1、電氣工程及其自動化實驗室實驗指導(dǎo)書系列電氣工程及其自動化實驗室實驗指導(dǎo)書系列電力電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書（第1版）主編 張 偉 莊克玉 逄海萍青島科技大學(xué)自動化與電子工程學(xué)院目 錄電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺介紹3實驗一 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)特性與驅(qū)動電路研究11實驗二 三相橋式全控整流電路實驗14實驗三 直流斬波電路的性能研究17實驗四 單相交直交變頻電路的性能研究20電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺介紹一 概 述1特點：（1）采用組件式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)不同內(nèi)容進行組合，故結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便靈活，并且可隨著功能的擴展只需增加組件即可，能在一套裝置上完成電力電子學(xué)，電力拖動自動控制系統(tǒng)等課程的主要

2、實驗。（2）裝置布局合理，外形美觀，面板示意圖明確，直觀，學(xué)生可通過面板的示意查尋故障，分析工作原理。電機采用導(dǎo)軌式安裝，更換機組簡捷，方便，所采用的電機經(jīng)過特殊設(shè)計，其參數(shù)特性能模擬3KW左右的通用實驗機組，能給學(xué)生正確的感性認(rèn)識。除實驗控制屏外，還設(shè)置有實驗用臺，內(nèi)可放置機組，實驗組件等，并有可活動的抽屜，內(nèi)可放置導(dǎo)線，工具等，使實驗更方便。（3）實驗線路典型，配合教學(xué)內(nèi)容，滿足教學(xué)大綱要求。控制電路全部采用模擬和數(shù)字集成芯片，可靠性高，維修，檢測方便。觸發(fā)電路采用數(shù)字集成電路雙窄脈沖。（4）裝置具有較完善的過流、過壓、RC吸收、熔斷器等保護功能，提高了設(shè)備的運行可靠性和抗干擾能力。（5）

3、面板上有多只發(fā)光二極管指示每一個脈沖的有無和熔斷器的通斷。觸發(fā)脈沖可外加，也可采用內(nèi)部的脈沖觸發(fā)可控硅，并可模擬整流缺相和逆變顛覆等故障現(xiàn)象。2技術(shù)參數(shù)（1）輸入電源： 380V 10% 50HZ±1HZ（2）工作條件：環(huán)境溫度：-5 400C 相對濕度：75% 海 拔：1000m（3）裝置容量：1KVA（4）電機容量：200W（5）外形尺寸：長1600mm X寬700mm（長1300mm X寬700mm）二 MCL系統(tǒng)掛箱介紹和使用說明一MCL-33掛箱：MCL33由脈沖控制及移相，雙脈沖觀察孔，一組可控硅，二組可控硅及二極管，RC吸收回路，平波電抗器L組成。本實驗臺提供相位差為6

4、0O，經(jīng)過調(diào)制的“雙窄”脈沖（調(diào)制頻率大約為310KHz），觸發(fā)脈沖分別由兩路功放進行放大，分別由Ublr和Ublf進行控制。當(dāng)Ublf接地時，第一組脈沖放大電路進行放大。當(dāng)Ublr接地時，第二組脈沖放大電路進行工作。脈沖移相由Uct端的輸入電壓進行控制，當(dāng)Uct端輸入正信號時，脈沖前移，Uct端輸入負(fù)信號時，脈沖后移，移相范圍為1001600。偏移電壓調(diào)節(jié)電位器RP調(diào)節(jié)脈沖的初始相位，不同的實驗初始相位要求不一樣。雙脈沖觀察孔輸出相位差為60o的雙脈沖，同步電壓觀察孔，輸出相電壓為30V左右的同步電壓，用雙蹤示波器分別觀察同步電壓和雙脈沖，可比較雙脈沖的相位。使用注意事項：單雙脈沖及同步電壓

