电力电子实验报告

实验一、直流斩波电路的性能研究

一、实验目的

1．熟悉降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理。

2．掌握这两种基本轿波电路的工作状态及波形情况。

二、实验项目

降压型（Buck）斩波电路性能研究。

三、实验原理

3.1 实验原理图

降压斩波电路

四、实验步骤及方法

1.熟悉各个模块的功能，检査控制电路和主电路的电源开关是否为关闭状态。

2.按照实验原理图进行接线。

3.对 PWM 控制模块依次进行如下设置：

a 调节“幅值调节”旋钮，向左旋转至最小。

b“控制方式”开关拨为开环。

c“载波频率”设置为 20K。

d“输出模式”开关拨为模式 1。

4.打开底柜 24V 和 15V 电源，将 PWM 控制模块的开关拨为 ON，用示波器分别观察载波（三角波）和 PWM 信号的波形，记录其波形、频率和幅值。调节“幅值调节”旋钮，观察 PWM 信号的变化情况。

5.斩波电路的输入直流电压 Ui 由底柜的可调直流源给出，观察 Ui 波形，记录其平均值。

6.接通主电路和控制电路的电源。调节“幅值调节”旋钮，改变 PWM 波的占空比，观测输出电压 U o 波形。分别记录几组 PWM 信号占空比α, U i 、U o 的平均值。

五、实验结果

1.Vi=50V时，D=19.04%，输出电压波形如下图所示，由图知，Vo=8.8V，Vo理论值=Vi*D=9.52V。

2.Vi=40V时，D=66.94%，输出电压波形如下图所示，由图知，Vo=20V，Vo理论值=Vi*D=26.776V。

六、结果分析

将降压斩波电路中实际输出电压与理论分析结果逬行比较, 讨论产生差异的原因。

答：实际上斩波电路会由于输出端使用电容滤波，而造成输出电压与理论值不同。

实验二、三相交直交变频电路的性能研究

一、实验目的

1．熟悉三相交直交变頻电路的组成。

2. 熟悉三相桥式 PWM 逆变电路中各元器件的作用、工作原理。

3. 对三相交直交变频电路在电阻负载、电阻电感负载时的工怍情况及其波

形作全面分析，并研究工作频率对电路工作波形的影响。

二、实验电路

原理图

三、实验步骤

1. 按图中电路接线，接线完成后进行检查。

2. 先打开控制电路电源，暂不接通主电路的交流电源。

3. 观察正弦波发生电路输出的正弦信号～U，～V，～W 波形，测试其频率可调范围。

4. 观察载波（三角波）的波形，测出其频率，并观察正弦波与载波的对应关系。

5. 观察六路PWM信号（SPWM控制模块中的PWM1～PWM6），并分别观测施加于V1~V6的栅极与发射极间的驱动信号，判断驱动信号是否正常。在主电路不接通电源的情况下，对比 V1 和 V2 的驱动信号，观测同一相上、下两管驱动信号之间的互锁延迟时间。

6. 接通主电路的交流电源。观察主电路的中整流后的直流电压 Ud 的波形，并测量其平均值。

四、实验结果

观察载波、调制波、中间直流Ud、输出电压Uan、Uab、ia的波形。

中间直流Ud

输出侧电压Vab

输出侧电压Van

载波

电流ia

五、结果分析

1.分析说明实验电路中的 PWM 控制是采用单极性方式还是双极性方式。答：实验电路中的PWM控制是采用双极性方式。

2.分析说明实验电路中的 PWM 控制是采用同歩调制还是异步调制。

答：实验电路中的PWM控制是采用同步调制。

3.为使输出波形尽可能地接近正弦波，可以采取什么措施？

答：增大逆变器主电路的功率开关器件在其输出电压半周内的开关次数N。

实验三、三相全控桥整流电路分析

一、实验目的

1.熟悉三相全控桥整流电路组成。

2.熟悉电路中器件的工作原理及作用，并研究输出波形。

二、实验电路

三、实验步骤

在不同的导通角下，记录输出电压、晶闸管输出电压和电流的波形。

四、实验结果

1.00时导通，输出波形下图所示。

60时导通，输出波形下图所示。

2.0

3.0

90时导通，输出波形下图所示。