

19） 直流电机PID转速电流双闭环斩控调速实验

20） 直流电机PID转速电流双闭环相控调速实验

三相异步感应电机拖动与调速

21） 三相异步电机机械特性测量

22） 三相异步电机V/f开环变频调速实验

23） 三相异步电机SVPWM矢量控制开环调速实验

24） 三相异步电机闭环调速控制实验