电气传动报告

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业黑龙江科技大学综合性实践报告 实践项目名称 PWM直流脉宽调速 IGBT特性与驱动电路研究 三相全控桥实验 三相半波实验 所属课程名称 电气传动工程实践 实 践 日 期 2016.6.13-2016.6.20 班 级 自动化13-3班 学 号 姓 名 李济周 成 绩 PWM脉宽调制技术实践概述：【实践目的】掌握PWM脉宽调制技术。【实验要求】1.熟悉试验台各个模块的操作。2.掌握示波器的使用方法。3.了解电路的结构及原理。4.熟悉掌握电路的调试步骤。【实践原理】PWM直

2、流脉宽调速原理 上图双极式H型PWN变换器的电路原理图。四个功率场效应管的基极驱动电压分为两组。和同时导通和关断，其驱动电压=；同时动作，其驱动电压。在一个开关周期内，当0时，和为正，功率场效应管和导通；而和为负，和截止。这时加在电枢AB两端，电枢电流沿回路1流通。时，和变负，和截止；和变正，但,并不能立即导通，因为在电枢电感释储能的作用下，沿回路2经续流，在上的压降使和ce极承受着反压。这时，。在一个周期内正负相同，这是双极式PWM变换器的特征。 由于电压的正负变化，使电流波存在两种情况。相当于电动机负载较重的情况，这时平均负载电流较大，在持续阶段电流仍持续正方向，电机始终工作在第一个象限的

3、电动状态。相当于负载很轻的情况，平均电流小，在续流阶段电流很快衰减到零，于是和两端失去反压，在负的电源电压（-)和电枢反电动势的合成作用下导通，电枢电流反向，沿回路3流通，电机处于制动状态。与此相仿，在期间，当负载轻时，电流也有一次倒向。 这样看来双极式可逆PWM变换器的电流波形和不可逆但有制动电流通路的PWM变换器也差不多，怎样才能反映出“可逆”的作用呢？这要视正、负脉冲电压的宽窄而定，当正脉冲较宽时，则电路两端的平均电压为正，在电动运行时电机正转。当正脉冲较窄时，平均电压为负，电动机反转。如果正、负脉冲宽度相等，平均电压为零，则电动机停止。图3-3所示的电压、电流波形都是在电动机正转时的情

4、况。 双极式可逆PWM变换器电枢平均端电压用公式表示为： 仍以来定义PWM电压的占空比，则的关系与前面 不同了，现在调速时，的变化范围变成。当为正值时，电动机正转；为负值时，电动机反转；=0时，电偶顶级停止。在=0时，虽然电机不动，电枢两端的瞬间电压和瞬间电流却都不是零，是交变的。这个交变电流平无值为零，不产生增均转矩，徒然增大电机的损耗。但它的好处是使电机带有高频的微振，起着“动力润滑”的作用，消除正、反向时的静摩擦死区。【实践设备及仪器】 1.MCL-11实验挂箱。 2.数字式万用表。 3.双踪示波器。【实践方案设计】 设计方案：PWM直流脉宽调速系统的开环特性实践要求： （1）完成PWM

5、与电机以及双踪示波器的连接 （2）使用示波器观察电压波形 (3)观察记录电机转速与波形占空比【实践过程】（实践步骤、记录、数据、分析）PWM直流脉宽调速 电机200r/min波形及占空比电机转速1500r/min波形及占空比锯齿波与死区时间对比波形经测量得下面数据线电压150V 励磁电压220V 当正转速时转速（rad/s）占空比（%）20059.630062.9340065.6550068.7960071.8970074.7480077.8890080.61100084.01110087.11120090.67130092.67140094.51150097.72占空比D与转速n之间的关系曲

6、线图实验二： IGBT特性与驱动电路实践概述：【实践目的】1绝缘栅极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究【实验要求】1.熟悉试验台各个模块的操作。2.掌握示波器的使用方法。3.了解电路的结构及原理。4.熟悉掌握电路的调试步骤。【实验原理图】【实践原理】IGBT的工作原理：IGBT是三端器件，具有栅极G，集电极C和发射极E。IGBT的基本结构由N沟道VDMOSFET与双极型晶体管组合而成。IGBT比VDMOSFET多了一层注入区，因而形成了一个大面积的结。这样使得IGBT具有很强的通流能力。 可以看出这是用双极型晶体管与MOSFET组成的达林顿结构，相当于一个由MOSFET驱动的厚PNP晶体管

7、。图中为晶体管基区内的调制电阻。因此，IGBT的驱动原理与电力MOSFET基本相同，它是一种场控器件。其开通和关断时由栅极和发射极间电压为正且大于开启电压时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流进而使IGBT导通。由于前面提到的电导调制效应，使得电阻减小，这样高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。当栅极与发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，使得IGBT关断。【实践设备及仪器】 1.MCL-11实验挂箱。 2.数字式万用表。 3.双踪示波器。【实践方案设计】 设计方案： IGBT特性与驱动电路研究实践要求： （1）完成IGBT与驱动电路的

