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1、中南大学工程实训实验报告班级：学号：姓名：二零一三年九月目录实验一 元器件认知训练01实验二 PCB板焊接训练12实验三 单相晶闸管投切电容实验17实验四 微网平台实验25个人感悟37实验一元器件认知训练一、元器件认知训练目的1.认识常用的电气元器件、开关器件和测量仪表等，如电阻、接触器和万用表等。2.理解电气元件和开关元件的工作原理，掌握测量仪表的使用方法。二、元器件认知训练内容（一）电阻电阻是电路中使用最多的元件之一，用符号“R”表示。物理学中，用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。电阻越大，导体对电流的阻碍作用越大。电阻是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。电阻的阻值大小与温度、材料、长度和横
2、截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，定义为温度每升高1时电阻值发生变化的百分数。 电阻的主要物理特征是变电能为热能，它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。1.计算公式在温度一定的情况下，公式为其中是电阻率，L为材料的长度，单位为m，S为面积，单位为平方M。2.单位电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是，1=1V/A。比较大的单位有千欧（）、兆欧（）。 ，3. 阻值标称3.1数字法由于贴片电阻比较小，很少被标上阻值，即使有，一般也采用数字法，即： 101表示10*101即100欧的电阻； 102表示10*
3、102即1K的电阻； 103表示10*103即10K的电阻； 104表示10*104即100K的电阻； 503表示50*103即50K的电阻； 依次类推。如果一个电阻上标为22*103，则这个电阻为220K。3.2数码法用三位数字表示元件的标称值。从左至右，前两位表示有效数位，第三位表示10n（n=08）。当n=9时为特例，表示10（-1）。塑料电阻器的103表示10*103=10k。片状电阻多用数码法标示，如512表示5.1k。4.电阻分类固定电阻、可调电阻、特种电阻按阻值特性按制造材料碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、无感电阻、薄膜电阻、金属玻璃铀电阻、无感电阻、贴片电阻SMT 按安装方式插
4、件电阻、贴片电阻按功能分负载电阻，采样电阻，分流电阻，保护电阻等电 阻 分 类（二）电容电是是表现电容器容纳电荷本领的物理量在电路学里，给定电势差，电容器储存电荷的能力，称为电容，标记为C。采用国际单位制，电容的单位是法拉，标记为F。C=S/d=S/4kd=Q/U 在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，由于法拉这个单位太大，所以常用的电容单位有毫法（mF）、微法（F）、纳法（nF）和皮法（pF）等，换算关系是： 1法拉（F）= 1000毫法（mF）=1000000微法（F） 1微法（F）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直
5、流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。1. 命名国产电容器的型号一般由四部分组成，依次分别代表名称、材料、分类和序号。第一部分：名称，用字母表示，电容器用C；第二部分：材料，用字母表示；第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示；第四部分：序号，用数字表示。（三）电感1.基本结构电感可由电导材料盘绕磁芯制成，如铜线，也可把磁芯去掉或者用铁磁性材料代替。电感有很多种，大多以外层瓷釉线圈环绕铁素体线轴制成，而有些防护电感把线圈完全置于铁素体内。一些电感元件的芯可以调节。由此可以改变电感大小。2.电感特性电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。当线圈通入非稳态电流时，周围就会产
6、生变化的磁场。通入线圈的功率越大，激励出来的磁场强度越高，反之则小通过公式L=Ae*N2/ l进行分析。L表示电感量、表示磁心的磁导率、Ae表示磁心的截面积、N表示线圈的匝数、lm表示磁心的磁路长度。3.电感作用电感器的核心作用是阻止电流的变化。比如电流由小到大过程中，电感器都存在一种“滞后”作用，它能在一定时间内抵御这种变化。从另一个角度来说，正因为电感器拥有储存一定能量的作用，因此它才能在变化来临时试图维持原状。电感的“通直阻交”特性，让其在电路中能够发挥巨大的作用。在板卡中，电感多被用在储能、滤波、延迟和振荡等几个方面，是保障板卡稳定、安全运行的重要元件。另外，电感在变压器中应用很多。（
7、四）二极管和三极管1.二极管二极管又称晶体二极管,简称二极管，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种能够单向传导电流的电子器件。1.1二极管特性（1） 正向性外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。（2） 反向性外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小，二极管处于截止状态。（3） 反向击穿在高掺杂浓度的情况下，因势垒区宽度很
