試驗(yàn)四單相交直交變頻電路的性能研究

1、北京信息科技大學(xué)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：單相交直交變頻電路的性能研究學(xué) 院：自動(dòng)化專 業(yè)： 自動(dòng)化（信息與控制系統(tǒng)）姓名/學(xué)號：賈鑫玉/2012010541班 級：自控1205班指導(dǎo)老師：白雪峰學(xué) 期：2014-2015學(xué)年第一學(xué)期實(shí)驗(yàn)四 單相交直交變頻電路的性能研究熟悉單相交直交變頻電路的組成，重點(diǎn)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(fù)載、電阻電感負(fù)載時(shí)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 測量SPWM波形產(chǎn)生過程中的各點(diǎn)波形。2 觀察變頻電路輸出在不同的負(fù)載下的波形。三. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

2、1. 電力電子及電氣傳動(dòng)主控制屏。2. NMCL-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(shí)驗(yàn)原理單相交直交變頻電路的主電路如圖2 8所示。IGBT專用驅(qū)動(dòng)集成電路1R2110，控制電路如圖2 9所示，以單片集成函數(shù)發(fā)生器ICL8038 為核本實(shí)驗(yàn)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(qū)動(dòng)電路采用美國 國際整流器公司生產(chǎn) 的大規(guī)模MOSFET和0.00

3、1 至U 500kHz。心組成，生成兩路 PWM信號，分別用于控制 VTVT4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(fā)生正弦波、三角波、方波等，頻率范圍五. 實(shí)驗(yàn)方法1 . SPWM波形的 觀察（1 ）觀察正弦波發(fā) 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(diào)節(jié)電位器，測試其頻 率可調(diào)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(yīng) 關(guān)系：G1SPWM波形（“3端與 地”端），并比較“3端和“4端的相位關(guān)系。（3）觀察經(jīng)過三角 波和正弦波比較后得到的（4）觀察對 VT1、

4、VT2進(jìn)行控制的 SPWM 信號“5”與 地”端）和對 VT3、VT4進(jìn)行控制的SPWM信號（“端與 地”端），仔細(xì)觀察“5”信號和“6端防號之間的互鎖延遲時(shí)間。2 驅(qū)動(dòng)信號觀察在主電路不接通電源情況下，S3扭子開關(guān)打向“OFF,分別將“SPWM波形發(fā)生”的G2、E2、G3、E3、G4和單相交直交變頻電路”的對應(yīng)端相連。經(jīng)檢查接線正確后，S3扭子開關(guān)打向“ON, 對比VTI和VT2的驅(qū)動(dòng)信號，VT3和VT4的驅(qū)動(dòng)信號，仔細(xì)觀察同一相上、下兩管驅(qū)動(dòng)信號的波 形，幅值以及互鎖延遲時(shí)間。3. S3扭子開關(guān)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

5、輸出端“2”單相交直交變頻電路”的“2端相連，將單相交直交變頻電路”的“4” “端分 別串聯(lián)MEL-03電阻箱（將一組900Q/0.41A并聯(lián)，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)至阻值最大約450Q）和直流安培表（將量程切換到2A擋）。將經(jīng)檢查無誤后，S3扭子開關(guān)打向“ON,合上主電源（調(diào)節(jié)負(fù)載電阻阻值使輸出負(fù)載電壓波形達(dá)到最佳值，電阻負(fù)載阻值在90Q 360Q時(shí)波形最好）。4. 當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)，觀察負(fù)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(diào)范圍內(nèi)，改變 Ur的頻率多組，記錄相應(yīng)的負(fù)載電壓、波形、幅值和頻率。5. 當(dāng)負(fù)載為電阻電感時(shí)，觀察負(fù)載電壓和負(fù)載電流的波形。六. 注意事項(xiàng)1.輸出端&

6、#39;不允許開路，同時(shí)最大電流不允許超過“1A'2 .注意電源要使用 主電源2”的“15V”壓其他同 直流斬波”電路相同。HIcd驅(qū)主動(dòng)脈VI2及UMeasure電 源角 波隔 離負(fù) 載沖延遲驅(qū) 動(dòng)隔 離 及正 弦波電壓測2、實(shí)驗(yàn)相關(guān)波形分析(1)、正弦波發(fā)生電路輸出的正弦波信號：最小頻率為2.37Hz，最大為33.3Hz。分析:在實(shí)驗(yàn)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(diào)制。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告:1:畫出完整實(shí)驗(yàn)原理圖(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)、三角波與正弦波對比哪卩刪刪刪I解卜-2 i3mJ pUtaik-iaaITUk吁-士 y r巴4更心 :vtc0 Ml為U 齊町51 75»-出晨 2沁M(jìn)01.11 iifwl «1IKfkii圖 IUr &.* Him _ 9.99M21MUor戎釀+32廿一駆亞'Wid<iNu9-utc*« 1 瓦面廠麗宮27®士也空旦a刪-uid<ieeuffdkiiJU啊

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9、rwj .0%n占石話丘IJtOF-le.u伯-如（憐與炭_Prrft >ajc-Uld<290MS* * * +窮.-F r士 lldKZ'* 4'<合并顯示一個(gè)完整正弦周期內(nèi)對比圖即為:iffl得到SPWM波為:(4)、反向后觸發(fā)脈沖對比10XH1Q0L STOP(5) 經(jīng)過互鎖延遲后觸發(fā)脈沖比較：由圖得到互鎖延遲時(shí)間為35微秒左右。le.OU Tiw 2BUnax= 15.6Um 一 IlFill<9.Mu«(2)幅值為23.5V，頻率為15.7HZ(6) 、負(fù)載電壓波形(1)幅值為23.5V，頻率為31.6HzOr»*3. I

10、X Prd=31.4msFr«31.8Hz10 .eu10.0U TiM 3.0MW l>*139.8u電壓苗(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)幅值為23.5V，頻率為2.40Hz分析：當(dāng)電阻負(fù)載時(shí)，調(diào)節(jié)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(shí)現(xiàn)。3、分析正弦波與三角波之間不同的載波比情況下的負(fù)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(fù)載波形越接近正弦波；當(dāng)載波的頻率不變時(shí)，提高調(diào)制波頻率會(huì)提高負(fù)載 波形的頻率；當(dāng)載波比