8、连接。 （2）使用示波器观察波形。在驱动电阻较大的情况下：图中波形为在驱动电阻较大时IGBT开通过程中Uge和Icm的波形对比，上升平台为密勒平台上升时间Td（on）=1.4us Tr（i）=2.3us图中为Tfr1+Tfr2 下降沿为密勒平台光标所示时间是关断延迟时间Td（off） Td（off）=880ns Tf（i）=1.36us阻性负载启动电阻用R5 开通时间 tdon=1.4us tri=2.3us tdon+tri=3.7us 关断时间 tdoff=880ns tfi1+tfi2=1.36us实验三： 三相桥式全控整流电路实验【实践目的】熟悉MCL-01，MCL-02组件。熟悉三相

9、桥式全控整流机有源逆变电路的接线机工作原理。了解集成触发器的调整方法及各点波形。【实验要求】1.熟悉试验台各个模块的操作。2.掌握示波器的使用方法。3.了解电路的结构及原理。4.熟悉掌握电路的调试步骤。【实践原理】主电路三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制够的双窄脉冲链。三相全控桥原理图【实践设备及仪器】1MCL-11型电机控制教学试验台主控制屏。2MCL-01组件。3MCL-02组件。4双踪示波器。5MEL-03可调电阻器（或滑线变阻器1.8K,0.65A）6MEL-02芯式变压器。7万用表。【实践方案设计】实践内容：1MCL-01

10、的调试。2三相桥式全控整流电路。3观察整流状态下，模拟电路故障现象时的波形。【实践过程】（实践步骤、记录、数据、分析）实践步骤：1.按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。2.三相桥式全控整流电路按图接线，S拨向左边短接线端，将Rd调至最大。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压UUV、UVW、UWU，从0V调至220V合上电源开关。调节Uct,使在30-90范围内，用示波器观察记录=10、20、30、60、90时，整流电路ud=f(t),晶闸管两端电压uVT= f(t)的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。 数据处理：U2=150V R=4131020

11、306090Ud15815013310114Id0.440.420.370.290.03Ud=2.34U2cos （60） Ud=2.34U21+cos(/3 +) (60) Id=Ud/R 数据处理：U2=150V R=4131020306090Ud162.63155.56148.50127.2870.70Id0.390.380.360.300.17误差出现的原因：1、线路损耗大，阻抗比较高；2、仪表不准；3、做实验时出现的系统误差。90波形 60波形 30波形 20波形 10波形实验四：三相半波可控整流电路的研究【实践目的】了解三相半波可控整流电路的原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻-

12、电感负载时的工作。【实验要求】1.熟悉试验台各个模块的操作。2.掌握示波器的使用方法。3.了解电路的结构及原理。4.熟悉掌握电路的调试步骤。【实践原理】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。三相半波原理图【实践设备及仪器】1、MCL-型电机控制教学实验台主控制屏。2、MCL-01组件。3、MCL-02组件。4、MEL-03组件（900，0.41A）或自配滑线变阻器。5、双踪示波器。6、万用电表。【实践方案设计】实践内容：1、研究三相半波可控整流电路供

13、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-电感负载时的工作。 【实践过程】（实践步骤、记录、数据、分析）实践步骤：1、按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）打开MCL-01电源开关，给定电压有电压显示。（2）开关设置：脉冲选择指示灯为“窄”。（3）用示波器观察单、双脉冲观察孔，应有间隔均匀、幅度相同的单、双脉冲。（4）检查相序，用示波器观察“1”“2”单脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲60，则相序正确，否则，应调整输入电源。（5）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极应有幅度为1V-2V的脉冲。2、研究三相半波可控整流电路供给电阻性负载时的工作 开关

14、S合向左侧，合上主电源，调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwu，从0V调至100V。（1）改变控制电压Uct,观察在不同触发移相角时，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。（2）记录=90时的Ud=f(t)及Id=f(t)的波形图。（3）求取三相半波可控整流电路的输入-输出特性Ud/U2=f()。（4）求取三相半波可控整流电路的负载特性Ud=f(Id)。3、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 开关S合向右侧，接入MCL-02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（若超过0.

15、8A，可用导线把负载电阻短路），操作方法同上。（1）观察不同移相角时的输出Ud=f(t)、Id=f(t)，并记录相应的Ud、Id值，记录=90时的Ud=f(t)、Id=f(t)、Uvt=f(t)波形图。（2）求取整流电路的输入-输出特性Ud/U2=f()。U2=150V R=229 306090Ud916828Id0.380.280.11数据处理：Ud=1.17U2cos （30） Ud=0.675U21+cos(/6 +) (30) Id=Ud/R306090Ud91.9298.9995.46Id0.400.430.42误差分析：1、线路损耗大，阻抗比较高；2、仪表不准；3、做实验时出现的系统误差； 4、电感不准。90波形60波形30波形 【小结】：通过这一期的工程实践课程，我深深的体会到了实践的重要性。什么是知识，只有把你所学到的真正运用出来了那才叫知识。特别是作为一个自动化专业的学生来说，必须将所学的知识熟练的运用出来；在动手能力和理论学习之间找到一个平衡点，这样的话实践的能力有了理论的基础，才会成为一个技术型大学生。 个人虽然也可以完成许多的工作，但是只有团队才