8、小，反向电压较大时，破坏了势垒区内共价键结构，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。雪崩击穿是当反向电压增加到较大数值时，外加电场使电子漂移速度加快，从而与共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生新的电子-空穴对。新产生的电子-空穴被电场加速后又撞出其它价电子，载流子雪崩式地增加，致使电流急剧增加。1.2二极管作用极管是最常用的电子元件之一，它最大的特性就是单向导电，也就是电流只可以从二极管的一个方向流过，二极管的作用有整流电路，检波电路，稳压电路，各种调制电路，主要都是由二极管来构成的。2.三极管半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。
9、在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。2.1三极管工作状态截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有
10、电流放大作用，其电流放大倍数=Ic/Ib饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极和发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。2.2三极管作用当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。三极管的作用还有电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器，此外三极管还有稳压的作用。
11、（五）继电器、接触器继电器、接触器原理基本相同、只不过继电器用于控制电路，通小电流，低电压，可用来控制接触器。接触器则用在主电路，直接接通大电流，高电压。1.继电器继电器是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。2.接触器接触器狭义上是指能频繁关合、承载和开断正常电流及规定的过载电流的开断和关合装置。它应用于电力、配电
12、与用电。接触器广义上是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。接触器由电磁系统（铁心，静铁心，电磁线圈）触头系统（常开触头和常闭触头）和灭弧装置组成。接触器可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制电路，所以经常运用于电动机做为控制对象也可用作控制工厂设备电热器工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的重要元件之一。 3.接触器的工作原理：当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场， 产生的磁场使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动交流接触器点动
13、作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。直流接触器的工作原理跟温度开关的原理有点相似。4.主要区别接触器原理与电压继电器相同，只是接触器控制的负载功率较大，故体积也较大。 交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。 继电器是一种小信号控制电器，它用于电机保护或各种生产机械自动控制。（六）仪器仪表1.指针式万用表 数字式万用表万用表又叫多用表、三用表、复用表，万用表分为指针式万用表和数字万用表引。是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平
14、等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数。万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。 万用表是电子测试领域最基本的工具，也是一种使用广泛的测试仪器。万用表又叫多用表、三用表(A,V,也即电流，电压，电阻三用）、复用表、万能表，万用表分为指针式万用表和数字万用表，现在还多了一种带示波器功能的示波万用表。是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量，温度及半导体的一些参数。万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。数字式万用表已成为主流，已经取代模拟式仪表。与模拟式仪表相比
15、，数字式仪表灵敏度高，精确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用更简单。2.示波器示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。现在，还有数字式示波器、模拟示波器等。3.电能质量监测仪在电气设计中我们要注意电能的质量，如
16、谐波、功率因数等，计算较麻烦，美国FLUKE公司的电能质量监测仪能方便的监测出这些数据。其作用如下：（1) 电能质量检测仪测量分析公用电网供到用户受电端的交流电能质量，其测量分析的指标：供电频率偏差、供电电压偏差、供电电压波动和闪变、供电三相电压允许不平衡度、电网谐波 应用小波变换测量分析非平稳时变信号的谐波。（2) 测量分析各种用电设备在不同运行状态下对公用电网电能质量的影响。电力设备调整及运行过程动态监视，帮助用户解决电力设备调整及投运过程中出现的问题。（3) 测试分析电力系统中无功补偿及滤波装置动态参数并对其功能和技术指标作出定量评价。实验二PCB板焊接训练一、 PCB板焊接训练目的1.