5、觀察孔在面板上俱為小孔，僅能接示波器，不能輸入任何信號。1. 脈沖控制。面板上部的六檔直鍵開關(guān)控制接到可控硅的脈沖，1、2、3、4、5、6分別控制可控硅VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6的觸發(fā)脈沖，當(dāng)直鍵開關(guān)按下時，脈沖斷開，彈出時脈沖接通。2. 一橋可控硅由六只5A800V組成。3. 二橋可控硅由六只5A800V構(gòu)成，另有六只5A800V二極管。4. RC吸收回路可消除整流引起的振蕩。當(dāng)做調(diào)速實驗時需接在整流橋輸出端。平波電抗器可作為電感性負(fù)載電感使用，電感分別為50mH、100mH、200mH、700mH, 在1A范圍內(nèi)基本保持線性。使用注意事項：外加觸發(fā)脈沖時，必須切斷內(nèi)部觸

6、發(fā)脈沖。二MCL05掛箱MCL-05掛箱為觸發(fā)電路專用掛箱，其中有單結(jié)晶體管，正弦波，鋸齒波同步移相觸發(fā)電路。面板左上方裝有同步變壓器原邊組的接線柱，下有“觸發(fā)選擇開關(guān)”，可根據(jù)需要選擇“單結(jié)管”，“正弦波”，“鋸齒波”等觸發(fā)電路。當(dāng)外加同步電壓220V為時，通過觸發(fā)電路選擇直鍵開關(guān)可選擇輸出至單結(jié)管觸發(fā)電路, 正弦波觸發(fā)電路，鋸齒波觸發(fā)電路的同步電壓分別為60V, 15, 7V1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 由單結(jié)晶體管V3，整流穩(wěn)壓環(huán)節(jié)，及由V1,V2等組成的等效可變電阻等組成，其原理圖如圖1-12所示。由同步變壓器副邊輸出60V的交流同步電壓，經(jīng)全波整流，再由穩(wěn)壓管VST1,VST2進行削波，而得

7、到梯形波電壓，其過零點與晶閘管陽極電壓的過零點一致，梯形波通過R7,V2向電容C2充電，當(dāng)充電電壓達到單結(jié)晶體管的峰點電壓時，單結(jié)晶體管V3導(dǎo)通，從而通過脈沖變壓器輸出脈沖。同時C3經(jīng)V3放電，由于時間常數(shù)很小，Uc2很快下降至單結(jié)晶體管的谷點電壓,V3重新關(guān)斷，C2再次充電。每個梯形波周期，V3可能導(dǎo)通，關(guān)斷多次，但只有第一個輸出脈沖起作用。電容C2的充電時間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)RP3的滑動觸點可改變V1的基極電壓，使V1,V2都工作在放大區(qū)，即等效電阻可由RP1來調(diào)節(jié)，也就是說一個梯形波周期內(nèi)的第一個脈沖出現(xiàn)時候（控制角）可由RP1來調(diào)節(jié)。元件RP1裝有面板上，同步信號已在內(nèi)部接好。

8、2正弦波同步觸發(fā)電路 正弦波同步觸發(fā)電路由同步移相和脈沖形成放大等環(huán)節(jié)組成，其原理圖如圖1-13所示。同步信號由同步變壓器副邊提供。晶體管V1左邊部分為同步移相環(huán)節(jié)，在V1的基極上綜合了同步信號UT，偏移電壓Ub及控制電壓Uct，RP2可調(diào)節(jié)Ub，調(diào)節(jié)Uct可改變觸發(fā)電路的控制角。脈沖形成放大環(huán)節(jié)是一集基耦單穩(wěn)態(tài)脈沖電路，V2的集電極耦合到V3的基極，V3的集電極通過C4,RP3耦合到V2的基極。當(dāng)同步移相環(huán)節(jié)送出負(fù)脈沖時，使單穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)，從而輸出脈寬可調(diào)的觸發(fā)脈沖。調(diào)節(jié)元件均裝在面板上，同步變壓器副邊已在內(nèi)部接好3鋸齒波同步移相觸發(fā)電路鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測，鋸齒波形成，移相控制，

