实验四-单相交直交变频电路的性能研究

SGDDZ-01电力电子技术及电机控制实验装置一、概述"SGDDZ-01型电力电子及电气传动技术实验装置"依据高等院校最新统编教材《电力电子技术》(第五版)(西安交通大学王兆安编著)、《电力拖动自动控制系统》（第三版）(上海大学陈伯时编著)等实验大纲的要求，吸收国内、外同类产品的优点，充分考虑了实验室的现状和发展趋势，精心研制而成。

在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。

二、特点1、综合性强本装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直流调速、交流变频、电机控制、控制理论等实验项目。

2、适应性强能满足各类学校相应课程的实验教学，深度和广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机的结合，装置采用积木式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。

3、整套性强从专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配套。

4、直观性强各实验挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。

5、科学性强装置占地面积少，节约实验用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电省，节约能源，实验噪声小，整齐美观，改善实验环境；实验内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外还可结合实际开设设计性实验。

6、开放性强控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，并设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠；控制屏还设有定时器兼报警记录仪，为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。

由于整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠的工艺作为保障，产品性能优良，所有这些均为开放性实验室，创造了条件。

7、先进性强本装置着重从新器件高度来考虑，在保留了晶闸管实验的基础上，加入了新器件的特性、新器件的驱动以及典型的新器件应用的大量现代电力电子技术实验，让学生对新器件有足够的认识和了解，紧跟时代步伐。

电力电子仿真实验实验报告院系：电气与电子工程学院班级：电气1309班学号： 17学生姓名：王睿哲指导教师：姚蜀军成绩：日期：2017年 1月2日目录实验一晶闸管仿真实验........................................ 错误!未定义书签。

实验二三相桥式全控整流电路仿真实验.......................... 错误!未定义书签。

实验三电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验..................... 错误!未定义书签。

实验四单相交-直-交变频电路仿真实验.......................... 错误!未定义书签。

实验五 VSC轻型直流输电系统仿真实验.......................... 错误!未定义书签。

实验一晶闸管仿真实验实验目的掌握晶闸管仿真模型模块各参数的含义。

理解晶闸管的特性。

实验设备：MATLAB/Simulink/PSB实验原理晶闸管测试电路如图1-1所示。

u2为电源电压，ud为负载电压，id为负载电流，uVT 为晶闸管阳极与阴极间电压。

图1-1 晶闸管测试电路实验内容启动Matlab，建立如图1-2所示的晶闸管测试电路结构模型图。

图1-2 带电阻性负载的晶闸管仿真测试模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图1-3、1-4、1-5所示。

图1-3 交流电压源模块参数图1-4 晶闸管模块参数图1-5 脉冲发生器模块参数固定时间间隔脉冲发生器的振幅设置为5V，周期与电源电压一致，为（即频率为50Hz），脉冲宽度为2（即º），初始相位（即控制角）设置为（即45º）。

串联RLC分支模块Series RLC Branch与并联RLC分支模块Parallel RLC Branch的参数设置方法如表1-1所示。

表1-1 RLC分支模块的参数设置元件串联RLC分支并联RLC分支类别电阻数值电感数值电容数值电阻数值电感数值电容数值单个电阻R0inf R inf0单个电感0L inf inf L0单个电容00C inf inf C 在本系统模型中，双击Series RLC Branch模块，设置参数如图1-6所示。

单相交直交变频电路实验报告嘿，大家好！今天咱们聊聊单相交直交变频电路实验，听起来是不是有点拗口？但别担心，咱们慢慢来，轻松一点就好。

你得知道，变频电路可不是随随便便的东西，它能让电机在不同的频率下转动，简直就像是给电机加了个调音器，想让它快点、慢点，全凭你的一念之差，真的是神奇极了！在实验室里，咱们一边玩电，一边学东西，真是一举两得的好事。