17、 锻炼动手焊接电路元件的能力，从对电路板的感性认识上升到具体的实际操作阶段。二、 PCB板焊接训练内容1. 电路的表现形式李志勇老师在焊接训练前首先启发我们思考电路有哪些表现形式，经同学们集思广益和李志勇老师的启发，分别提出了面包板、洞洞板、电网、软件仿真等表现形式。之后，李志勇老师为大家具体讲解了配电柜，着重讲解了布线方面的注意事项，这也为接下来进行的焊接训练做好了铺垫。最后，李志勇老师讲到当今电子领域中国的实力比较薄弱，与西方和日本等这些电子领域的发达国家还有很大差距，呼吁我们这一代人要迎头赶上，掌握我们中国人自己的核心科技，李老师的教诲我们都铭记在心。2. PCB板焊接工艺训练2.1焊料
18、介绍能熔合两种或两种以上的金属，使之成为一个整体的易熔金属或合金都叫焊料。常用的锡铅焊料中，锡占62.7%，铅占37.3%。这种配比的焊锡熔点和凝固点都是183，可以由液态直接冷却为固态，不经过半液态，焊点可迅速凝固，缩短焊接时间，减少虚焊，该点温度称为共晶点，该成分配比的焊锡称为共晶焊锡。共晶焊锡具有低熔点，熔点与凝固点一致，流动性好，表面张力小，润湿性好，机械强度高，焊点能承受较大的拉力和剪力，导电性能好的特点。2.2焊剂介绍助焊剂是一种焊接辅助材料，其作用如下：去除氧化膜、防止氧化、减小表面张力、使焊点美观。常用的助焊剂有松香、松香酒精助焊剂、焊膏、氯化锌助焊剂、氯化铵助焊剂等。焊接中常
19、采用中心夹有松香助焊剂、含锡量为61的39 锡铅焊锡丝，也称为松香焊锡丝。2.3焊接工具介绍电烙铁普通电烙铁只适合焊接要求不高的场合使用。如焊接导线、连接线等。恒温电烙铁的重要特点是有一个恒温控制装置，使得焊接温度稳定，用来焊接较精细的PCB板。 吸锡器吸锡器实际是一个小型手动空气泵，压下吸锡器的压杆，就排出了吸锡器腔内的空气；释放吸锡器压杆的锁钮，弹簧推动压杆迅速回到原位，在吸锡器腔内形成空气的负压力，就能够把熔融的焊料吸走。热风枪 热风枪又称贴片电子元器件拆焊台。它专门用于表面贴片安装电子元器件（特别是多引脚的SMD集成电路）的焊接和拆卸。 烙铁头 当焊接焊盘较大的可选用截面式烙铁头。当焊
20、接焊盘较小的可选用尖嘴式烙铁头。当焊接多脚贴片IC时可以选用刀型烙铁头。当焊接元器件高低变化较大的电路时，可以使用弯型电烙铁头。 2.4手工焊接的流程和方法2.4.1手工焊接的条件：被焊件必须具备可焊性、被焊金属表面应保持清洁、使用合适的助焊剂、具有适当的焊接温度、具有合适的焊接时间 。2.4.2手工焊接的步骤（1）准备焊接。清洁焊接部位的积尘及污渍、元器件的插装、导线与接线端钩连，为焊接做好前期的预备工作。（2）加热焊接。将沾有少许焊锡的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。若是要拆下PCB板上的元器件，则待烙铁头加热后，用手或镊子轻轻拉动元器件，看是否可以取下。（3）清理焊接面。若所焊部位焊锡过
21、多，可将烙铁头上的焊锡甩掉(注意不要烫伤皮肤,也不要甩到PCB板上)，然后用烙铁头“沾”些焊锡出来。若焊点焊锡过少、不圆滑时，可以用电烙铁头“蘸”些焊锡对焊点进行补焊。（4）检查焊点。看焊点是否圆润、光亮、牢固，是否有与周围元器件连焊的现象。 2.5不同元器件焊接方法2.5.1电阻器的焊接。按元器件清单将电阻器准确地装入规定位置，并要求标记向上，字向一致。装完一种规格再装另一种规格，尽量使电阻器的高低一致。焊接后将露在PCB板表面上多余的引脚齐根剪去。2.5.2电容器的焊接。将电容器按元器件清单装入规定位置，并注意有极性的电容器其“+”与“”极不能接错。电容器上的标记方向要易看得见。先装玻璃釉