9、脈沖形成，脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其原理圖如圖1-14所示。由VD1,VD2,C1,R1等元件組成同步檢測環(huán)節(jié)，其作用是利用同步電壓來控制鋸齒波產(chǎn)生的時刻和寬度。由VST1,V1,R3等元件組成的恒流源電路及V2,V3,C2等組成鋸齒波形成環(huán)節(jié)。控制電壓Uct,偏移電壓Ub及鋸齒波電壓在V4基極綜合疊加，從而構(gòu)成移相控制環(huán)節(jié)。V5,V6構(gòu)成脈沖形成放大環(huán)節(jié)，脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖。元件RP裝在面板上 ，同步變壓器副邊已在內(nèi)部接好。三MCL06使用說明MCL06為單相并聯(lián)逆變和直流斬波器專用掛箱。1單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路以555集成時基電路為基礎(chǔ)振蕩電路，通過雙D觸發(fā)器二分頻得到相位差180O的觸發(fā)脈

10、沖, 經(jīng)三極管V1,V2功率放大后交替觸發(fā)主電路的兩個晶閘管。振蕩頻率由電位器RP進行調(diào)節(jié)，555的輸出”3”接至4013的CLK端，輸出為相位相差180O的脈沖。單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路原理圖見圖1-152斬波器主電路 圖116所示的是一脈寬可調(diào)的逆阻型斬波器，晶閘管VT1為主晶閘管，VT2為輔助晶閘管，用來控制輸出電壓的脈寬，C和L1組成換流振蕩環(huán)節(jié)。3UPW（脈寬調(diào)制器）脈寬調(diào)制器UPW的第一級為由幅值比較電路和積分電路組成的一個頻率和幅值均可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器。電位器RP2用來調(diào)節(jié)鋸齒波的幅值，電位器RP1用來調(diào)節(jié)鋸齒波的頻率。電路如圖1-17所示。由第二比較器產(chǎn)生的方波接至電路的輸入端，則

11、在方波的前沿和后沿分別產(chǎn)生兩個脈沖，如圖所示，其后沿脈沖隨方波的寬度變化而移動，前沿脈沖相位則保持不變。將此兩脈沖通過功放級送至面板上的主晶閘管和輔助晶閘管，其中前沿脈沖送主晶閘管VT1，后沿脈沖送輔助晶閘管VT2。四MCL07掛箱MCL07掛箱由GTR驅(qū)動電路、MOSFET驅(qū)動電路、IGBT驅(qū)動電路、PWM發(fā)生器、主電路等部分組成。1GTR電路：內(nèi)含普通光耦、比較器、貝克箝位電路、GTR功率器件、串并聯(lián)緩沖電路、保護電路等。可對光耦的特性（延遲時間、上升時間、下降時間），貝克電路對GTR通、關(guān)斷特性的影響，不同的串、并聯(lián)電路對GTR開關(guān)的影響以及保護電路的工作原理進行研究和分析。2MOSFE

12、T電路：內(nèi)含高速光耦、比較器、推挽電路、MOSFET功率器件等。可對高速光耦、推挽驅(qū)動電路、MOSFET的開啟電壓、導(dǎo)通電阻RON、跨導(dǎo)gm、反向輸出特性、轉(zhuǎn)移特性、開關(guān)特性進行研究。 3IGBT電路：采用富士IGBT專用驅(qū)動芯片EXB841，線路典型，外擴過流保護電路。可對EXB841的驅(qū)動電路各點波形以及1GBT的開關(guān)特性進行研究。特點：（1）線路典型，注重對基本概念的了解，力求通過實驗，使學(xué)生對自關(guān)斷器件的特性有比較深刻的理解。（2）由于接線比較多，設(shè)計時充分考慮到學(xué)生實驗時可能產(chǎn)生的誤操作，保護功能完善，可靠性高。使用注意事項：（1） 面板上有比較多的扭子開關(guān)控制電源，需注意扭子開關(guān)的

13、通斷。（2）GTR采用較低頻率的PWM波形驅(qū)動，MOSFET、IGBT采用較高的PWM波形驅(qū)動。(3)由于接線頭采用防轉(zhuǎn)動疊插頭，使用時需注意防轉(zhuǎn)動疊插頭導(dǎo)線的導(dǎo)通，以免觀察不到波形。五MCL08掛箱MCL08掛箱由直流變換電路（BuckBoost電路）和電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源組成。1直流轉(zhuǎn)波電路：控制回路采用555波形發(fā)生器，由光耦進行隔離經(jīng)過推挽電路驅(qū)動GTR。555產(chǎn)生波形的占空比可由電位器進行調(diào)節(jié)，頻率約為8K左右。斬波電路主回路的功率器件采用GTR（10A，800V），輸入電壓為15V，輸出電壓為7.530V之內(nèi)可調(diào)。按流過電感L的電流在周期開始時是否從0開始，可分為連續(xù)或不