咱们这次实验用的就是单相交直交变频电路，听上去挺高大上的吧？其实它的工作原理也不复杂。

想象一下，你在调节音量一样，电压的大小直接影响着电机的转速。

这电路里有个“变频器”，它的作用就像是电机的心脏，负责调整频率，搞得电机心甘情愿地按照你的意愿来转。

你知道，这可不是随便玩玩就能搞定的，得小心翼翼地连接线缆，像是绣花一样，每根线都要放在正确的位置，真是一点马虎不得啊！在开始之前，我们得准备一些设备。

电源、变频器、负载电机，还有各种测量工具，真是忙得不可开交。

像是厨房里做菜，材料得齐全，不然就只能干着急。

然后就是连接线缆了，仿佛在搭建一座小房子，每根线都要接得稳稳的，千万不能出错。

要是搞错了，那可是得不偿失，得重新来过，心里想想就觉得无奈啊。

实验开始时，咱们先给变频器通电，心里那个紧张啊，生怕一不小心就把什么搞坏了。

不过，这个变频器的显示屏还挺友好的，数字一闪一闪的，像是在跟我打招呼。

我们先试着调整频率，看看电机转动的样子。

哎呀，转得可欢了，仿佛在说：“快来啊，快来玩我！”我心里一阵得意，感觉自己仿佛是一位电机大师。

调高频率，电机转得飞快，调低频率，哎，像是进入了慢动作，真的是有趣得不得了。

实验中也有些小插曲。

比如有一次，我把频率调得太高了，电机居然发出咕噜咕噜的声音，像是快喘不过气来。

我心里一惊，赶紧把频率降下来，生怕电机受不了，简直是虚惊一场，哈哈。

这样的实验真是让人又紧张又刺激，心跳加速，仿佛在体验一场冒险。

等到一切都准备妥当，我开始记录数据。

测量电流、电压、频率，这些数字就像是我的小伙伴，帮我分析电路的表现。

附件1：学号：0121011350327基础强化训练题目单相交直交变频电路性能研究学院自动化学院专业班级姓名指导教师2012年7月10日1 总体原理图 (4)1.1方框图 (4)1.2电路原理图 (4)1.2.1 主回路电路原理图 (4)1.2.2 整流电路 (4)1.2.3 滤波电路 (5)1.2.4 逆变电路 (6)2 电路组成 (8)2.1控制电路 (8)2.2驱动电路 (9)2.3主电路 (10)3 仿真结果 (11)3.1仿真环境 (11)3.2仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置 (11)3.3具体仿真结果 (14)3.3.1仿真电路图 (14)3.3.2整流滤波输出电压计算与仿真 (15)3.3.3逆变输出电压计算与仿真 (16)4 小结心得 (18)5 参考文献 (19)基础强化训练任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 单相交直交变频电路性能研究初始条件：输入为单相交流电源，有效值220V。

要求完成的主要任务:（1）掌握单相交直交变频电路的原理；（2）设计出系统结构图，并采用matlab对单相交流调压电路进行仿真；（3）采用protel设计出单相交直交变频电路主电路、驱动电路、控制电路时间安排：2012年7月9日至2012年7月13日，历时一周，具体进度安排见下表参考文献：[1]王兆安，刘进军.《电力电子技术》第5版.北京：机械工业出版社，2011指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日1 总体原理图1.1 方框图图1 总体方框图1.2 电路原理图1.2.1 主回路电路原理图图2 主回路原理图如图所示，交直流变换电路为不可控整流电路，输入的交流电通过变压器和桥式整流电路转化为直流电，滤波电路用电感和电容滤波，逆变部分采用四只IGBT 管组成单项桥式逆变电路，采用双极性调制方式，输出经LC 低通滤波器滤波，滤除高次谐波，得到频率可调的交流电输出。

1.2.2 整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。

单相交直交变频电路的性能研究一、交直交变频器发展概况变频器是运动控制系统中的功率变换器。

当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。

因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。

交—直—交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件，无功功率将由大电感来缓冲，它的一个突出优点是当电动机处于制动 (发电)状态时，只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网，构成的调速系统具有四象限运行能力，可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合，在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。

