正弦逆變電路實(shí)驗(yàn)開關(guān)電源實(shí)驗(yàn)報(bào)告-文庫吧
2025-06-09 06:30 本頁面
【正文】 。將輸出正弦波頻率調(diào)整為50Hz，將“輸出幅度”旋鈕從0逐漸右旋至最大。將開關(guān)頻率分別設(shè)置為10千周和20千周。用萬用表分別測量正弦輸出電壓的最大有效值Uomax和此時(shí)的主電路直流電壓Ud，觀察開關(guān)頻率對輸出正弦波形的平滑度、失真度和高頻諧波頻率的影響，分辨實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)出的噪聲大小。將測試結(jié)果填入表21。表21 逆變電路測試結(jié)果開關(guān)頻率10千周20千周Uomax(V)Ud(V)波形平滑程度波形失真程度高頻諧波頻率噪聲情況 電流測量（選做）若要觀測電路中任一處的電流波形，方法如下：使用MC0512模塊上的霍爾電流傳感器單元，將該模塊的＋15V、0V和－15V端用導(dǎo)線分別對應(yīng)地與直流電源模塊MC0201D上的＋15V、0V和－15V端口連接好。將待測電流回路串聯(lián)接入到MC0512模塊上霍爾電流傳感器右側(cè)“被測電流”的“＋”和“－”兩個(gè)輸入端，接通電源后，測量該路霍爾電流傳感器左側(cè)“輸出電壓”端口的電壓值，或用示波器觀測該點(diǎn)波形，得到該回路的電流值或波形。接線關(guān)系見《實(shí)驗(yàn)一》中的圖18。l 【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】 線路連接完畢以后要認(rèn)真檢查，待確認(rèn)無誤后方可通電和做實(shí)驗(yàn)。 注意電路的通電和斷電順序：通電時(shí)要先接通控制回路，然后再接通主回路；斷電時(shí)先切斷主回路，然后再切斷控制回路。 當(dāng)需要改變電路接線、改變電路的開關(guān)頻率或負(fù)載大小時(shí)，一定要先關(guān)斷電路的電源，然后再進(jìn)行操作。 由于主電路電壓較高，在實(shí)驗(yàn)裝置停機(jī)后務(wù)必使用放電電阻對主電路的直流電壓放電，然后再改變接線，以保障人身和實(shí)驗(yàn)裝置的安全。 嚴(yán)禁在電路空載（負(fù)載開路）的情況下通電做實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中標(biāo)注“選做”的項(xiàng)目內(nèi)容屬于研究型實(shí)驗(yàn)，供有興趣的同學(xué)在完成了全部基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以后，在時(shí)間允許的情況下選做。 在測量電壓較高的信號時(shí)，應(yīng)使用帶有隔離的高壓示波器探頭，一般選擇衰減倍數(shù)為X100。注意高壓探頭自身需要供電電源。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置工作不正常時(shí)，應(yīng)切斷電源，保持現(xiàn)場，認(rèn)真檢查原因，排除故障后再繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。l 【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】 繪制SPWM逆變實(shí)驗(yàn)電路的主電路原理圖，結(jié)合測試波形分析其工作原理。 根據(jù)表21的測試結(jié)果，總結(jié)開關(guān)頻率的變化對逆變電路工作性能（含Uomax/Ud、波形平滑程度、波形失真程度、高頻諧波幅值和頻率以及噪聲等）的影響，分析其原因。 分析電路濾波參數(shù)的變化對負(fù)載輸出波形的影響。 分析改變調(diào)制度和輸出頻率對輸出波形有效值和頻率的影響。 說明為使輸出波形盡可能接近正弦波可以采取的措施。 寫出實(shí)驗(yàn)的心得和體會(huì)，以及對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見或其他建議。