22、电容器、金属膜电容器、瓷介电容器，最后装电解电容器。 2.5.3三极管的焊接。按要求将e、b、c三根引脚装入规定位置。焊接时间应尽可能的短些，焊接时用镊子夹住引脚，以帮助散热。焊接大功率三极管时，若需要加装散热片，应将接触面平整、光滑后再紧固。 2.5.4集成电路的焊接。将集成电路插装在线路板上，按元器件清单要求，检查集成电路的型号、引脚位置是否符合要求。焊接时先焊集成电路边沿的二只引脚，以使其定位，然后再从左到右或从上至下进行逐个焊接。焊接时，烙铁一次沾取锡量为焊接23只引脚的量，烙铁头先接触印制电路的铜箔，待焊锡进入集成电路引脚底部时，烙铁头再接触引脚，接触时间以不超过3秒钟为宜，而且要使
23、焊锡均匀包住引脚。焊接完毕后要查一下，是否有漏焊、碰焊、虚焊之处，并清理焊点处的焊料。实验三单相晶闸管投切电容实验一、实验目的：1.熟悉了解单相晶闸管投切电容器实现无功补偿工作原理2.掌握电路的应用二、实验内容：1. 掌握单相晶闸管投切电容器实现无功补偿的设计2. 实验波形图的观察与记录，及其数据结果分析三、实验设计原理：单相TSC 的基本结构如图1 所示，它由电容器C、双向导通晶闸管(或反并联晶闸管)SW 和阻抗值很小的限流电抗器L 组成。限流电抗器的主要作用是限制晶闸管阀由于误操作引起的浪涌电流。 TSC 只有两个工作状态，即投入和切除状态。投入状态下，双向晶闸管(或反并联晶闸管)导通，电
24、容器并入线路中，TSC 向系统发出容性无功功率；切除状态下，双向晶闸管(或反并联晶闸管)阻断，TSC 支路不起作用，不输出无功功率。单相TSC 的结构示意图四、实验步骤：1.接线图2 单相TSC无功补偿实验线路图本实验TSC中的交流电容按1：2：4设置，分别为5F，10F，20F。实验中，可采用DSP自动控制和手动的方式实现三组TSC的分组投切。2.调试步骤在实验台断电状态下依次挂上所需的实验电路，按实验线路图搭接好必要的连线。检查无误之后方可给实验台通电，开始实验。单相TSC无功补偿实验首先将TSC投切方式选择为手动，并将该方式下所有投切开关均置于断开状态下。转动负载电感Lf的调节旋钮，改变
25、电感的感性无功，同时在上位机上观察线路电压电流及功率因数的变化趋势并将实验数据记录于表2.1中。保持负载电阻R并入线路，转动调节旋钮将负载电感的感性无功分别置于不同的功率因数情况下，手动选择投切的TSC组数，使得在没有过补的情况下线路的功率因数最佳，并记录下各个阶段的线路电压电流及功率因数并将实验数据分别记录于表2.2、表2.3、表2.4中。五、结果与分析1.波形图1）表2.1中，时的波形图为时的波形图为2）表2.2中，投切一组电容波形图为投切两组电容波形图为投切三组电容波形图为3）表2.3中，投切一组电容波形图为投切两组电容波形图为投切三组电容波形图为2 数据记录表2.1线路电压（V）线路电
26、流(A)有功功率(W)无功功率(VAR)功率因数1.820.180.10.31功率因数1.820.200.180.32表2.2投切前感性负载功率因数线路电压（V）线路电流(A)有功功率(W)无功功率(VAR)投入后功率因数投入一组电容1.810.200.180.310.50投入两组电容1.820.260.340.330.72投入三组电容1.810.330.470.370.80表2.3投切前感性负载功率因数线路电压（V）线路电流(A)有功功率(W)无功功率(VAR)投入后功率因数投入一组电容1.820.220.180.360.64投入两组电容1.830.270.380.320.77投入三组电容1
27、.830.350.550.330.853.结果分析（1）根据电流电压的波形比较图可以看出，在没有投入电容器的时候，电路呈现感性负载，则电压超前电流，增加时超前越来越少，则感性越来越弱。 （2）投入电容器时，也从电流电压的波形比较图可以看出，投入电容器会使电压超前电流的相位变小，则容性补偿了感性的负载，最终使功率因数上升。六、实验总结：晶闸管投切电容器是一种广泛应用于配电系统的动态无功补偿装置，与机械投切电容器相比，晶闸管的开、关无触点，其操作寿命几乎是无限的，而且晶闸管的投切时刻可以精确控制，可以快速无冲击地将电容器接入电网，大大减少了投切时的冲击电流和操作困难，其动态响应时间约为0.010.
