【正文】 無錫城市職業(yè)技術學院 《 現代電力電子 技術》 實 驗 指導書 專業(yè)名稱 應用電子技術 班 級 小組成員 指導教師 無錫城市職業(yè)技術學院電子信息工程系 現代電力電子技術實驗指導書 第 1 頁 共 21 頁 目 錄 準備知識 MULTISIM 9 基本操作 ........................................................................ 2 實驗一 晶閘管的導通和關斷條件 實驗 .............................................................. 8 實驗二 單相半波可控整流電路 ........................................................................10 實驗三 單相半控橋整流電路 ............................................................................12 實驗四 單相全控橋整流電路 ............................................................................14 實驗五 SPWM產生電路 ......................................................................................16 實驗六 單結晶體管觸發(fā)電路 ............................................................................18 實驗七 三相橋式整流電路 ..............................................................................20 現代電力電子技術實驗指導書 第 2 頁 共 21 頁 準備知 識 Multisim 9 基本操作 Multisim 9 是 IIT 公司推出 Multisim 2020 之后的 Multisim 最新版本 （ 06 年底又發(fā)布最新的版本Multisim10） 。 Multisim 9 提供了全面集成化的設計環(huán)境，完成從原理圖設計輸入、電路仿真分析到電路功能測試等工作。當改變電路連接或改變元件參數，對電路進行仿真時，可以清楚地觀察到各種變化對電路 性能的影響 。 Multisim 9 基本操作 基本界面 文件基本操作 與 Windows 常用的文件操作一樣， Multisim9 中也有： New新建文件、 Open打開文件、 Save保存文件、 Save As另存文件、 Print打印文件、 Print Setup打印設置和 Exit退出等相關的文件操作。 以上這些操作可以在菜單欄 File 子菜單下選擇命令，也可以應用快捷鍵或工具欄的圖標進行快捷操作。 元器件基本操作 常用的元器件編輯功能有： 90 Clockwise順時針旋轉 90?、 90 CounterCW逆時針旋轉 90?、 Flip Horizontal水平翻轉、 Flip Vertical垂直翻轉、 Component Properties元件屬性等。這些操作可以在菜單欄 Edit 子菜單下選擇命令，也可以應用快捷鍵進行快捷操作。 仿真電源開關 菜單欄 工具欄 元器件欄 儀器儀表欄 電路工作區(qū) 狀態(tài)欄 現代電力電子技術實驗指導書 第 3 頁 共 21 頁 原始圖像 順時針旋轉 90? 逆時針旋轉 90? 水平翻轉 垂直翻轉 Multisim 9 電路創(chuàng)建 元器件 1. 選擇元器件 在元器件欄中單擊要選擇的元器件庫圖標，打開該元器件庫。在屏幕出現的元器件庫對話框中選擇所需的元器件，常用元器件庫有 13 個：信號源庫、基本元件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬器件庫、TTL 數字集成電路庫、 CMOS 數字集成電路庫、其他數字器件庫、混合器件庫、指示器件庫、其他器件庫、射頻器件庫、機電器件庫等。 