14、連續(xù)工作狀態(tài)兩種模式。實驗中，可分別觀察兩種模式下，電感電流iL、二極管電流iVD、GTR電流iVT等波形。2開關(guān)電源采用UC3842構(gòu)成電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源，通過實驗使學(xué)生對開關(guān)電源的工作原理以及UC3842的應(yīng)用有一定的了解，UC3842脈寬調(diào)制器的具體說明可參見第二章的有關(guān)內(nèi)容。六MCL11掛箱：MCL11掛箱分成兩部分：正弦波逆變電源和單相交流調(diào)壓。1正弦波逆變電源正弦波逆變電源的功能是把直流電逆變成交流電。該實驗電路框圖如圖13。由波形發(fā)生器產(chǎn)生一50Hz、幅度可變的正弦波，送入SG3525中的第9端，和3525的第5腳（為鋸齒波）比較后，輸出經(jīng)調(diào)制（調(diào)制頻率約為10kHz

15、）的SPWM波形，經(jīng)過倒相器反相后，得到兩路互為反相的PWM驅(qū)動信號，分別驅(qū)動功率場效應(yīng)管VT1、VT2，使VT1、VT2交替導(dǎo)通，從而在高頻變壓器的副邊得到一SPWM波形，經(jīng)過LC濾波后，得到一50Hz的正弦波，幅度可通過電位器RP進行改變。2單相交流調(diào)壓電路采用自關(guān)斷器件的單相交流調(diào)壓電路和采用傳統(tǒng)的可控硅組成的調(diào)壓電路相比，具有功率因數(shù)高、電網(wǎng)污染少、波形畸變小等優(yōu)點。其原理框圖如圖121。輸入交流電壓為220V，經(jīng)過同步變壓器T后，分別形成兩路互為倒相的方波，寬度為180°，分別對應(yīng)正弦波的正半周和負(fù)半周，由3525進行調(diào)制（調(diào)制頻率約為2.5kHz）后，經(jīng)過隔離及驅(qū)動電路，

16、分別驅(qū)動兩路功率場效應(yīng)管。工作過程為：當(dāng)輸入交流電處于正半波時，經(jīng)調(diào)解制的方波信號施加于VT2的柵極和源極，VT1的控制電壓為0V，交流電經(jīng)L、R、VT2、VD1構(gòu)成回路；當(dāng)輸入交流電處于負(fù)半周時，方波信號加于VT1、VT2控制電壓為0，交流電經(jīng)過VT1、VD2、R、L構(gòu)成回路，從而在R上得到一完整的經(jīng)過調(diào)制的單相正弦波交流電，有效值通過調(diào)節(jié)脈沖的占空比進行改變。實驗一 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)特性與驅(qū)動電路研究一實驗?zāi)康模?. 熟悉IGBT開關(guān)特性的測試方法；2. 掌握混合集成驅(qū)動電路EXB840的工作原理與調(diào)試方法。二實驗內(nèi)容1. EXB840性能測試；2. IGBT開關(guān)特性測試；3

17、. 過流保護性能測試。三實驗方法1EXB840性能測試（1）輸入輸出延時時間測試IGBT部分的“1”與PWM波形發(fā)生部分的“1” 相連，IGBT部分的“13”與PWM波形發(fā)生部分的“2”相連，再將IGBT部分的“10”與“13” 相連，與門輸入“2”與“1”相連，用示波器觀察輸入“1”與“13”及EXB840輸出“12”與“13”之間波形，記錄開通與關(guān)斷延時時間。ton= ，toff=（2）保護輸出部分光耦延時時間測試將IGBT部分“10”與“13”的連線斷開，并將“6”與“7”相連。用示波器觀察“8”與“13”及“4”與“13” 之間波形，記錄延時時間。（3）過流慢速關(guān)斷時間測試接線同上，用

