电力电子技术实验指导书(打印)

无锡城市职业技术学院《现代电力电子技术》实验指导书专业名称应用电子技术班级小组成员指导教师无锡城市职业技术学院电子信息工程系现代电力电子技术实验指导书第1页共21页目录准备知识MULTISIM9基本操作..............................................................................2实验一晶闸管的导通和关断条件实验...................................................................8实验二单相半波可控整流电路.............................................................................10实验三单相半控桥整流电路.................................................................................12实验四单相全控桥整流电路.................................................................................14实验五SPWM产生电路............................................................................................16实验六单结晶体管触发电路.................................................................................18实验七三相桥式整流电路...................................................................................20现代电力电子技术实验指导书第2页共21页准备知识Multisim9基本操作Multisim9是IIT公司推出Multisim2001之后的Multisim最新版本（06年底又发布最新的版本Multisim10）。Multisim9提供了全面集成化的设计环境，完成从原理图设计输入、电路仿真分析到电路功能测试等工作。当改变电路连接或改变元件参数，对电路进行仿真时，可以清楚地观察到各种变化对电路性能的影响。1.1Multisim9基本操作1.1.1基本界面1.1.2文件基本操作与Windows常用的文件操作一样，Multisim9中也有：New--新建文件、Open--打开文件、Save--保存文件、SaveAs--另存文件、Print--打印文件、PrintSetup--打印设置和Exit--退出等相关的文件操作。以上这些操作可以在菜单栏File子菜单下选择命令，也可以应用快捷键或工具栏的图标进行快捷操作。1.1.3元器件基本操作常用的元器件编辑功能有：90Clockwise--顺时针旋转90、90CounterCW--逆时针旋转90、FlipHorizontal--水平翻转、FlipVertical--垂直翻转、ComponentProperties--元件属性等。这些操作可以在菜单栏Edit子菜单下选择命令，也可以应用快捷键进行快捷操作。仿真电源开关菜单栏工具栏元器件栏仪器仪表栏电路工作区状态栏现代电力电子技术实验指导书第3页共21页原始图像顺时针旋转90逆时针旋转90水平翻转垂直翻转1.2Multisim9电路创建1.2.1元器件1.选择元器件在元器件栏中单击要选择的元器件库图标，打开该元器件库。在屏幕出现的元器件库对话框中选择所需的元器件，常用元器件库有13个：信号源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTL数字集成电路库、CMOS数字集成电路库、其他数字器件库、混合器件库、指示器件库、其他器件库、射频器件库、机电器件库等。2.选中元器件鼠标点击元器件，可选中该元器件。3.元器件操作选中元器件，单击鼠标右键，在菜单中出现下列操作命令：4.元器件特性参数双击该元器件，在弹出的元器件特性对话框中，可以设置或编辑元器件的各种特性参数。元器件不同每个选项下将对应不同的参数。例如：NPN三极管的选项为：Label--标识Display--显示Value--数值Pins–管脚1.3Multisim9操作界面1.3.1Multisim9菜单栏Cut：剪切Copy：复制FlipHorizontal：选中元器件的水平翻转；FlipVertical：选中元器件的垂直翻转；90Clockwise：选中元器件的顺时针旋转90；90CounterCW：选中元器件的逆时针旋转90；Color：设置器件颜色EditSymbol：设置器件参数Help：帮助信息现代电力电子技术实验指导书第4页共21页11个菜单栏包括了该软件的所有操作命令。从左至右为：File（文件）、Edit（编辑）、View（窗口）、Place（放置）、Simulate（仿真）、Transfer（文件输出）、Tools（工具）、Reports（报告）、Options（选项）、Window（窗口）和Help（帮助）。