l 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1. 正弦逆變電路基本功能驗(yàn)證：連接完電路后測試輸出電壓，波形如下：調(diào)節(jié)輸出幅度旋鈕，燈泡亮度隨之變化。調(diào)節(jié)輸出頻率旋鈕，輸出波形的頻率也隨之變化。同時(shí)大約讀出在輸出頻率為50Hz的情況下，波形疊加的高頻分量幅值為40mV。頻率為50Hz的輸出波形高頻分量波形波形的平滑度2. 濾波器參數(shù)對電路工作性能的影響：將 MC0612 模塊上的 3 個(gè)電容并聯(lián)，同樣在輸出頻率50Hz的情況下得到輸出波形、高頻分量和波形平滑度如下：頻率為50Hz的輸出波形高頻分量波形波形的平滑度測得此時(shí)高頻分量的幅值約為30mV，小于兩個(gè)電容并聯(lián)時(shí)的40mV。所以可見濾波器的低通性能越好，得到的正弦波的平滑程度越好。3. 實(shí)驗(yàn)電路中工作波形的測量：將輸出正弦波頻率調(diào)整為55Hz，分別將輸出電壓有效值調(diào)整為0V、55V和110V，觀測IGBT驅(qū)動(dòng)信號、IGBT模塊MC2018 的“H橋”輸出端、MC0612模塊上的高頻電感兩端以及輸出正弦電壓的波形。觀察SPWM波形最大/最小占空比的變化，分析逆變電路的工作原理及高頻濾波電感電容的作用。觀察并分析在一個(gè)正弦輸出周期內(nèi)SPWM波形的變化規(guī)律 （可與驅(qū)動(dòng)信號作對比）a) 當(dāng)輸出電壓有效值為0時(shí)：IGBT驅(qū)動(dòng)信號H橋輸出波形電感兩段波形輸出波形b) 當(dāng)輸出電壓有效值為55V時(shí)：IGBT驅(qū)動(dòng)信號H橋輸出波形電感兩段波形輸出波形c) 輸出電壓有效值為110V時(shí)：IGBT驅(qū)動(dòng)信號H橋輸出波形電感兩段波形輸出波形4. 開關(guān)頻率對電路工作性能和噪聲的影響：將輸出正弦波頻率調(diào)整為 50Hz，將“輸出幅度”旋鈕從 0 逐漸右旋至最大。將開關(guān)頻率分別設(shè)置為 10 千周、15 千周和 20 千周。用萬用表分別測量正弦輸出電壓的最大有效值 Uomax 和此時(shí)的主電路直流輸入電壓 Ud，觀察開關(guān)頻率對輸出正弦波形的平滑度、失真度和高頻諧波頻率的影響，分辨實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)出的噪聲大小。測得數(shù)據(jù)如下表：開關(guān)頻率10千周20千周Uomax(V)Ud(V)高頻諧波頻率波形平滑程度波形失真程度噪聲情況由測得的波形可知，當(dāng)開關(guān)頻率為10千周時(shí)，波形平滑程度較低，失真程度較低，噪聲情況比較清晰；當(dāng)開關(guān)頻率提高為20千周時(shí)，波形平滑程度相對較高，失真程度相對也較高，噪聲情況比較微弱。5. 電流測量（選作）：。l 【實(shí)驗(yàn)分析】1． 繪制SPWM逆變實(shí)驗(yàn)電路的主電路原理圖，結(jié)合測試波形分析其工作原理。解答：原理圖如右側(cè)（取自實(shí)驗(yàn)指示書）：工作原理：面積等效原理，沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在慣性環(huán)節(jié)上時(shí)，作用效果基本相同。根據(jù)這一原理，若有一幅值不變而面積占空比變化的方波，其一個(gè)周期內(nèi)的沖量與某一正弦波在同樣時(shí)間內(nèi)沖量相同，則可以使負(fù)載輸出近似于正弦的波形。這里方波的占空比由IGBT的驅(qū)動(dòng)信號控制，而高頻濾波部分則是慣性環(huán)節(jié)，最終加在負(fù)載上的波形即是需要得到的波形。同時(shí)可以知道SPWM原理就是通過改變方波的占空比，使得這
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