近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。

交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。

变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

深入了解交流传动与控制技术的走向，具有十分积极的意义。

二、实验目的和要求熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中元器件的作用、工作原理，对单相交直交变频电路在电阻负载、阻感负载时的工作情况及其波形作全面，并研究工作频率对电路工作波形的影响。

三、实验原理及波形如下图所示，总体设计方案由整流电路、滤波、逆变电路等组成。

市电经整流电路变直流电，直流电经滤波电路进行平滑滤波，再输入逆变电路，变为频率和电压均可调的交流电。

单相交直交变频电路由两部分组成，交流电源转化为直流是整流环节，选用了不可控的整流二极管电路，直流电源侧则选用电容和电感来滤波，能够获得比较平直的直流电压。

实验课程名称电力电子技术面向专业电气工程及其自动化总学时数16实验项目名称单相交-直-交变频电路实验实验学时2一、实验目的、要求1.熟悉单相交-直-交变频电路的组成，掌握SPWM控制的工作原理（包括8038芯片及IR2110芯片的功能、参数的调节及SPWM控制的实现）。

2.掌握对各单元输出点电压波形的测定与分析。

3.掌握对单相交-直-交变频电路在电阻负载及电阻、电感负载时的电压与电流波形的分析。

4.分析、研究工作频率对电路工作波形的影响。

二、实验原理二极管整流器——IGBT逆变器构成的交-直-交变频电路（图7-1的上部分为主电路），它由二极管整流器、滤波电容、及4只IGBT（V1～V4）组成逆变电路，与IGBT并联的为续流二极管。

直流输出主要通过大容量电容来稳压，所以它属于“电压型”。

图7-1为单相交-直-交变频电路原理图。

图7-1 单相IGBT-SPWM(电压型)交-直-交变频原理图逆变器是将直流电变换成交流电的装置。

图7-1中的直流电是50HZ的交流电经过二极管桥式整流后，变换成电压为Ud的直流电源。

由于是采用并联电容器来作为储能环节的，所以它是电压型的。

虽然供给的是直流电，但在由四个IGBT开关管组成的电路中，以V1与V4为一组，V2与V3为另一组，使之交替通、断，便能在负载上形成交流电。

如在V1与V4导通时，设流过负载的电流为正（如图中的i+），则V2与V3导通时，流过负载的电流便为负（如图中的i-），若使两组开关管依次轮流通、断，则在负载上流过的将是正、反向交替的交流电流，从而实现了将直流电变换成交流电的要求。

当然，在主电路中，将IGBT换成MOSFET 也是可以的，但MOSFET的带载能力不及IGBT，因此在通用变频器中现在多采用IGBT。

三、使用仪器、材料1. SPWM控制单相交直流变频电路单元。

2.双踪示波器。

3.万用表。

四、实验步骤（一）接上电源，调节三角波发生器和正弦波发生器的频率与幅值，用示波器与万用表测定它们的波形与相关数据。

实验一功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路1．MOSFET主要参数测试（1）开启阀值电压V GS(th)测试开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流I D=1mA)的最小栅源电压。

在主回路的“1”端与MOS 管的“25”端之间串入毫安表，测量漏极电流I D，将主回路的“3”与“4”端分别与MOS管的“24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接入电压表, 测量MOS管的栅源电压Vgs，并将主回路电位器RP左旋到底，使Vgs=0。

图1-1将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流I D=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS（th）。

读取6—7组I D、Vgs，其中I D=1mA必测，填入表1—1。

（3）转移特性I D＝f（V GS）栅源电压Vgs与漏极电流I D的关系曲线称为转移特性。

根据表1-1的测量数值，绘出转移特性。

3．驱动电路的输入、输出延时时间测试将MOSFET单元的输入“1”与“4”分别与PWM波形发生器的输出“1”与“2”相连，再将MOSFET单元的“2”与“3”、“9”与“4”相连，在上述接线基础上，再将“5”与“8”、“6”与“7”、“10”、“11”与“12”相连，“13”、“14”与“16”相连，用示波器观察输入“1”与“4”与驱动电路输出“18”与“9”之间波形，记录延时时间t。