18、示波器觀察“1”與“13”及“12”與“13”之間波形，記錄慢速關(guān)斷時間。（4）關(guān)斷時的負(fù)柵壓測試斷開“10”與“13”的相連，其余接線同上，用示波器觀察“12”與“17”之間波形，記錄關(guān)斷時的負(fù)柵壓值。（5）過流閥值電壓測試斷開“10”與“13” 的連接，斷開“2”與“1”的連接，分別連接“2”與“3”，“4”與“5”，“6”與“7”，分別將主回路的“3”與“4”和“10”與“17”相連，即按照以下表格的說明連線。 IGBT：17 主回路：4IGBT：10主回路：3IGBT：4IGBT：5IGBT：6IGBT：7IGBT：2 IGBT：3IGBT：12IGBT：14將主電路的RP左旋到底，用

19、示波器觀察“12”與“17”之間波形，將RP逐漸向右旋轉(zhuǎn)，邊旋轉(zhuǎn)邊監(jiān)視波形，一旦該波形消失時即停止旋轉(zhuǎn)，測出主回路“3”與“4”之間電壓值，該值即為過流保護閥值電壓值。2開關(guān)特性測試（1）電阻負(fù)載時開關(guān)特性測試將“1”與“13”分別與波形發(fā)生器“1”與“2”相連，“4”與“5”，“6”與“7”，2“與”3“，“12”與“14”，“10”與“18”， “17”與“16”相連，主回路的“1”與“4”分別和IGBT部分的“18”與“15”相連。即按照以下表格的說明連線。IGBT：1PWM：1IGBT：13PWM：2IGBT：4IGBT：5IGBT：6IGBT：7IGBT：2 IGBT：3IGBT：1

20、2IGBT：14IGBT：17IGBT：16IGBT：10IGBT：18 IGBT：15 主回路：4IGBT：18主回路：1 用示波器分別觀察“14”與“15”及“16”與“15”的波形，記錄開通延遲時間。（2）電阻，電感負(fù)載時開關(guān)特性測試將主回路“1”與“18”的連線斷開，再將主回路“2”與“18”相連，用示波器分別觀察“14”與“15”及“16”與“15”的波形，記錄開通延遲時間。（3）不同柵極電阻時開關(guān)特性測試將“12”與“14”的連線斷開，再將“11”與“14”相連，柵極電阻從R53k改為R4=27，其余接線與測試方法同上。3并聯(lián)緩沖電路作用測試（1）將IGBT部分的“18”與“19”

21、相連，IGBT部分的“17”與“20”相連。（2）電阻負(fù)載，有與沒有緩沖電路時觀察“14”與“17”及“18”與“17”之間波形。（3）電阻，電感負(fù)載，有與沒有緩沖電路時，觀察波形同上。4過流保護性能測試，柵計電阻用R4在上述接線基礎(chǔ)上，將“4”與“5”，“6”與“7”相連，觀察“14”與“17”之間波形，然后將“10”與“18”之間連線斷開，并觀察驅(qū)動波形是否消失，過流指示燈是否發(fā)亮，待故障消除后，撳復(fù)位按鈕即可繼續(xù)進行試驗。四實驗報告1. 繪出輸入、輸出及對光耦延時以及慢速關(guān)斷等波形，并標(biāo)出延時與慢速關(guān)斷時間。2. 繪出所測的負(fù)柵壓值與過流閥值電壓值。3. 繪出電阻負(fù)載，電阻電感負(fù)載以及不

22、同柵極電阻時的開關(guān)波形，并在圖上標(biāo)出tON 與tOFF。4. 繪出電阻負(fù)載與電阻、電感負(fù)載有與沒有并聯(lián)緩沖電路時的開關(guān)波形，并說明并聯(lián)緩沖電路的作用。5. 過流保護性能測試結(jié)果，并對該過流保護電路作出評價。實驗二 三相橋式全控整流電路實驗一實驗?zāi)康?熟悉三相橋式全控整流電路的接線及工作原理。2了解集成觸發(fā)器的調(diào)整方法及各點波形。二實驗內(nèi)容1三相橋式全控整流電路2觀察整流或逆變狀態(tài)下，模擬電路故障現(xiàn)象時的波形。三實驗方法1按圖接線，未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。（1）主電路未通電，接通MCL一32T電源控制屏的“低壓直流電源”開關(guān),將MCL-31板上的直流低壓電源引到MCL-33板上

