试验四单相交直交变频电路的性能研究

1、北京信息科技大学电力电子技术实验报告实验项目：单相交直交变频电路的性能研究学 院：自动化专 业： 自动化（信息与控制系统）姓名/学号：贾鑫玉/2012010541班 级：自控1205班指导老师：白雪峰学 期：2014-2015学年第一学期实验四 单相交直交变频电路的性能研究熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中元器件的作用,工作原理，对单相交直交变频电路在电阻负载、电阻电感负载时的工作情况及其波形作全面分析， 并研究工作频率对电路工作波形的影响。二. 实验内容1. 测量SPWM波形产生过程中的各点波形。2 观察变频电路输出在不同的负载下的波形。三. 实验设备及仪器

2、1. 电力电子及电气传动主控制屏。2. NMCL-16 组件。3 .电阻、电感元件 （NMEL-03、700mH 电感）。4 .双踪示波器。5.万用表。四. 实验原理单相交直交变频电路的主电路如图2 8所示。IGBT专用驱动集成电路1R2110，控制电路如图2 9所示，以单片集成函数发生器ICL8038 为核本实验中主电路 中间直流电压 Ud由交 流电整流而得，而逆变 部分别采用单相桥式 PWM逆变电路。逆变 电路中功率器件采用 600V8A 的 IGBT 单管 （含反向二极管，型号 为 ITH08C06 ） , IGBT 的驱动电路采用美国 国际整流器公司生产 的大规模MOSFET和0.00

3、1 至U 500kHz。心组成，生成两路 PWM信号，分别用于控制 VTVT4和VT2、VT3两对IGBT。ICL8038仅需很 小的外部元件就可以正常工作，用于发生正弦波、三角波、方波等，频率范围五. 实验方法1 . SPWM波形的 观察（1 ）观察正弦波发 生电路输出的正弦信号 Ur波形（“ 2端与地， 端），改变正弦波频率 调节电位器，测试其频 率可调范围。（2）观察三角形载 波Uc的波形（“ 1端与 地”端），测出其频率， 并观察Uc和U2的对应 关系：G1SPWM波形（“3端与 地”端），并比较“3端和“4端的相位关系。（3）观察经过三角 波和正弦波比较后得到的（4）观察对 VT1、

4、VT2进行控制的 SPWM 信号“5”与 地”端）和对 VT3、VT4进行控制的SPWM信号（“端与 地”端），仔细观察“5”信号和“6端防号之间的互锁延迟时间。2 驱动信号观察在主电路不接通电源情况下，S3扭子开关打向“OFF,分别将“SPWM波形发生”的G2、E2、G3、E3、G4和单相交直交变频电路”的对应端相连。经检查接线正确后，S3扭子开关打向“ON, 对比VTI和VT2的驱动信号，VT3和VT4的驱动信号，仔细观察同一相上、下两管驱动信号的波 形，幅值以及互锁延迟时间。3. S3扭子开关打向“OFF,分别将 主电源2”的输出端“1和单相交直交变频电路”的“ 1端相连， 主电源2”的

5、输出端“2”单相交直交变频电路”的“2端相连，将单相交直交变频电路”的“4” “端分 别串联MEL-03电阻箱（将一组900Q/0.41A并联，然后顺时针旋转调至阻值最大约450Q）和直流安培表（将量程切换到2A挡）。将经检查无误后，S3扭子开关打向“ON,合上主电源（调节负载电阻阻值使输出负载电压波形达到最佳值，电阻负载阻值在90Q 360Q时波形最好）。4. 当负载为电阻时，观察负载电压的波形，记录其波形、幅值、频率。在正弦波Ur的频率可 调范围内，改变 Ur的频率多组，记录相应的负载电压、波形、幅值和频率。5. 当负载为电阻电感时，观察负载电压和负载电流的波形。六. 注意事项1.输出端&

6、#39;不允许开路，同时最大电流不允许超过“1A'2 .注意电源要使用 主电源2”的“15V”压其他同 直流斩波”电路相同。HIcd驱主动脉VI2及UMeasure电 源角 波隔 离负 载冲延迟驱 动隔 离 及正 弦波电压測2、实验相关波形分析(1)、正弦波发生电路输出的正弦波信号：最小频率为2.37Hz，最大为33.3Hz。分析:在实验中得到只能改变参考波(正弦信号) 的 频率，而无法改变载波(三角波)的频率， 因此载波比随着正弦波频率变化而变化。因此是异步调制。七、实验报告:1:画出完整实验原理图(2)、三角波.性ti«* see .Bus fiHB.eeeesIUti1

7、1.2u Sw G.gjQ22.2U rvuor«16.2K Vtor* 1 l.BU tikre.9?; Ubas=-1R2U Prdbiseui(3)、三角波与正弦波对比哪卩删删删I解卜-2 i3mJ pUtaik-iaaITUk吁-士 y r巴4更心 :vtc0 Ml为U 齐町51 75»-出晨 2沁M01.11 iifwl «1IKfkii圖 IUr &.* Him _ 9.99M21MUor戎釀+32廿一駆亚'Wid<iNu9-utc*« 1 瓦面厂丽宫27®士也空旦a删-uid<ieeuffdkiiJU啊

8、如期用 补=皿丁5.葩 rrM>3 -WkHz -凶_t. ojt-hrKfidh 乔F> 尸亦配氓懈删gI ni IliiiiliLumL.iiiU.,.WBSBB« - 卜 r s *# l*'bjuw-7-麻*弟直加*j UiuixHu«w-li3iRUi'ltidi60uiTaTHMnAt Uta 1 r>»- 10.UVr««" g* 斗汝Til i < ice-Woe 电TffL 'T+bidrBVu*-片 j'Uuof«79.6iiTSOldCMSS-Ur

9、rwj .0%n占石话丘IJtOF-le.u伯-如（怜與炭_Prrft >ajc-Uld<290MS* * * +穷.-F r士 lldKZ'* 4'<合并显示一个完整正弦周期内对比图即为:iffl得到SPWM波为:(4)、反向后触发脉冲对比10XH1Q0L STOP(5) 经过互锁延迟后触发脉冲比较：由图得到互锁延迟时间为35微秒左右。le.OU Tiw 2BUnax= 15.6Um 一 IlFill<9.Mu«(2)幅值为23.5V，频率为15.7HZ(6) 、负载电压波形(1)幅值为23.5V，频率为31.6HzOr»*3. I

10、X Prd=31.4msFr«31.8Hz10 .eu10.0U TiM 3.0MW l>*139.8u电压苗(量()ISwi' 12,8U _Uww= 5S3mU 抵可*4亦Umin=- 12.0U fUw* 5 .34U F*llT.eBu冠id-lS.tiM+>utM=49.7X-Du+y*50.35!(3)幅值为23.5V，频率为2.40Hz分析：当电阻负载时，调节输入的正弦波的频率，对输 出正弦波形的电压幅值基本没有影响，只改变其输出频率。输出正弦交流电频率随输入正弦信号频率的增 大而增大。输出交流电波形为一条完整的正弦曲线:为使输出波形尽可能的接近正弦波，可以通过增大载波比来实现。3、分析正弦波与三角波之间不同的载波比情况下的负载波形，理解改变载波比对输出功率管和输出波形的影响。答：载波比越高，负载波形越接近正弦波；当载波的频率不变时，提高调制波频率会提高负载 波形的频率；当载波比