六．实验报告1．根据所测数据，列出MOSFET主要参数的表格与曲线。

I D（mA）0.3 0.7 0.8 1 1.5 2.0 2.5Vgs（V） 3.27 3.37 3.38 3.41 3.45 3.48 3.51测得延时时间t=250ns4．实验的收获、体会与改进意见。

答：将理论运用于实践，可以自己动手测量得出MOSFET的相关特性，再与课本的知识相对照，更为深刻的理解了其开关特性。

但是时间安排得太紧，好多实验内容老师都说可以不做，但是我认为这种实验课应该跟课堂讲授同等重要，需要花时间去动手与理解，而不是慌慌XX的做实验，应付而已。

摘要随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的快速发展，单相交-直-交变频系统也得到了迅速发展，它显著的变频能力，广泛的应用范围，完善的保护效力，和易于实现的变频功能，获到了广大使用者的认可，在运行的安全可靠、安装使用以及维修维护等方面，也给使用者带来了极大的益处。

课题研究的单相交-直-交变频电路设计主要分为主电路和控制电路两部分，其中主电路还分为整流电路、滤波电路和单相桥式PWM逆变电路，而逆变部分则需要用到控制电路，控制电路分为控制电路、驱动电路和保护电路。

课题的整流部分选用不可控的桥式整流电路；滤波部分则选用LC低通滤波，获得高频率的交流正弦波输出；逆变部分选用四个IGBT管组成的单相桥式逆变电路。

控制电路主要以单片集成函数发生器ICL8038为核心设计的，生成两路PWM信号用来分别控制两对IGBT管；驱动电路则是选用了具备电气隔离的集成驱动芯片M57962L；保护电路选用双D触发器CD4013。

用MATLAB软件仿真出设计的电路，其中对纯电阻负载以及电阻电感负载分别进行数据和波形的分析，并采取相关措施使最后输出的波形接近正弦波。

关键词：整流滤波逆变IGBT PWM MATLABAbstractWith the rapid development of power electronics technology, computer technology, automatic control technology, single-phase orthogonal frequency system has been developing rapidly, its remarkable frequency capability, a wide range of applications, perfect protection, as well as easy to implement the conversion function, has been recognized by the majority of users in the safe and reliable operation, installation, repair and maintenance, etc., but also to bring users great convenience.Research of single phase AC- DC - AC inverter circuit design divided into the main circuit and control circuit, which can be divided into the main circuit rectifier circuit, filter circuit and single-phase bridge PWM inverter circuit, and inverter control part of the need to use circuit, the control circuit is divided into a control circuit, drive circuit and protection circuit. Subject rectifier bridge rectifier using uncontrollable; filtering section using LC low-pass filter to obtain a high-frequency sine wave AC output; inverter part of the single-phase bridge inverter circuit composed of four IGBT tube. Monolithic integrated control circuit ICL8038 function generator core designed to generate two PWM signals to control the two pairs of IGBT; drive circuit is the use of integrated driver chip M57962L with electrical isolation; protection circuit uses dual D flip-flop ing MATLAB software simulation of the design of the circuit, in which the purely resistive load and inductive load resistor respectively for data analysis and waveforms, and take measures to make the final output of nearly sinusoidal waveform.Keyword:Rectifier filter inverter IGBT PWM MATLAB目录第1章绪论 (1)1.1电力电子技术概况 (1)1.1.1 电子电力技术基本概念 (1)1.1.2 电力电子技术的基本应用 (1)1.2 课题的设计内容 (2)第2章单相交-直-交变频电路的总体设计 (3)2.1总体框图 (3)2.2 总电路设计 (4)2.2.1 主电路原理图 (4)2.2.2 整流电路 (4)2.2.3 滤波电路 (6)2.2.4 逆变电路 (6)第3章逆变部分的电路组成 (9)3.1 主电路 (9)3.2 驱动电路 (10)3.3 控制电路 (13)第4章MATLAB的仿真与分析 (16)4.1 MATLAB简介与使用 (16)4.1.1 MATLAB简介 (16)4.1.2 MATLAB（Simulink）简介 (16)4.1.3 MATLAB(Simulink)的基本使用 (17)4.2 MATLAB的仿真 (18)4.2.1 仿真电路图 (18)4.2.2 仿真模型使用模块及参数设置 (18)4.3 仿真的分析 (22)4.3.1 整流与滤波输出电压计算与仿真 (22)4.3.2 逆变输出电压与仿真 (24)4.3.3负载对波形的影响 (26)第5章总结与展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第1章绪论1.1电力电子技术概况1.1.1 电子电力技术基本概念电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，即使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。