23、.（2）用示波器觀察MCL-33的雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，相互間隔60o的幅度相同的雙脈沖。（3）檢查相序，用示波器觀察“1”，“2”單脈沖觀察孔，“1” 脈沖超前“2” 脈沖600，則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源。（4）將MCL-33板上的Ublf接地，接通“低壓直流電源”，用示波器的一個探頭逐個觀察每個晶閘管的控制極、陰極電壓波形，應(yīng)有幅值為1V2V的雙脈沖。（注意：此時要逐個測試，不得同時觀察兩個晶閘管上的脈沖）注：將面板上的Ublf（當(dāng)三相橋式全控變流電路使用I組橋晶閘管VT1VT6時）接地，將I組橋式觸發(fā)脈沖的六個開關(guān)均撥到“接通”（處于彈起狀態(tài)）。（5）將給定器輸出Ug接至M

24、CL-33面板的Uct端，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub，在Uct=0時，使a=150o。具體方法為：用雙蹤示波器的一路接U相同步電壓，另一路接1#脈沖孔的觸發(fā)脈沖，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub電位器，使得脈沖出現(xiàn)的位置剛好對應(yīng)于U相同步電壓的150o位置。（注意：示波器兩路輸入的橫軸必須重合，否則將會產(chǎn)生誤差） 2三相橋式全控整流電路 按圖4-12接線，S撥向左邊短接線端，將Rd調(diào)至最大(450W)。調(diào)節(jié)Uct（即給定器輸出Ug電位器），使a在30o90o范圍內(nèi)（具體方法和1中的（5）相同），用示波器觀察記錄a=30O、60O、90O時，整流電壓ud=f（t），晶閘管兩端電壓uVT=f（t）的波形，并記錄相應(yīng)的Ud和

25、交流輸入電壓U2數(shù)值。3電路模擬故障現(xiàn)象觀察。（1）在整流狀態(tài)時，斷開某一晶閘管元件的觸發(fā)脈沖開關(guān)（依次按下觸發(fā)脈沖的六個開關(guān)中其中一個），則該元件無觸發(fā)脈沖即該支路不能導(dǎo)通，觀察并分別記錄此時的ud波形。（2）斷開兩只晶閘管元件的觸發(fā)脈沖開關(guān)（任意按下觸發(fā)脈沖六個開關(guān)中其中兩個），觀察并分別記錄此時的ud波形。（3）斷開三只晶閘管元件的觸發(fā)脈沖開關(guān)（任意按下觸發(fā)脈沖六個開關(guān)中其中三個），觀察并分別記錄此時的ud波形。四實驗報告1畫出電路的移相特性Ud=f(a)曲線；2作出整流電路的輸入輸出特性Ud/U2=f（）；3畫出三相橋式全控整流電路時，a角為30O、60O、90O時的ud、uVT波形；

26、4畫出模擬故障的波形圖并簡單分析模擬故障現(xiàn)象。實驗三 直流斬波電路的性能研究一實驗?zāi)康氖煜そ祲簲夭娐罚˙uck Chopper）和升壓斬波電路(Boost Chopper)的工作原理，掌握這兩種基本斬波電路的工作狀態(tài)及波形情況。二實驗內(nèi)容1SG3525芯片的調(diào)試。2降壓斬波電路的波形觀察及電壓測試。3升壓斬波電路的波形觀察及電壓測試。三實驗方法1SG3525的調(diào)試。原理框圖見圖511。將扭子開關(guān)S1打向“直流斬波”側(cè)，S2電源開關(guān)打向“ON”，將“3”端和“4”端用導(dǎo)線短接，用示波器觀察“1”端輸出電壓波形應(yīng)為鋸齒波，并記錄其波形的頻率和幅值。扭子開關(guān)S2扳向“ON”，用導(dǎo)線分別連接“5”、

