1、精選優質文檔-傾情為你奉上實 驗 報 告課程名稱：現代電力電子技術實驗項目：單相正弦波脈寬調制（SPWM）逆變電路驗實驗時間： 實驗班級： 總 份 數： 指導教師：朱鷹屏 自動化 學院 電力電子 實驗室二 年 月 日 廣東技術師范學院實驗報告學院：自動化學院專業：電氣工程及其自動化班級： 成績：姓名： 學號： 組別：組員：實驗地點：電力電子實驗室實驗日期：指導教師簽名：預習情況操作情況考勤情況數據處理情況實驗 （六） 項目名稱：單相正弦波脈寬調制（SPWM）逆變電路實驗1. 實驗目的和要求(1)熟悉單相交直交變頻電路原理及電路組成。(2)熟悉ICL8038的功能。(3)掌握SPWM波產生的基理

2、。(4)分析交直交變頻電路在不同負載時的工作情況和波形，并研究工作頻率對電路工作波形的影響。2. 實驗原理采用SPWM正弦波脈寬調制，通過改變調制頻率，實現交直交變頻的目的。實驗電路由三部分組成：即主電路, 驅動電路和控制電路。主電路部分:AC/DC (整流) DC/AC (逆變)圖4-1 主電路結構原理圖如圖4-1所示, 交直流變換部分（AC/DC）為不可控整流電路（由實驗掛箱DJK09提供）；逆變部分（DC/AC）由四只IGBT管組成單相橋式逆變電路，采用雙極性調制方式。輸出經LC低通濾波器，濾除高次諧波，得到頻率可調的正弦波（基波）交流輸出 。本實驗設計的負載為電阻性或電阻電感性負載，在

3、滿足一定條件下,可接電阻啟動式單相鼠籠式異步電動機。(2)驅動電路:如圖4-2（以其中一路為例）所示，采用IGBT管專用驅動芯片M57962L，其輸入端接控制電路產生的SPWM信號，其輸出可用以直接驅動IGBT管。其特點如下：采用快速型的光藕實現電氣隔離。具有過流保護功能，通過檢測IGBT管的飽和壓降來判斷IGBT是否過流,過流時IGBT管CE結之間的飽和壓降升到某一定值，使8腳輸出低電平，在光藕TLP521的輸出端OC1呈現高電平，經過流保護電路（見圖4-3），使4013的輸出Q端呈現低電平，送控制電路，起到了封鎖保護作用。圖4-2 驅動電路結構原理圖 圖4-3保護電路結構原理圖(3)控制電

4、路: 圖4-4 控制電路結構框圖 圖4-5控制電路結構原理圖控制電路如圖4-5所示，它是由兩片集成函數信號發生器ICL8038為核心組成，其中一片8038產生正弦調制波Ur，另一片用以產生三角載波Uc，將此兩路信號經比較電路LM311異步調制后，產生一系列等幅，不等寬的矩形波Um，即SPWM波。Um經反相器后，生成兩路相位相差180度的±PWM波，再經觸發器CD4528延時后，得到兩路相位相差180度并帶一定死區范圍的兩路SPWM1和SPWM2波，作為主電路中兩對開關管IGBT的控制信號。各波形的觀測點均已引到面板上，可通過示波器進行觀測。為了便于觀察SPWM波，面板上設置了“測試”

5、和“運行”選擇開關，在“測試”狀態下，三角載波Uc的頻率為180HZ左右,此時可較清楚地觀察到異步調制的SPWM波，通過示波器可比較清晰地觀測SPWM波，但在此狀態下不能帶載運行，因載波比N太低，不利于設備的正常運行。在“運行”狀態下，三角載波Uc頻率為10KHZ左右, 因波形的寬窄快速變化致使無法用普通示波器觀察到SPWM波形，通過帶儲存的數字示波器的存儲功能也可較清晰地觀測SPWM波形。正弦調制波Ur頻率的調節范圍設定為5-60Hz。 控制電路還設置了過流保護接口端STOP，當有過流信號時，STOP呈低電平，經與門輸出低電平，封鎖了兩路SPWM信號，使IGBT 關斷，起到保護作用。3. 主

6、要儀器設備序號型 號備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊2DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”等模塊3DJK09 單相調壓與可調負載該掛件包含“單相自藕調壓器” 等模塊4DJK14單相交直交變頻原理5雙蹤示波器自備6萬用表自備4. 實驗內容及步驟實驗內容：(1)控制信號的觀測。(2)帶電阻及電阻電感性負載。實驗步驟：(1)控制信號的觀測在主電路不接直流電源時，打開控制電源開關，并將DJK14掛箱左側的鈕子開關撥到“測試”位置。觀察正弦調制波信號Ur的波形，測試其頻率可調范圍；觀察三角載波Uc的波形，測試其頻率；改變正弦調制波信號Ur的頻率，再測量三角載

7、波Uc的頻率，判斷是同步調制還是異步調制； 比較“PWM+”，“PWM-” 和“SPWM1”，“SPWM2”的區別，仔細觀測同一相上下兩管驅動信號之間的死區延遲時間。(2)帶電阻及電阻電感性負載在實驗步驟1之后，將DJK14掛箱面板左側的鈕子開關撥到“運行”位置，將正弦調制波信號Ur的頻率調到最小，選擇負載種類： 將輸出接燈泡負載，然后將主電路接通由控制屏左下側的直流電源(通過調節單相交流自藕調壓器，使整流后輸出直流電壓保持為200V)接入主電路，由小到大調節正弦調制波信號Ur的頻率，觀測負載電壓的波形，記錄其波形參數（幅值、頻率）。 F(HZ)15305060UO(V)1161162116.

8、31166 接入DJK06給定及實驗器件和DJK02上的100mH電感串聯組成的電阻電感性負載，然后將主電路接通由DJK09提供的直流電源(通過調節交流側的自藕調壓器，使輸出直流電壓保持為200V)，由小到大調節正弦調制波信號Ur的頻率觀測負載電壓的波形，記錄其波形參數（幅值、頻率）。F(HZ)15305060UO(V)116.3116.5116.7116.8 5. 實驗數據記錄和處理(1)將輸出接燈泡負載，然后將主電路接通由控制屏左下側的直流電源(通過調節單相交流自藕調壓器，使整流后輸出直流電壓保持為200V)接入主電路，由小到大調節正弦調制波信號Ur的頻率，觀測負載電壓的波形，記錄其波形參

9、數（幅值、頻率）。 F(HZ)15305060UO(V)1161162116.31166 接入DJK06給定及實驗器件和DJK02上的100mH電感串聯組成的電阻電感性負載，然后將主電路接通由DJK09提供的直流電源(通過調節交流側的自藕調壓器，使輸出直流電壓保持為200V)，由小到大調節正弦調制波信號Ur的頻率觀測負載電壓的波形，記錄其波形參數（幅值、頻率）。F(HZ)15305060UO(V)116.3116.5116.7116.8 6. 實驗結果與分析(1)雙蹤示波器有兩個探頭，可同時測量兩路信號，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電路的不同電位的兩個點上，否則這兩點會通過示波器外殼發生電氣短路。為此，為了保證測量的順利進行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個問題。當需要同時觀察兩個信號時，必須在被測電路上找到這兩個信號的公共點，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測信號，只有這樣才能在示波器上同時觀察到兩個