实验三-H桥直直变流器(1)

电力电子综合实验实验报告院系：电气与电子工程学院学生1：葛青宇1141180505电气1405班学生2：涂腾1141210219电气1402班本次报告人：涂腾指导教师：赵国鹏成绩：日期：2018年1月8日实验三H桥直直变流器一、实验目的1、掌握开环直流脉宽调速系统的组成、原理2、明确对触发脉冲的要求。3、熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。4、熟悉H型PWM变换器的控制原理与特点。二、实验内容1、PWM控制器SG3525性能测试。2、控制单元测试。3、H型PWM变换器性能测试。三、实验设备及仪器1、电力电子教学试验台主控制屏2、MCL系列教学实验台主控制屏。3、NMCL-22实验箱。4、直流电动机M03及测速发电机5、双踪示波器6、万用表四、实验原理当使4V保持通态时，该斩波电路向电动机提供正电压，可使电动机工作于第1、2象限，即正转电动和正转再生制动状态。此时，需防止3V导通造成电源短路。当使2V保持通态时，此时向电动机提供负压，可使电动机工作于第3、4象限。其中3V和3VD构成降压斩波电路，向电动机供电使其工作于第3象限即反转电动状态，而4V和4VD构成升压斩波电路，可使电动机工作于第4象限即反转再生制动状态。图1桥式可逆斩波电路图五、实验步骤采用NMCL—22挂箱完成H桥直流变换实验1.UPW模块的SG3525性能测试1）用示波器观察UPW的“1”端的电压波形，记录波形的周期，幅度(最大值、最小值)；2）调节RP电位器，记录2端输出波形的最大占空比和最小占空比。2.控制电路的测试——逻辑延时时间的测试将UPW的“2”端与DLD(逻辑延迟环节)的”1”相连接。用示波器同时观察DLD的“2”端和“3”端。记录延迟时间td。3.DC/DC带电阻(灯箱)负载。（接线见参考接线图）1）将H桥的U、V、W分别与电源的U、V、W相连。H桥的1、3相连。2）将电阻负载（灯箱）以串联的方式接入“6”端和“7”端。3）确认灯箱的所有灯泡处于断开位置。3）调整RP电位器，将占空比调整为50%。合上主电源，将一组串联的灯泡打向通的位置。观察并记录负载两端的电压波形，并分别用万用表直流档和交流档记录负载电压的数值（参考方向为6-7），同时观察灯泡的亮度。4）调整RP，使占空比为0.25，观察并记录负载两端的电压波形，并分别用万用表直流档和交流档记录负载电压的数值（参考方向为6-7），同时观察灯泡的亮度有何变化。5)调整RP，使占空比为0.75，观察并记录负载两端的电压波形，并分别用万用表直流档和交流档记录负载电压的数值（参考方向为6-7），同时观察灯泡的亮度有何变化。6）不要拆掉接线，将主电源断电。4.DC/DC带电阻-电感负载。1）断开电阻负载接线，保持示波器始终监测占空比。2）将电感接入负载中，合上主电源。3）调整RP电位器，将占空比调整为50%。将一组串联的灯泡打向通的位置。观察并记录负载两端的电压波形，并分别用万用表直流档和交流档记录负载电压的数值（参考方向为6-7），同时观察灯泡的亮度。4）调整RP，使占空比为0.25，观察并记录负载两端的电压波形，并分别用万用表直流档和交流档记录负载电压的数值（参考方向为6-7），同时观察灯泡的亮度有何变化。5)调整RP，使占空比为0.75，观察并记录负载两端的电压波形，并分别用万用表直流档和交流档记录负载电压的数值（参考方向为6-7），同时观察灯泡的亮度有何变化。5）实验完毕，断开主电源。六、仿真结果(1)纯阻性负载图2仿真电路图1、占空比为50%图3占空比及负载电压波形2、占空比为25%图4占空比及负载电压波形3、占空比为75%图5占空比及负载电压波形(2)阻感性负载图6仿真电路图1、占空比为50%图7占空比及负载电压波形2、占空比为25%图8占空比及负载电压波形3、占空比为75%图9占空比及负载电压波形七、实验结果1．根据实验数据，列出SG3525的周期、幅度。1端口周期54.0us最大值3.32V最小值0.8V幅度2.52V2端口最小占空比7.5%最大占空比94%图10端口1的波形图11端口2的波形2．列出DLD延时环节的延时时间，分析设置延迟时间的目的。图12延迟时间1)延迟时间：720ns2)设置延迟时间的目的：设置延迟时间是为了保证在对一个元件发出关断信号后，延迟足够时间再发出下一个开通信号，使器件能够成功关断。3．列出不同占空比下的电压值和电压波形。1)纯阻性负载占空比50%25%75%直流档0.793V-153.4V148.3V交流档369.0V275.5V281.8V灯泡亮度亮亮亮i.占空比为50%图13占空比50%图14输出电压波形ii.占空比为25%图15占空比25%图16输出电压波形iii.占空比为75%图17占空比75%图18输出电压波形2)阻感性负载占空比50%25%75%直流档0.730V-150.7V147.6V交流档360.6V278.4V282.7V灯泡亮度不亮亮亮i.占空比为50%图19占空比为50%时输出电压波形ii.占空比为25%图20占空比为25%时输出电压波形iii.占空比为75%图21占空比为75%时输出电压波形八、思考题(1)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：需要设置死区时间，否则容易使上下两桥臂的晶闸管同时导通，形成直通，而造成电源短路。(2)H桥直直变流器输出带灯箱负载时，在不同占空比的情况下，输出电压值发生变化，而灯泡的亮度基本不发生变化，这是为什么？答：H桥电路带灯箱负载时，在不同占空比情况下，输出电压的平均值发生变化（用直流档测出），但其有效值不变（用交流档测出），故灯泡亮度基本不变。(3)H桥直直变流器输出阻感负载时，为什么电感越大，电阻上的电压波动越小？答：因为电感具有稳流作用，且电感值越大，稳流作用越好，流过电阻的电流波动越小，从而使电阻的电压波动也越小。