电力电子技术实验内容实验一：单相桥式全控整流电路实验一、实验目的1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。

2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

3．熟悉NMCL—05锯齿波触发电路的工作。

二、实验线路及原理参见图4-7。

三、实验内容1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。

2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。

3．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载。

四、实验设备及仪器1．NMCL系列教学实验台主控制屏。

2．NMCL—18组件（适合NMCL—Ⅱ)或NMCL—31组件（适合NMCL—Ⅲ）。

3．NMCL—33组件或NMCL—53组件（适合NMCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．NMCL—05组件或NMCL—05A组件5．NMEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。

6．NMCL-35三相变压器。

7．双踪示波器 (自备)8．万用表 (自备)五、注意事项1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL-05挂箱，故NMCL-33（或NMCL-53，以下同）的内部脉冲需断X1插座相连的扁平带需拆除，以免造成误触发。

2．电阻RP的调节需注意。

若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。

3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。

4．NMCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。

同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。

5．逆变变压器采用NMCL-35三相变压器，原边为220V，低压绕组为110V。

6．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。

7．带反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁。

六、实验方法1．将NMCL—05（或NMCL—05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接NMCL—18的U、V输出端（如您选购的产品为NMCL—Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连）， “触发电路选择”拨向“锯齿波”。

电力电子技术实验指导书兰勇青岛大学自动化工程学院电气工程系实验室2012.9实验一三相半波可控整流电路的研究实验一．实验目的了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作。

二．实验线路及原理三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。

不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率低。

实验线路见图1-1。

图1-1 三相半波可控整流实验电路三．实验内容1．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。

2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作。

四．实验设备及仪表1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—51组件3．MCL—52组件4．MCL—53组件5．MCL—54组件6．双踪示波器。

7．万用电表。

五．注意事项1．整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。

2．整流电路的负载电阻不宜过小，应使Id不超过0.8A，同时负载电阻不宜过大，保证Id超过0.1A，避免晶闸管时断时续。

3．正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。

六．实验方法1．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作接上电阻性负载，合上主电源：（a）改变控制电压Uct，观察在不同触发移相角α时，可控整流电路的输出电压Ud=f（t）与输出电流波形id=f（t），并记录相应的Ud、Id、Uct值。

（b）记录不同α时的Ud=f（t）及id =f（t）的波形图。

2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作接入MCL—54的电抗器L=700mH，，可把原负载电阻Rd调小，监视电流，不宜超过0.8A观察不同移相角α时的输出Ud=f（t）、id=f（t），并记录相应的Ud、Id值，记录不同α时的Ud=f（t）、id=f（t），Uvt=f（t）波形图。