2. 選中元器件 鼠標點擊元器件，可選中該元器件。 3. 元器件操作 選中元器件，單擊鼠標右鍵，在菜單中出現下 列操作命令： 4. 元器件特性參數 雙擊該元器件，在彈出的元器件特性對話框中，可以設置或編輯元器件的各種特性參數。元器件不同每個選項下將對應不同的參數。 例如： NPN 三極管的選項為： Label 標識 Display 顯示 Value 數值 Pins – 管腳 Multisim 9 操作界面 Multisim 9 菜單欄 Cut：剪切 Copy：復制 Flip Horizontal：選中元器件的水平翻轉； Flip Vertical：選中元器件的垂直翻轉； 90 Clockwise：選中元器件的順時針旋轉 90?； 90 CounterCW：選中元器件的逆時針旋轉 90?； Color：設置器件顏色 Edit Symbol：設置 器件參數 Help：幫助信息 現代電力電子技術實驗指導書 第 4 頁 共 21 頁 11 個菜單欄包括了該軟件的所有操作命令。從左至右為： File（文件）、 Edit（編輯）、 View（窗口）、 Place（放置）、Simulate（仿真）、 Transfer（文件輸出）、 Tools（工具）、 Reports（報告）、 Options（選項）、 Window（窗口）和 Help（幫助）。 Multisim9 元器件欄 由于該工具欄是浮動窗口，所以不同用戶顯示會有所不同（方法是：用鼠標右擊該工具欄就可以選擇不同工具欄，或者鼠標左鍵單擊工具欄不要放，便可以隨意拖動）。 從左到右依次是：新建，打開，保存，打印，打印預覽，剪切，復制，粘貼，撤銷，重做。滿屏顯示，放大，縮小，選擇放大， 100%顯示。電源，電阻，二極管，三極管，集成電路， TTL 集成電路， COMS集成電路，數字器件，混合器件庫，指示器件庫，其他器件庫，電機類器件庫，射頻器件庫。導線，總線。 顯示或隱藏設計項目欄，電路屬性欄，電路元件屬性欄，新建元件對話框，啟動仿真分析，圖表，電氣規(guī)則檢查，從 Unltiboard 導入數據，導出數據到 unltiboard，使用元件列表，幫助。 Multisim 儀器儀表 欄 Multisim 在儀器儀表欄下提供了 17 個常用儀器儀表，依次為數字萬用表、函數發(fā)生器、瓦特表、雙通道示波器、四通道示波器、波特圖儀、頻率計、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器、 IV分析儀、失真度儀、頻譜分析儀、網絡分析儀、 Agilent 信號發(fā)生器、 Agilent 萬用表、 Agilent 示波器。 Multisim 儀器儀表使用 數字萬用表（ Multimeter） Multisim 提供的萬用表外觀和操作與實際的萬用表相似，可以測電流 A、電壓 V、電阻Ω和分貝值 db， 測直流或交流信號。萬用表有正極和負極兩個引線端 。 現代電力電子技術實驗指導書 第 5 頁 共 21 頁 函數發(fā)生器（ Function Generator） Multisim 提供的函數發(fā)生器可以產生正弦波、三角波和矩形波，信號頻率可在 1Hz 到 999MHz 范圍內調整。信號的幅值以及占空比等參數也可以根據需要進行調節(jié)。信號發(fā)生器有三個引線端口：負極、正極和公共端。 雙通道示波器（ Oscilloscope） Multisim 提供的雙通道示波器與實際的示波器外觀和基本操作基本相同，該示波器可以觀察一路或兩路信號波形的形 狀，分析被測周期信號的幅值和頻率，時間基準可在秒直至納秒范圍內調節(jié)。示波器圖標有四個連接點： A 通道輸入、 B 通道輸入、外觸發(fā)端 T 和接地端 G。 現代電力電子技術實驗指導書 第 6 頁 共 21 頁 示波器的控制面板分為四個部分： 1. Time base（時間基準） Scale（量程）：設置顯示波形時的 X 軸時間基準。 