28、02s。TSC能快速跟踪冲击负荷的突变，随时保持最佳馈电功率因数，实现动态无功补偿，减小电压波动，提高电能质量，节约电能。另外，TSC 虽然不能连续调节无功功率，但具有运行时不产生谐波而且损耗较小的优点。晶闸管投切电容器装置具有优良的动态无功功率补偿性能，特别适合于冲击性负荷及经常波动性负荷的场所，对提高配电系统的功率因数，稳定系统电压，降低能耗，具有重要的作用。实验四 微网平台实验一、 微网实验目的1.了解什么是微网，了解微网的结构和工作方式2.培养时刻关注前沿科学进展的意识二、微网实验内容1.微电网简介微电网是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是
29、一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。 开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。2.微电网的组成 微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型
30、风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。2.1光伏电池单元 光伏发电是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板组件、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，涉及机械部件。所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。晶体硅电池效率在16-18%左右。由一个或多个太阳电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。组件的安装架设十分方便。组件的背面安装有一个防水接线盒，通过
31、它可以十分方便地与外电路连接。 学校工程的光伏发电容量为5KW，发出的是直流电，经由10KW的逆变器转化为交流并入电网。 2.2风机单元 学校的风机发电采用的是三相异步发电机，风机的叶片是竖式的，所在的地点为民主楼后面的沁园的一个角落，理论上它的发电容量是1KW，但由于环境影响，它的发电量很少。因为它发出的电压只有24V，所以需要进行升压，并且它发出的电是由蓄电池储存起来的，因此需要用整流器将其转化为直流电。 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三M的微风速度（微风的程度）便可以开始发电。 风力发电所需要的装
32、置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵）。风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。 风力发电的特点如下：优点：1、清洁，环境效益好；2、可再生，永不枯竭；3、基建周期短；4、装机规模灵活。 缺点：1、噪声，视觉污染；2、占用大片土地；3、不稳定，不可控。4、目前成本仍然很高。5、影响鸟类。2.3 配电柜学校的实验室
33、中的配电柜包括了PCL模块、开关电源模块、继电器、接触器和隔离开关等组成。通过电脑的上位机发送指令控制PLC模块，进而控制继电器，再通过继电器的动作来控制接触器和隔离开关最终可控制民主楼的灯带。 配电柜(箱)分动力配电板(箱)和照明配电板(箱)、计量箱，是配电系统的末级设备。 2.4 逆变器 实验室所用的逆变器有10KW的和2KW的，注意观察的都可以看到逆变器有很大的散热片。逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。应急电源一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆
34、变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱录像机、按摩器、风扇、照明等 。 简单地说，逆变器就是一种将直流电转变为交流电的电子设备。家用常见的逆变器是一种将低压（12或24伏或48伏）直流电转变为220伏交流电的电子设备。因为我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。2.5 双向DCDC 2.5.1双向DC/DC控制器的结构正面板：5.功率调节旋钮4.通讯接口6.电流调节旋钮3.启动/停止2.升、降压选择1.控制模式选择（1）控制模式选择：RS485或手动控制模
35、式选择。启动前，先选择好控制模式，工作中不要切换控制模式。（2）升、降压选择：升压、降压选择。（3）启动/停止：启动、停止按钮。（4）通讯接口：485通讯接口。红线：。黑线：。（5）功率调节旋钮：升压时，功率调节旋钮。（6）电流调节旋钮：降压时，充电电流调节旋钮。2.5.2输入输出引线接口：低压侧：升压时作为输入，24V；降压时作为输出，最高29.2V。高压侧：升压时作为输出，500510V；降压时作为输入。2.5.3升压功能运行情况（1）双向DC/DC升压停止运行时，利用光伏发电refusol显示功率2800W左右。（2）设定双向DC/DC输出功率值500W或1280W，启动双向DC/DC升
