1、北京信息科技大學 電力電子技術實驗報告 實驗項目： 單相交直交變頻電路的性能研究 學 院： 自動化 專 業： 自動化（信息與控制系統） 姓名/學號： 賈鑫玉/2012010541 班 級 ： 自控1205班 指導老師： 白雪峰 學 期： 2014-2015學年第一學期 實驗四 單相交直交變頻電路的性能研究一實驗目的熟悉單相交直交變頻電路的組成，重點熟悉其中的單相橋式PWM逆變電路中元器件的作用，工作原理，對單相交直交變頻電路在電阻負載、電阻電感負載時的工作情況及其波形作全面分析，并研究工作頻率對電路工作波形的影響。二實驗內容1測量SPWM波形產生過程中的各點波形。2觀察變頻電路輸出在不同的負載

2、下的波形。三實驗設備及儀器1電力電子及電氣傳動主控制屏。2NMCL-16組件。3電阻、電感元件(NMEL-03、700mH電感)。4雙蹤示波器。5萬用表。四實驗原理單相交直交變頻電路的主電路如圖28所示。本實驗中主電路中間直流電壓ud由交流電整流而得，而逆變部分別采用單相橋式PWM逆變電路。逆變電路中功率器件采用600V8A的IGBT單管（含反向二極管，型號為ITH08C06），IGBT的驅動電路采用美國國際整流器公司生產的大規模MOSFET和IGBT專用驅動集成電路1R2110，控制電路如圖29所示，以單片集成函數發生器ICL8038為核心組成，生成兩路PWM信號，分別用于控制VT1、VT4

3、和VT2、VT3兩對IGBT。ICL8038僅需很小的外部元件就可以正常工作，用于發生正弦波、三角波、方波等，頻率范圍0.001到500kHz。五實驗方法1SPWM波形的觀察（1）觀察正弦波發生電路輸出的正弦信號Ur波形（“2”端與“地”端），改變正弦波頻率調節電位器，測試其頻率可調范圍。（2）觀察三角形載波Uc的波形（“1”端與“地”端），測出其頻率，并觀察Uc和U2的對應關系：（3）觀察經過三角波和正弦波比較后得到的SPWM波形（“3”端與“地”端），并比較“3”端和“4”端的相位關系。（4）觀察對VT1、VT2進行控制的SPWM信號（“5”端與“地”端）和對VT3、VT4進行控制的SPW

4、M信號(“6”端與“地”端)，仔細觀察“5”端信號和“6”端防號之間的互鎖延遲時間。2驅動信號觀察在主電路不接通電源情況下，S3扭子開關打向“OFF”，分別將“SPWM波形發生”的G1、E1、G2、E2、G3、E3、G4和“單相交直交變頻電路”的對應端相連。經檢查接線正確后，S3扭子開關打向“ON”，對比VTI和VT2的驅動信號，VT3和VT4的驅動信號，仔細觀察同一相上、下兩管驅動信號的波形，幅值以及互鎖延遲時間。3S3扭子開關打向“OFF”，分別將“主電源2”的輸出端“1”和“單相交直交變頻電路”的“1”端相連， “主電源2”的輸出端“2”和“單相交直交變頻電路”的“2”端相連，將“單相交

5、直交變頻電路”的“4”、“5”端分別串聯MEL-03電阻箱 （將一組900/0.41A并聯，然后順時針旋轉調至阻值最大約450） 和直流安培表（將量程切換到2A擋）。將經檢查無誤后，S3扭子開關打向“ON”，合上主電源（調節負載電阻阻值使輸出負載電壓波形達到最佳值，電阻負載阻值在90360時波形最好）。4當負載為電阻時，觀察負載電壓的波形，記錄其波形、幅值、頻率。在正弦波Ur的頻率可調范圍內，改變Ur的頻率多組，記錄相應的負載電壓、波形、幅值和頻率。5當負載為電阻電感時，觀察負載電壓和負載電流的波形。六注意事項1“輸出端”不允許開路，同時最大電流不允許超過“1A”。2注意電源要使用“主電源2”

6、的“15V”電壓其他同“直流斬波”電路相同。七、實驗報告：1：畫出完整實驗原理圖 ：隔離及驅動正弦波主電源脈沖延遲 隔離及驅動三角波負載2、實驗相關波形分析（1）、正弦波發生電路輸出的正弦波信號：最小頻率為2.37Hz，最大為33.3Hz。 （2）、三角波分析：在實驗中得到只能改變參考波（正弦信號）的 頻率，而無法改變載波（三角波）的頻率，因此載波比隨著正弦波頻率變化而變化。因此是異步調制。（3）、三角波與正弦波對比合并顯示一個完整正弦周期內對比圖即為：得到SPWM波為：（4）、反向后觸發脈沖對比 （5）經過互鎖延遲后觸發脈沖比較：由圖得到互鎖延遲時間為35微秒左右。 （6）、負載電壓波形（1

7、）幅值為23.5V，頻率為31.6Hz （2）幅值為23.5V，頻率為15.7HZ （）（3）幅值為23.5V，頻率為2.40Hz 分析：當電阻負載時，調節輸入的正弦波的頻率，對輸出正弦波形的電壓幅值基本沒有影響，只改變其輸出頻率。輸出正弦交流電頻率隨輸入正弦信號頻率的增大而增大。輸出交流電波形為一條完整的正弦曲線：為使輸出波形盡可能的接近正弦波，可以通過增大載波比來實現。3、分析正弦波與三角波之間不同的載波比情況下的負載波形，理解改變載波比對輸出功率管和輸出波形的影響。答：載波比越高，負載波形越接近正弦波；當載波的頻率不變時，提高調制波頻率會提高負載波形的頻率；當載波比提高時，功率管耗能增加，而輸出波形越接近正弦波。八、實驗體會：通過本次實驗，熟悉了單相交直交變頻電路的