X position（ X 軸位置）：設置 X 軸的起始位置。 顯示方式設置有四種： Y/T 方式指的是 X 軸顯示時間， Y 軸顯示電壓值； Add 方式指的是 X 軸顯示時間， Y 軸顯示 A 通道和 B 通道電壓之和； A/B 或 B/A 方式指的是 X 軸和 Y 軸都顯示電壓值。 2. Channel A（通道 A） Scale（量程）：通道 A 的 Y 軸電壓刻度設置。 Y position（ Y 軸位置）：設置 Y 軸的起始點位置，起始點為 0 表明 Y 軸和 X 軸重合，起始點為正值表明 Y 軸原點位置向上移，否則向下移。 觸發(fā)耦合方式： AC（交流耦合）、 0（ 0 耦合）或 DC（直流耦合），交流耦合只顯示交流分量，直流耦合顯示直流和交流之和， 0 耦合，在 Y 軸設置的原點處顯示一條直線。 3. Channel B（ 通道 B） 通道 B 的 Y 軸量程、起始點、耦 合方式等項內容的設置與通道 A 相同。 4. Tigger（觸發(fā)） 觸發(fā)方式主要用來設置 X 軸的觸發(fā)信號、觸發(fā)電平及邊沿等。 Edge（邊沿） ：設置被測信號開始的邊沿，設置先顯示上升沿或下降沿。 Level（電平） ：設置觸發(fā)信號的電平，使觸發(fā)信號在某一電平時啟動掃描 。觸發(fā)信號選擇 ： Auto（自動）、通道 A 和通道 B 表明用項應的通道信號作為觸發(fā)信號； ext為外觸發(fā)； Sing 為單脈沖觸發(fā)； Nor 為一般脈沖觸發(fā)。 現代電力電子技術實驗指導書 第 7 頁 共 21 頁 四通道示波器（ 4 Channel Oscilloscope） 四通道示波器與雙通道示波 器的使用方法和參數調整方式完全一樣，只是多了一個通道控制器旋鈕 ，當旋鈕撥到某個通道位置，才能對該通道的 Y 軸進行調整。 現代電力電子技術實驗指導書 第 8 頁 共 21 頁 實驗一 晶閘管的導通和關斷條件實驗 一．實驗目的 1． 驗證晶閘管的導通條件及關斷方法 。 2． 測試晶閘管的維持電流 。 二．實驗儀器及材料 裝有 Multisim 電路仿真軟件的計算機一臺。 三．預習要求 （ 1） 閱讀 電力電子技術教材中有關晶閘管的內容，弄清晶閘管的結構與工作原理； （ 2）復習晶閘管基本特征的有關內容，掌握晶閘管正常工作時的特性； 四．實驗內 容 （ 1）使用 Multisim軟件，在四個文件中分別完成下列實驗電路的繪制： 圖 11 圖 12 現代電力電子技術實驗指導書 第 9 頁 共 21 頁 圖 13 圖 14 （ 2） 晶閘管的導通條件 a) 加 36V反向陽極電壓，門極開路或接 6V電壓或接 +6V電壓，觀察燈泡是否亮，判斷晶閘管是否導通； （見圖 11） b) 36V正向陽極電壓，門極開路或接 6V電壓，觀察燈泡亮否，判斷晶閘管是否導通；（見圖 12） c) 陽極加 36V正向電壓，門極加 +6V正向電壓，觀察燈泡亮否，判斷晶閘管是否導通； （見圖 13） d) 燈亮后去掉 門 極電壓，看燈泡是否繼續(xù)亮。 （見圖 13） e) 寫出導通條件，說明 門 極作用。 （ 3） 晶閘管關斷條件實驗（見圖 1圖 14） a) 按圖 13，接通 36V電源電壓，再在門極接通 +6V電壓使晶閘管導通，燈泡亮，接著斷開 門 極電壓 ； b) 去掉 36V陽極電壓，觀看燈泡是否亮 ； c) 使晶閘管導通，然后斷開門極電壓，即打開 J5，接著閉合 J5，再打開 J5，觀察燈泡是否熄滅 ； d) 再使晶閘管導通，斷開門極電壓， 調節(jié)電位器 R3， 逐漸減小陽極電壓，當電流表 的 值 突然 降到 很低，電壓表指示接近 36v時，記下 突變前的電流 值，即被測晶閘管的維持電流，此時若再升高陽極電源電壓，燈泡也不 再發(fā)亮，說明晶管已關 斷； 現代電力電子技術實驗指導書 第 10 頁 共 21 頁 e) 總結關斷晶閘管的方法。 五．實驗報告 ： 1．按實驗內容完成各步驟，列出 實驗 結果 和維持電流值 。 2． 畫出測試 電 路圖 。 3．實驗中發(fā)生的值得討