七．实验报告1．画出三相半波可控整流电路的主电路原理图。

单相交直交变频电路参数关系一、引言单相交直交变频电路是一种常见的电力电子设备，广泛应用于交流电动机的控制系统中。

在实际应用中，了解和掌握单相交直交变频电路的参数关系对于电路设计和性能优化具有重要意义。

本文将围绕单相交直交变频电路的参数关系展开讨论，并给出相关的分析和计算方法。

二、单相交直交变频电路的基本结构单相交直交变频电路由交流电源、整流器、滤波器、逆变器和控制系统等组成。

其中，整流器用于将交流电源的电能转换为直流电能，滤波器则用于消除整流器输出的脉动电压，逆变器则将直流电能转换为交流电能，最后由控制系统对交流电动机进行控制。

三、单相交直交变频电路的参数1. 输入电压单相交直交变频电路的输入电压为交流电源的电压，通常为220V 或380V。

在电路设计中，需要根据实际需求选择合适的输入电压。

2. 输出电压单相交直交变频电路的输出电压为逆变器的输出电压，其幅值和频率可调节。

在电机控制中，可以根据需要改变输出电压的幅值和频率，从而实现电机的调速控制。

3. 输出频率单相交直交变频电路的输出频率为逆变器的输出频率，其范围通常为0-50Hz或0-60Hz。

通过调节逆变器的输出频率，可以实现电机的调速控制，满足不同工况下的需求。

4. 调制方式单相交直交变频电路的调制方式有脉宽调制（PWM）和脉码调制（PCM）两种。

其中，PWM调制方式具有调制精度高、谐波含量低等优点，在实际应用中更为常见。

5. 输出功率单相交直交变频电路的输出功率取决于逆变器的输出电压和输出电流。

输出功率的大小直接影响电机的负载能力和工作效果，需要根据实际需求进行设计和选择。

6. 效率单相交直交变频电路的效率是衡量电路性能的重要指标之一。

效率的大小与电路的损耗有关，主要包括整流器、逆变器和滤波器的损耗等。

在电路设计中，需要合理选择元器件和控制策略，以提高电路的效率。

7. 功率因数单相交直交变频电路的功率因数是指电路输入功率与输入电压和电流的乘积之比。

辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：100W单相交-直-交变频实验装置院（系）：电气工程学院专业班级：电气105班学号：100303145学生姓名：王林指导教师：（签字）起止时间：2012-12-31至2013-1-11课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气Array注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要单相交-直-交变频电路在工业生产，生活娱乐，仪器运行等很多方面都有着广泛的应用，其中目前应用最广泛的应属于电网互联。

单相交-直-交变频电路可分为主电路和控制电路，其主电路包括整流电路、滤波电路和逆变电路，而控制电路包括控制电路、驱动电路和保护电路。

本设计对于整流部分采用不可控制整流电路；滤波部分采用LC低通滤波器，得到高频率的正弦波交流输出；逆变部分由四只IGBT管组成单相桥式逆变电路。

控制电路选用以单片集成函数发生器ICL8038为核心组成，生成两路PWM信号，分别用于控制两对IGBT；驱动电路采用了具有电气隔离集成驱动芯片M57962L；保护电路采用双D触发器CD4013。

关键词：整流；滤波；逆变；PWM；IGBT目录第1章绪论 (1)1.1电力电子技术概况 (1)1.2本文设计内容 (1)第2章 100W单相交-直-交变频电路设计 (2)2.1100W单相交-直-交变频电路总体设计方案 (2)2.2具体电路设计 (3)2.2.1 主电路设计 (3)2.2.2 控制电路设计 (5)2.3元器件型号选择 (9)2.4系统调试或仿真、数据分析 (10)第3章课程设计总结 (13)参考文献 (14)附录Ⅰ控制电路原理图 (15)附录Ⅱ驱动和辅助电源原理图 (16)第1章绪论1.1电力电子技术概况集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统是目前电能生产、输送和分配的主要方式。