27、“6”，用示波器觀察“5”端波形，并記錄其波形、頻率、幅度，調(diào)節(jié)“脈沖寬度調(diào)節(jié)”電位器，記錄其最大占空比和最小占空比。Dmax=Dmin=2實驗接線圖見圖512（接線時請斷開電源，即把鑰匙開關(guān)關(guān)閉）。（1）切斷MCL-16主電源，分別將“主電源2”的“1”端和“直流斬波電路”的“1”端相連，“主電源2”的“2”端和“直流斬波電路”的“2”端相連，將“PWM波形發(fā)生”的“7”、“8”端分別和直流斬波電路VT1的G1S1 端相連，“直流斬波電路”的“4”、“5”端串聯(lián)MEL-03電阻箱 (將兩組900/0.41A的電阻并聯(lián)起來，逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)至阻值最大約450)。（2）檢查接線正確后，接通控制電路和

28、主電路的電源(注意：先接通控制電路電源后接通主電路電源 )，改變脈沖占空比，每改變一次，分別觀察PWM信號的波形，MOSFET的柵源電壓波形，輸出電壓u0波形，輸出電流i0的波形，記錄PWM信號占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0。（3）改變負(fù)載R的值（注意：負(fù)載電流不能超過1A），重復(fù)上述內(nèi)容2。（4）切斷主電路電源，斷開“主電路2”和“降壓斬波電路”的連接，斷開“PWM波形發(fā)生”與VT1的連接，分別將“直流斬波電路”的“6”和“主電路2”的“1”相連，“直流斬波電路”的“7”和“主電路2”的“2”端相連，將VT2的G2S2分別接至“PWM波形發(fā)生”的“7”和“8”端，直流斬波電路的“10

29、”、“11” 端，分別串聯(lián)MEL-03電阻箱（兩組分別并聯(lián)，然后串聯(lián)在一起逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)至阻值最大約900）和直流安培表（將量程切換到2A擋）。檢查接線正確后，接通主電路和控制電路的電源。改變脈沖占空比D，每改變一次，分別：觀察PWM信號的波形，MOSFET的柵源電壓波形，輸出電壓、u0波形，輸出電流i0的波形，記錄PWM信號占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0。（5）改變負(fù)載R的值（注意：負(fù)載電流不能超過1A），重復(fù)上述內(nèi)容4。（6）實驗完成后，斷開主電路電源，拆除所有導(dǎo)線。四注意事項（1）“主電路電源2”的實驗輸出電壓為15V，輸出電流為1A，當(dāng)改變負(fù)載電路時，注意R值不可過小，否則電流太

30、大，有可能燒毀電源內(nèi)部的熔斷絲。（2）實驗過程當(dāng)中先加控制信號，后加“主電路電源2”。（3）做升壓實驗時，注意“PWM波形發(fā)生器”的“S1”一定要打在“直流斬波”，如果打在“半橋電源”極易燒毀“主電路電源2” 內(nèi)部的熔斷絲。五實驗報告1分析PWM波形發(fā)生的原理2記錄在某一占空比D下，降壓斬波電路中，MOSFET的柵源電壓波形，輸出電壓u0波形，輸出電流i0的波形，并繪制降壓斬波電路的Ui/Uo-D曲線，與理論分析結(jié)果進行比較，并討論產(chǎn)生差異的原因。實驗四 單相交直交變頻電路的性能研究一實驗?zāi)康氖煜蜗嘟恢苯蛔冾l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

31、交變頻電路在電阻負(fù)載、電阻電感負(fù)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(nèi)容1測量SPWM波形產(chǎn)生過程中的各點波形。2觀察變頻電路輸出在不同的負(fù)載下的波形。三實驗設(shè)備及儀器1電力電子及電氣傳動主控制屏。2MCL-16組件。3電阻、電感元件(MEL-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513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(qū)動電路采用美國國際整流器公司生產(chǎn)的大規(guī)模MOSFET和IGBT專用驅(qū)動集成電路1R2110，控制電路如圖512所示，以單片集成函數(shù)發(fā)生器ICL8038為核心組成，生成兩路PWM信號，分別用于控制VT1、VT4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