实验四 SPWM逆变电路实验

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1、实验四SPWM逆变电路实验一、实验目的1．掌握单相正弦波（SPWM）逆变电路的组成、工作原理、特点、波形分析与使用场合。2．熟悉正弦波发生电路、PWM专用集成电路SG3525的工作原理与使用方法。二、实验仪器1.MCL－III教学实验台主控制屏2.NMCL-22实验3.双踪示波器4.万用表三、脉宽调制信号产生原理脉宽调制信号由专用集成芯片SG3525产生。SG3525芯片不仅能产生频率灵活可变的方波，而且可输出正弦PWM（SPWM）信号，以提高后接变压器的工作频率。为了使SG3525产生一个SPWM信号，可在芯片的9脚处加入一个幅度可变的正弦波（图b），与5脚

2、处的锯齿波（图a）信号进行比较，从而获得SPWM控制信号，改变正弦波的幅值，即改变调制度M（调制度定义为正弦波调制波峰Urm与锯齿波载波峰值Utm之比，即M=Urm/Utm）就可以改变输出电压的幅值，.四、实验内容和要求实验内容：1．SPWM波形发生器测试。2．逻辑延时时间的测试。3．带不同负载时，输出电压波形的测试。实验方法：1．SPWM波形的观察（1）观察“SPWM波形发生器”的正弦信号Ur波形（2端对地），改变正弦波频率调节电位，测试其频率可调范围。（2）观察三角波Uc的波形（1端对地），观察并记录其顶点UH、谷点UL，测试并记录其频率范围。（3）观察经过

3、三角波和正弦波比较后得到的SPWM（3端对地）。第5页2．逻辑延时时间的测试将SPWM波形发生电路的“3”端与DLD电路的“1”端相连，用双踪示波器同时观察DLD电路的“1”、“3”端波形，并记录延时时间Td。（该步骤做完后，不要拆这根连线）3．带电阻负载时输出电压的测试。（1）将NMCL-22挂箱的U、V、W与电源的U、V、W相连接。（2）将电阻（灯箱）接入“6”、“7”端。（3）合上主电路电源，观察并记录负载电压的波形，记录其幅值。注意：为便于观察输出的电压波形，需要把三角波频率调至最低，把正弦波频率调至最高。将示波器的扫描周期调至2ms，按“stop”按钮

4、将波形定住。此时调整示波器的扫描周期，观看波形局部变化，是否能看到等幅不等宽的波形。（4）测试完毕，断开主电源。4．带电阻-电感负载时波形的观察（1）将电容与电阻并联后与电感串联，然后接入“6”、“7”端，如下图。具体接线：将电阻（灯箱）并联接入“7”、“9”端，然后9端与电感（电感选用作整流实验时用的750mH的电感，NMCL-22实验箱上的电感实际上不存在）的一端相联，电感的另一端与“6端”相连。（2）将正弦波幅值调整到中间位置，合上主电源，用示波器观察并记录电容（电阻）两端的电压波形。（3）调整三角波载波的频率，观察电容两端的电压波形及电压值（交流）发生了

5、什么变化。（4）调整正弦波调制信号的频率，观察电容两端的电压波形及输出电压值的频率发生了什么变化。（5）调整正弦波调制信号的幅值，观察电容两端的电压波形及电压值（交流）发生了什么变化。第5页五、实验报告1.列出三角波的最大和最小频率。最大频率/KHz11.9最小频率/KHz2.0492.列出正弦波信号最大和最小频率，顶点UH、谷点UL。最大频率/Hz51.02最小频率/Hz2.890顶点UH/mV508谷点UL/mV5013.带电阻负载时输出电压的测试。第5页1.实验电路用的是单极性控制方式还是双极性控制方式。答：单极性控制在SPWM逆变电路中，同一相上下两个臂

6、的驱动信号是否需要死区时间，为什么？答：同一相上下两个臂的驱动信号，为避免同时将同一相的上下管导通，都必须设置死区时间。因为开关从关断到导通以及导通到关断有一个上下升的过程，在这个过程中上下管就有可能在同一时间处于导通状态，致使直流电压处于弱短路，产生较大的电流，从而烧损开关管。因此，上下管通断时，要确保一管导通时（包含从导通到关断时的下降过程），另一管始终处于关闭状态，这一下降过程另一管处于关闭状态的一个延时时间就是死区时间。2.在逆变电路中二极管的作用是什么？答：开关器件关断后，电机定子电感中的电流可以通过二极管泄放掉，避免其产生的反电动势把开关器件烧掉。3

7、.输出的电压值与正弦波调制信号的幅值有何关系?答：正弦波调制信号的幅值越大，输出的电压值越大4.输出的电压频率与正弦波调制信号的频率有何关系?答：正弦波调制信号的频率变化与输出电压频率变化同步，及正弦波快，输出也快。第5页1.载波频率对输出电压波形有何影响?答：改变载波频率，输出电压基本不变2.SPWM实验和DC/DC（2）实验在主电路结构和控制方式上有何异同。结构上：SPWM利用电感电容等元件而DC/DC利用晶闸管。控制方式上：SPWM利用对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波

8、形。而DC/DC直流变换