直流斩波电路.doc

重庆三峡学院实验报告纸重 庆 三 峡 学 院实 验 报 告课程名称 电力电子技术 实验名称 直流斩波电路 实验类型 验证 学 时 2 系 别 电信学院 专 业 电气工程及自动化年级班别 2015级2班 开出学期 2016-2017下期 学生姓名 袁志军 学 号 201507144228 实验教师 谢 辉 成 绩 2017 年 6 月 4 日 填 写 说 明1、 基本内容（1） 实验序号、名称（实验一：xxx）； （2）实验目的； （3）实验原理；（4） 主要仪器设备器件、药品、材料； （5）实验内容； （6）实验方法及步骤 （7）数据处理或分析讨论2、要求：（1）用钢笔书写（绘图用铅笔）（2）凡需用坐标纸作图的应使用坐标纸进行规范作图实验八 直流斩波电路一、实验目的(1)加深理解斩波器电路的工作原理。(2)掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法。(3)熟悉斩波器电路各点的电压波形。二、实验所需挂件及附件序号型 号备 注1DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2DJK05 直流斩波电路该挂件包含触发电路及主电路两个部分。3DJK06 给定及实验器件该挂件包含“给定”等模块。4D42三相可调电阻5双踪示波器自备6万用表自备三、实验线路及原理本实验采用脉宽可调的晶闸管斩波器，主电路如图3-24所示。其中VT1为主晶闸管，VT2为辅助晶闸管, C和L1构成振荡电路,它们与VD2、VD1、L2组成VT1的换流关断电路。当接通电源时，C经L1、VD1、L2及负载充电至+Ud0，此时VT1、VT2均不导通，当主脉冲到来时，VT1导通，电源电压将通过该晶闸管加到负载上。当辅助脉冲到来时，VT2导通，C通过VT2、L1放电，然后反向充电，其电容的极性从+Ud0变为-Ud0，当充电电流下降到零时，VT2自行关断，此时VT1继续导通。VT2关断后，电容C通过VD1及VT1反向放电，流过VT1的电流开始减小，当流过VT1的反向放电电流与负载电流相同的时候，VT1关断；此时，电容C继续通过VD1、L2、VD2放电，然后经L1、VD1、L2及负载充电至+Ud0，电源停止输出电流，等待下一个周期的触发脉冲到来。VD3为续流二极管，为反电势负载提供放电回路。图3-24 斩波主电路原理图从以上斩波器工作过程可知，控制VT2脉冲出现的时刻即可调节输出电压的脉宽, 从而可达到调节输出直流电压的目的。VT1、VT2的触发脉冲间隔由触发电路确定。斩波器触发电路如图1-27所示，其原理可参见1-3节内容。实验接线如图3-25所示，电阻R用D42三相可调电阻，用其中一个900的电阻；励磁电源和直流电压、电流表均在控制屏上。图3-25 直流斩波器实验线路图四、实验内容(1)直流斩波器触发电路调试。(2)直流斩波器接电阻性负载。(3)直流斩波器接电阻电感性负载（选做）。五、实验方法(1)斩波器触发电路调试 调节DJK05面板上的电位器RP1、RP2，RP1调节锯齿波的上下电平位置，而RP2为调节锯齿波的频率。先调节RP2，将频率调节到200Hz300Hz之间，然后在保证三角波不失真的情况下，调节RP1为三角波提供一个偏置电压（接近电源电压），使斩波主电路工作的时候有一定的起始直流电压，供晶闸管一定的维持电流，保证系统能可靠工作，将DJK06上的给定接入，观察触发电路的第二点波形，增加给定，使占空比从0.3调到0.9。(2)斩波器带电阻性负载按图3-25实验线路接线，直流电源由电源控制屏上的励磁电源提供，接斩波主电路（要注意极性），斩波器主电路接电阻负载，将触发电路的输出“G1”、“K1”、“G2”、“K2”分别接至VT1、VT2的门极和阴极。用示波器观察并记录触发电路的“G1”、“K1”、“G2”、“K2”、波形，并记录输出电压Ud及晶闸管两端电压UVT1的波形，注意观测各波形间的相对相位关系。调节DJK06上的“给定”值，观察在不同（即主脉冲和辅助脉冲的间隔时间）时Ud的波形，并记录相应的Ud和，从而画出Ud=f(/T)的关系曲线，其中/T为占空比。(3)斩波器带电阻电感性负载（选做）要完成该实验，需加一电感。关断主电源后，将负载改接成电阻电感性负载，重复上述电阻性负载时的实验步骤。六、数据记录及分析（matlab仿真）（1）直流降压斩波电路：=30%=50%=70%=90%E=200V，Ud=E,T=1ms /ms0.30.50.70.9占空比30%50%70%90% Ud/V60100140180数据分析：在占空比为30%时出现电流断流情况，若负载为电机，则会导致电机惰行甚至停运，在生产过程中时不允许有此种情况产生。（2）直流升压斩波电路=30%=50%=70%=90%E=100V，Ud=1E=11-E,T=1ms /ms0.30.50.70.9占空比30%50%70%90% Ud/V142.8200333.331000数据分析：此电路避免了电流断流情况，升压效果良好，可用于电机传动，作单项功率因素校正，或其他电路中。（3）直流升降压斩波电路=30%=50%=70%=90%E=100V，Ud=1-E,T=1ms /ms0.30.50.70.9占空比30%50%70%90% Ud/V42.86100233.33900数据分析：由图可知，在00.5时为降压，在0.51时为升压。 (4)不同电感的脉动情况降压斩波（电感为5mH,阻抗为2，U=200V）占空比为0.7时电流的大体趋势图降压斩波（增大电感至20mH,阻抗为2，U=200V）占空比为0.7时电流的大体趋势图数据分析：在增大电感后，可以明显地看出电感充放电过程脉动减小，整体过度平缓。七、思考题(1) 直流斩波器有哪几种调制方式?本实验中的斩波器为何种调制方式?一般三种调制技术：固定频率调脉宽，固定脉宽调频率，调频调宽，本实验采用固定频率脉宽调制。 (2)本实验采用的斩波器主电路中电容C起什么作用?用于向负载供电，同时大电容保证输出电压恒定。八、注意事项(1)可参考实验一的注意事项 。(2)触发电路调试好后，才能接主电路实验。(3)将DJK06上的“给定”与DJK05的公共端相连，以使电路正常工作。(4)负载电流不要超过0.5A，否则容易造成电路失控现象。(5)当斩波器出现失控现象时，请首先检查触发电路参数设置是否正确，确保无误后将直流电源的开关重新打开。九、实验总结本次实验进行了直流斩波电路实验，实验室电路由斩波主电路和脉冲触发电路组成，主电路由于采用晶闸管，所以通过L，R电路辅以脉冲进行换流控制，从而对直流斩波。通过实验掌握了斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法。 实验前首先检查各个器件的完好性，避免接好线后盲目查找错误，特别是检查触发脉冲的情况。总之，在做实验时，要对实验熟悉，做到心中有数，严格按照实验步骤，切不可怀侥幸心理而不检查器件；在出现实验现象有误时，不要慌乱，借助实验仪器检查仪