但是在配电网中，城市居民和商业用户、农村和半城镇区域的负荷具有很大的随机波动性。

单相交流电路研究报告本报告旨在研究单相交流电路的特性和性能。

单相交流电路是一种电力系统中常见的电路形式，其基本组成包括电源、负载和连接这两者的导线。

在本报告中，我们将探讨单相交流电路的工作原理、电流和电压的关系、功率计算等方面。

首先，让我们来了解一下单相交流电路的工作原理。

单相交流电路通过交流电源提供电流，而这个电流是不断变化的。

交流电源的电压和电流以正弦波的形式波动，其频率一般为50Hz或60Hz。

在单相交流电路中，电压和电流的波动是不同相位的。

这意味着电压强度和电流强度不会同时达到峰值。

电压和电流的关系可以用正弦函数来描述，其幅值和相位差决定了电路的特性。

其次，让我们来研究电流和电压的关系。

在单相交流电路中，电流和电压是相互关联的。

根据欧姆定律，电压和电流之间的关系可以用以下公式表示：V = I * R，其中V表示电压，I表示电流，R表示电阻。

由于交流电路中电压和电流都是随时间变化的，所以在计算电阻时需要考虑频率和相位差。

最后，让我们来探讨功率计算在单相交流电路中的应用。

功率是衡量电路性能的重要指标。

在单相交流电路中，功率可以分为有功功率和无功功率。

有功功率代表了电路中实际消耗的功率，可以用以下公式计算：P = V * I * cos(θ)，其中P表示有功功率，V表示电压，I表示电流，θ表示电压和电流之间的相位差。

无功功率则表示电路中产生的电磁场能量，无法直接转化为有用的功率。

有功功率和无功功率的综合即为视在功率，可以用以下公式计算：S = V * I。

综上所述，本报告深入研究了单相交流电路的特性和性能，包括工作原理、电流和电压的关系、功率计算等方面。

通过对单相交流电路的研究，我们可以更好地理解其工作原理和应用，为电力系统的设计和分析提供指导意义。

单相交直交变频电路参数关系1.输入电压与输出电压的关系：在单相交直交变频电路中，输入电压通常是交流电，而输出电压可以是直流电或者不同频率的交流电。

输出电压的大小和形式取决于变频器的设计和设置。

一般来说，输入电压的变化会直接影响到输出电压的变化。

输入电压越大，输出电压也越大，反之亦然。

此外，输入电压的波形和频率也会对输出电压的波形和频率产生影响。

2.变频器功率与效率的关系：变频器的功率是指电路能够输出的有效功率，其大小取决于输入电压和输出电压的大小。

功率可以通过输入电压和输出电压的乘积来计算。

而在电能转换的过程中，会有一定的能量损耗，导致实际输出功率小于输入功率。

这个能量损耗可以通过计算变频器的效率来表示。

变频器的效率定义为输出功率与输入功率的比值，通常以百分比表示。

效率越高，说明变频器在电能转换过程中的能量损失越小。

3.输入电压、输出电压与功率的关系：输入电压、输出电压和功率之间的关系可以通过功率公式来表示。

功率公式是一个简单的等式，其中功率等于输入电压乘以输出电压的比值。

因此，如果输入电压和输出电压都保持不变，那么功率也会保持不变。

然而，当输入电压发生变化时，即使输出电压保持不变，功率也会随之变化。

4.输入电压、输出电压与效率的关系：输入电压、输出电压与效率之间的关系可以通过效率公式来表示。

效率公式也是一个等式，其中效率等于输出功率与输入功率的比值。

所以，当输入电压和输出电压都保持不变时，效率也将保持不变。

然而，当输入电压发生变化时，即使输出功率保持不变，效率也会随之变化。

综上所述，单相交直交变频电路的参数关系是十分复杂的。

输入电压、输出电压、功率和效率之间的关系取决于电路的设计和性能。

在实际应用中，根据具体的需求和要求来调整和优化这些参数是很重要的。

通过深入研究和理解单相交直交变频电路的参数关系，可以更好地应用和设计这种电路，从而达到更高的效率和性能。

单相交直交变频电路的仿真------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx实验四单相交直交变频电路的仿真一、实验目的(１）了解电压型单相整流逆变电路的工作原理。

