出端不带滤波环节时），显然，负载上的电压有效值随脉宽信号的占空比而变，当输出端带有滤波环节时的负载端电压波形如图5—9c所示。
脉宽调制信号由专用集成芯片SG3525产生，有关SG3525的内部结构、功能、工作原理与使用方法等可参阅双闭环可逆直流脉宽调速系统实验。
控制系统中由变压器T、比较器和或非门等组成同步控制电路以确保交流电源的2端为正时，MOS管VT1导通；而当交流电源的1端为正时，MOS管VT2导通。
四．实验设备和仪器
1．MCL-22实验挂箱 2．万用表 3．双踪示波器
五．实验方法
1．SG3525性能测试 先按下开关s1。
（1）锯齿波周期与幅值测量(分开关s2、s3、s4合上与断开多种情况）。测量“1”端。 （2）输出最大与最小占空比测量。测量“2”端。 2控制电路相序与驱动波形测试
将“UPW”的2端与控制电路的4端相连。将电位器RP左旋到底，按下开关s1、s6、s7，用双踪示波器观察并记录下列各点波形：
（1）控制电路的1、2与地端间波形，应仔细测量该波形是否对称互补； （2）控制电路的3、5与地端间波形； （3）主电路的4与5及6与5端间波形； 3．不带电感时负载与mos管两端电压波形测试
将主电路的3与4短接，将upw的电位器Rp右旋到大致中间的位置，测试并记录负与mos管两端电压波形
4带电感时负载与mos管两端电压波形测试
将主电路的3与4不短接，将upw的电位器rp右旋到大致中间的位置，测试并记录负载与mos管两端电压波形
5不同占空比D时的负载端电压测试
实验中，将电位器rp从左至右旋转4-5个位置，分别观察并记录SG3525的输出2端脉冲的占空比、负载端电压大小与波形
6不同载波频率时的滤波效果比较
使电感接入电路，在s2、s3、s4合上与断开多种情况下，观察并记录负载两端波形。
7不同占空比d时的负载端谐波大小的测试 分别观察并记录Rp左旋与右旋到底时的负载端波形，从而判断出占空比d大小对负载端谐波大小的影响。 8输入电流的位移因数测试
（1）将主电路的3、4两端用导线短接，即不接入电感 （2）在不同占空比条件下，用双踪示波器同时观察并1S72VD1VT1678图5-105VD2VT2493记录2与1端和2与6端间波形。
五．思考题
1 当主电路接纯电阻负载（即将电感短路）时，可见负载电压波形存在死区，其产生的原因是什么？
2 当主电路接电感性负载时，在电压的过零点会出现一尖峰脉冲，且其幅值随占空比的增大而增大。试分析其产生的原因以及抑制的方法。
实验十 单相交直交变频电路的性能研究
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在电阻负载、电阻电感负载时的工作情况及其波形作全面分析，并研究工作频率对电路工作波形的影响。
二．实验内容
1．测量SPWM波形产生过程中的各点波形。 2．观察变频电路输出在不同的负载下的波形。
三．实验设备及仪器
1．电力电子及电气传动主控制屏。 2．MCL-16组件。
3．电阻、电感元件(MEL-03、700mH电感)。 4．双踪示波器。 5．万用表。
四．实验原理 1G1E1VT1G3E3VT3L134VT22G2E2G4VT4C5图5—13 单相交直交变频电路单相交直交变频电路的主电路如图5—13所示。
本实验中主电路中间直流电压ud由交流电整流而得，而逆变部分别采用单相桥式PWM
逆变电路。逆变电路中功率器件采用600V8A的IGBT单管（含反向二极管，型号为ITH08C06），IGBT的驱动电路采用美国国际整流器公司生产的大规模MOSFET和IGBT专用驱动集成电路1R2110，控制电路如图5—12所示，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VT1、VT4和VT2、VT3两对IGBT。ICL8038仅需很小的外部元件就可以正常工作，用于发生正弦波、三角波、方波等，频率范围0.001到500kHz。
五．实验方法
1．SPWM波形的观察 G1隔135离及脉冲 驱动E1G2E2G3E3G4正弦波42延迟6隔离及驱正弦波频率调节动图5—14 SPWM波形发生（1）观察正弦波发生电路输出的正弦信号Ur波形（“2”端与“地”端），改变正弦波频率调节电位器，测试其频率可调范围。 （2）观察三角形载波Uc的波形（“1”端与“地”端），测出其频率，并观察Uc和U2的对应关系： （3）观察经过三角波和正弦波比较后得到的SPWM波形（“3”端与“地”端），并比较“3”端和“4”端的相位关系。
（4）观察对VT1、VT2进行控制的SPWM信号（“5”端与“地”端）和对VT3、VT4进行控制的SPWM信号(“6”端与“地”端)，仔细观察“5”端信号和“6”端防号之间的互锁延迟时间。
2．驱动信号观察
在主电路不接通电源情况下，S3扭子开关打向“OFF”，分别将“SPWM波形发生”的G1、E1、G2、E2、G3、E3、G4和“单相交直交变频电路”的对应端相连。经检查接线正确后，S3扭子开关打向“ON”，对比VTI和VT2的驱动信号，VT3和VT4的驱动信号，仔
细观察同一相上、下两管驱动信号的波形，幅值以及互锁延迟时间。
3．S3扭子开关打向“OFF”，分别将“主电源2”的输出端“1”和“单相交直交变频电路”的“1”端相连， “主电源2”的输出端“2”和“单相交直交变频电路”的“2”端相连，将“单相交直交变频电路”的“4”、“5”端分别串联MEL-03电阻箱 （将一组900Ω/0.41A并联，然后顺时针旋转调至阻值最大约450Ω） 和直流安培表（将量程切换到2A挡）。将经检查无误后，S3扭子开关打向“ON”，合上主电源（调节负载电阻阻值使输出负载电压波形达到最佳值，电阻负载阻值在90Ω~360Ω时波形最好）。
4．当负载为电阻时，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。
5．当负载为电阻电感时，观察负载电压和负载电流的波形。
六．注意事项
1．“输出端”不允许开路，同时最大电流不允许超过“1A”。
2．注意电源要使用“主电源2”的“15V”电压其他同“直流斩波”电路相同。
七．实验报告
1．绘制完整的实验电路原理图。
2．电阻负载时，列出数据和波形，并进行讨论分析。 3．电阻电感负载时，列出数据和波形，并进行讨论及分析。 4．分析说明实验电路中的PWM控制是采用同步调制还是异步调制。 5．为使输出波形尽可能的接近正弦波，可以采取什么措施。
6．分析正弦波与三角波之间不同的载波比情况下的负载波形，理解改变载波比对输出功率管和输出波形的影响。