SPWM逆变电路实验-华北电力大学优秀实验报告.doc

华 北 电 力 大 学 电力电子 实 验 报 告 实验名称SPWM逆变电路实验 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 MCL－III教学实验台主控制屏 NMCL-22实验 双踪示波器 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）观察经过三角波和正弦波比较后得到的SPWM（3端对地）。 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。 五、实验报告 列出三角波的最大和最小频率。 列出正弦波信号最大和最小频率，顶点UH、谷点UL。 正弦波信号波形如下： 顶点UH = 7.5V 谷点UL = -7.5V 3. 逻辑延时时间： 4.电阻负载是输出电压： 正弦波和三角波频率的比较： 5．实验电路用的是单极性控制方式还是双极性控制方式。 答：实验电路用的是双极性控制方式。因为在一个周期内，输出的SPWM波形只有两种波形，没有=0的电平。 6． 在SPWM逆变电路中，同一相上下两个臂的驱动信号是否需要死区时间，为什么？ 答：需要。否则上下两个桥臂会直接导通造成短路烧毁电路。 7．在逆变电路中二极管的作用是什么？ 答：给交流侧向直流侧反馈的无功功率提供通道。 8．输出的电压值与正弦波调制信号的幅值有何关系? 答：输出电压值随正弦波调制信号的幅值的增大而增大，随正弦波调制信号的幅值的减小而减小。 正弦波调制信号的幅值最大时输出电压波形如下： 正弦波调制信号的幅值最小时输出电压波形如下： 正弦波调制信号的幅值最小时输出电压波形如下： 9．输出的电压频率与正弦波调制信号的频率有何关系? 答：输出的电压频率随正弦波调制信号的频率的增大而增大，随正弦波调制信号的频率的减小而减小。 正弦波调制信号的频率最大时输出电压波形如下： 正弦波调制信号的频率最小时输出电压波形如下： 10.载波频率对输出电压波形有何影响? 答：载波频率的改变对输出