（2）了解仿真模型使用的模块及其参数的设置原理。

二、实验原理１。

单相整流—逆变电路的仿真模型单相整流—逆变电路的仿真模型如图4－1所示,由图可知,单相50Ｈz交流电源经单相不控整流环节,进行LC滤波后即为中间直流环节。

再进入PWＭ逆变，又一次LＣ滤波后,连接到需要不同于５0Hz的交流电单相负载。

万用表检测不控整流桥与逆变桥的电力电子元件的电压与电流，示波器还检测输出负载电压波形。

图4。

12仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置离散PWM发生器模块Diｓcrete PＷＭ Geｎerator提取路径是：Ｓimｕlink\SiｍPowerＳyｓｔems\Poweｒ Eｌectrｏnics\Discreｔe Ｃonｔrol Ｂloｃkｓ\Discrete ＰWM Generatoｒ信号终结模块Tｅrminator提取路径是:Simulinｋ\Cｏｍmoｎly Uｓed Ｂlocks\Teｒminａtor交流电源模块：“Phase”初相角0°,“Frequeｎｃy”频率50Ｈｚ,“Sampｌｅｔime”采样时间0（默认值0表示该交流电源为连续源),“Pｅak amplｉtudｅ”当变频输出频率为100Ｈz时置为600V×2，当变频输出频率为５0Hz时置为50V×2。

滤波电感L1:选Seｒies ＲLC Bｒancｈ模块，将参数“Inductance（H)”置为８0ｅ—3。

滤波电感Ｌ2；选SeriｅｓＲＬC Bｒancｈ模块,将参数“Iｎducｔance(Ｈ)"置为３０e-３。

实验报告指导教师实验名称单相交直交变频电路（纯电阻）实验类型验证实验学时 2 实验时间2015年12月9日一、实验目的熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中元器件的作用，工作原理，对单相交直交变频电路驱动电机时的工作情况及其波形作全面分析，并研究正弦波的频率和幅值及三角波载波频率与电机机械特性的关系。

二、实验内容1．测量SPWM波形产生过程中的各点波形。

2．观察变频电路驱动电机时的输出波形。

3．观察电机工作情况。

三、实验环境(实验设备)1．电力电子及电气传动主控制屏；2．现代电力电子及直流脉宽调速组件(NMCL-22)；3．电阻负载组件；4．双踪示波器（自备）；5．万用表（自备）。

6．电感L位于（NMCL-331）四．实验方法图4-1单相交直交变频电路1．SPWM波形的观察(1)观察“SPWM波形发生”电路输出的正弦信号Ur波形2端与（UPW 脉宽调制器4脚）地端，改变正弦波频率调节电位器，测试其频率可调范围。

可调范围：2.73kHz~50.44kHz(2)观察三角形载波Uc的波形1端与（UPW脉宽调制器4脚）地端，测出其频率,并观察Uc和Ur的对应关系。

频率范围:1.85kHz~10.5kHz2．逻辑延时时间的测试将“SPWM波形发生”电路的3端与"DLD"的1端相连，用双踪示波器同时观察"DLD"的1和2端波形,并记录延时时间Td.。

3．不同负载时波形的观察按图4-1接线，先断开控制屏主电源。

将三相电源的U、V、W接主电路的相应处，将主电路的1、3端相连，（1）当负载为电阻时（6、7端接一电阻），观察负载电压的波形，记录其波形、幅值、频率。

在正弦波Ur的频率可调范围内，改变Ur的频率多组，记录相应的负载电压、波形、幅值和频率。

五、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）实验后，通过对单相交直交变频电路在电阻负载、电阻电感负载时的工作情况及其波形作分析，更加加深了对交直交变频电路工作原理以及SPWM波形产生的原理的理解。