36、压运行时，高压侧电流显示为零，且refusol显示功率仍然为2800W左右。（3）当启动双向DC/DC升压模式后，refusol显示为2800W，然后又停止升压模式，refusol显示功率仍然是2800W。从某种程度来说，双向DC/DC高压输出没工作。（可能双向DC/DC没有实现升压功能）（4）设定功率1000W，高压直流母线上，光伏发电断开时，单独采用蓄电池供电，双向DC/DC高压侧测定为23V，没有实现升压功能。（1）可能采用电压跟随实现其升压功能，（2）可能本身电路就没有完成这个功能）（5）设定功率500W，双向DC/DC高压侧带电阻负载运行，高压侧测试电压22V。（6）低压侧由蓄电池供
37、电，采用万用表对其高压输出侧的开路电压进行测量，电压表显示为23V-25V。对其测试时的电压电流值进行读取：（7）低压侧电流可读取到上位机；低压侧电压可读取到上位机；高压侧电流可读取到上位机；高压侧电压可读取到上位机。2.5.4降压功能运行情况（1）当蓄电池端电压小于20V（9.8V），高压侧可以通过双向DC/DC对蓄电池进行充电，过一段时间后测得蓄电池电压为24V，充到26V后停止充电，过后采用蓄电池给直流灯带供电，电压不会突然跌落，电压在较长时间内平稳下降。（大概进过20多分钟降低了0.2-0.3V）。（可以说明其能完成降压功能，即充电功能）（2）低压侧电流可读取到上位机；高压侧电流可读取
38、到上位机；低压侧电压可读取到上位机；高压侧电压可读取到上位机。（虽可以读取双向DCDC屏显值，但此值应该并不是其真实电流值，高压侧电流无论在哪种状态，电流似乎都接近零（0A0.6A），是否是内部传感器问题或其他）。双向DCDC就是可以将直流高电压降压为低电压，也可以将直流低电压转化为高电压。DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类，升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM
39、转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。在电路类型分类上属于斩波电路。 2.6 灯带 民主楼的灯带一般只在夜间亮起它分为两部分其中一部分由蓄电池供电还有另一部分由交流的220V电压供电灯带由LED等组成。3微电网的电气结构框图亮化储能系统电气结构图亮化储能系统是整个系统中比较复杂的一部分，此处有两条直流母线，一条电压等级为24V，连着磷酸铁锂电池和风力发电系统以及亮化LED灯带；另一条电压等级为500V，连着三相光伏逆变器。蓄电池供电的3条LED灯带以及投光灯、埋地灯作为常规亮化带，其他6条
40、作为备用亮化带，供学校（院）重大活动开启，常规亮化供电电压为24Vdc，在全开状态下总电流峰值约为60A，这么大的工作电流用一条线路来传输安全性能以及材料等因素都是不允许的，故分成3路（一个三相接触器控制即可），每路20A的电流（4铜芯线，价格约5元/m，二芯交流电缆线）是比较合理和经济的，同时由于蓄电池标准持续放电电流为60A左右，也就是说其额定标准放电功率只有1.5 kW左右，其他的缺额即备用亮化通过适配器从交流处取电，一个适配器可以带50M的LED灯带（高压直流电压，所以电流比较小，2-3A左右）。民主楼LED亮化工程布局结构如下图所示：民主楼LED亮化工程布局图 LED灯带布局及PLC
41、控制段号对应接触器对应图示线条PLC控制备注KM4、KM7联合控制Q0.3Q0.6“信息科学与工程学院”院牌绕两圈，同时包括投光灯KM4、KM7联合控制Q0.3Q0.6民主楼左侧二楼灯带及下面树埋地灯KM4、KM7联合控制Q0.3Q0.6民主楼右侧二楼灯带及下面树埋地灯KM5Q0.4民主楼右侧三楼下沿灯带KM5Q0.4民主楼左侧三楼下沿灯带KM5Q0.4民主楼左侧平顶内侧边沿KM6Q0.5民主楼左侧平顶外侧边沿KM6Q0.5民主楼由侧平顶内侧边沿KM6Q0.5民主楼右侧侧平顶外侧边沿KM1Q0.0双向DC/DC并网控制KM2Q0.15.6kW光伏组件直流侧并网控制KM3Q0.21kW风力发电系
42、统直流侧并网控制备注：每条支路功率等级基本上都在500W左右，工作电流为20A，其他采用适配器供电，额定电流为2-3A左右。4微电网的工作方式当光照强度比较大时，光伏电池板除了通过10Kw光伏逆变器给电网供电外，而且通过双向DC/DC给蓄电池供电，此时K1闭合；当光照比较弱，且电网电压有跌落的时候，K1导通，K3关断，蓄电池和PV一起给电网提供能量；当连续阴雨天气时，蓄电池中能量不足，K2导通，大电网为LED灯提供能量，K3关断；当夜晚来临的时候，K3导通，蓄电池为LED灯提供能量，此时，K3导通，K1、K2关断，当磷酸铁锂电池的电压低于放电截止电压20V时，K3关断。个人感悟认识电气元件是我
43、们学习，运用所学知识进行设计的重要前提和基础，只有在熟悉各元件特性、工作原理之后才能更好、更顺畅的完成设计。在此次的训练中，学长给我们详细介绍了常用元器件组成，原理，标示等，详细的介绍了测量仪器的使用方法，让我们更好的认识这些常用元器件，为以后的学习做了准备。PCB板焊接训练开始之前李志勇老师的呼吁给我们的触动很大，而后进行的焊接训练让我第一次有了亲身操作焊接电路板的机会，我焊接的是线性电阻，由于线性电阻非常细小，焊了几次都没有弄好，很遗憾。微网训练属于新兴的前沿科学领域，通过简单的介绍一方面感叹新科技神奇的同时，另一方面我们也认识到我国微电网的发展还处于起步阶段，与西方和日本等发达国家还有很大的差距。我们还有努力学习，争取在我们这代人迎头赶上。总之，通过这次的专业工程训练，使自己从理论层面开始接触到实际层面，自己动手进行的焊接和投切实验还是很有意思的，希望以后这样的机会能多起来，锻炼自己的动手能力。