1.3.3Multisim9元器件栏由于该工具栏是浮动窗口，所以不同用户显示会有所不同（方法是：用鼠标右击该工具栏就可以选择不同工具栏，或者鼠标左键单击工具栏不要放，便可以随意拖动）。从左到右依次是：新建，打开，保存，打印，打印预览，剪切，复制，粘贴，撤销，重做。满屏显示，放大，缩小，选择放大，100%显示。电源，电阻，二极管，三极管，集成电路，TTL集成电路，COMS集成电路，数字器件，混合器件库，指示器件库，其他器件库，电机类器件库，射频器件库。导线，总线。显示或隐藏设计项目栏，电路属性栏，电路元件属性栏，新建元件对话框，启动仿真分析，图表，电气规则检查，从Unltiboard导入数据，导出数据到unltiboard，使用元件列表，帮助。1.3.4Multisim仪器仪表栏Multisim在仪器仪表栏下提供了17个常用仪器仪表，依次为数字万用表、函数发生器、瓦特表、双通道示波器、四通道示波器、波特图仪、频率计、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、IV分析仪、失真度仪、频谱分析仪、网络分析仪、Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器。1.4Multisim仪器仪表使用1.4.1数字万用表（Multimeter）Multisim提供的万用表外观和操作与实际的万用表相似，可以测电流A、电压V、电阻Ω和分贝值db，测直流或交流信号。万用表有正极和负极两个引线端。现代电力电子技术实验指导书第5页共21页1.4.2函数发生器（FunctionGenerator）Multisim提供的函数发生器可以产生正弦波、三角波和矩形波，信号频率可在1Hz到999MHz范围内调整。信号的幅值以及占空比等参数也可以根据需要进行调节。信号发生器有三个引线端口：负极、正极和公共端。1.4.4双通道示波器（Oscilloscope）Multisim提供的双通道示波器与实际的示波器外观和基本操作基本相同，该示波器可以观察一路或两路信号波形的形状，分析被测周期信号的幅值和频率，时间基准可在秒直至纳秒范围内调节。示波器图标有四个连接点：A通道输入、B通道输入、外触发端T和接地端G。现代电力电子技术实验指导书第6页共21页示波器的控制面板分为四个部分：1.Timebase（时间基准）Scale（量程）：设置显示波形时的X轴时间基准。Xposition（X轴位置）：设置X轴的起始位置。显示方式设置有四种：Y/T方式指的是X轴显示时间，Y轴显示电压值；Add方式指的是X轴显示时间，Y轴显示A通道和B通道电压之和；A/B或B/A方式指的是X轴和Y轴都显示电压值。2.ChannelA（通道A）Scale（量程）：通道A的Y轴电压刻度设置。Yposition（Y轴位置）：设置Y轴的起始点位置，起始点为0表明Y轴和X轴重合，起始点为正值表明Y轴原点位置向上移，否则向下移。触发耦合方式：AC（交流耦合）、0（0耦合）或DC（直流耦合），交流耦合只显示交流分量，直流耦合显示直流和交流之和，0耦合，在Y轴设置的原点处显示一条直线。3.ChannelB（通道B）通道B的Y轴量程、起始点、耦合方式等项内容的设置与通道A相同。4.Tigger（触发）触发方式主要用来设置X轴的触发信号、触发电平及边沿等。Edge（边沿）：设置被测信号开始的边沿，设置先显示上升沿或下降沿。Level（电平）：设置触发信号的电平，使触发信号在某一电平时启动扫描。触发信号选择：Auto（自动）、通道A和通道B表明用项应的通道信号作为触发信号；ext为外触发；Sing为单脉冲触发；Nor为一般脉冲触发。现代电力电子技术实验指导书第7页共21页1.4.5四通道示波器（4ChannelOscilloscope）四通道示波器与双通道示波器的使用方法和参数调整方式完全一样，只是多了一个通道控制器旋钮，当旋钮拨到某个通道位置，才能对该通道的Y轴进行调整。现代电力电子技术实验指导书第8页共21页实验一晶闸管的导通和关断条件实验一．实验目的1．验证晶闸管的导通条件及关断方法。2．测试晶闸管的维持电流。二．实验仪器及材料装有Multisim电路仿真软件的计算机一台。三．预习要求（1）阅读电力电子技术教材中有关晶闸管的内容，弄清晶闸管的结构与工作原理；（2）复习晶闸管基本特征的有关内容，掌握晶闸管正常工作时的特性；四．实验内容（1）使用Multisim软件，在四个文件中分别完成下列实验电路的绘制：图1-1图1-2现代电力电子技术实验指导书第9页共21页图1-3图1-4（2）晶闸管的导通条件a)加36V反向阳极电压，门极开路或接-6V电压或接+6V电压，观察灯泡是否亮，判断晶闸管是否导通；（见图1-1）b)36V正向阳极电压，门极开路或接-6V电压，观察灯泡亮否，判断晶闸管是否导通；（见图1-2）c)阳极加36V正向电压，门极加+6V正向电压，观察灯泡亮否，判断晶闸管是否导通；（见图1-3）d)灯亮后去掉门极电压，看灯泡是否继续亮。（见图1-3）e)写出导通条件，说明门极作用。（3）晶闸管关断条件实验（见图1-3、图1-4）a)按图1-3，接通36V电源电压，再在门极接通+6V电压使晶闸管导通，灯泡亮，接着断开门极电压；b)去掉36V阳极电压，观看灯泡是否亮；c)使晶闸管导通，然后断开门极电压，即打开J5，接着闭合J5，再打开J5，观察灯泡是否熄灭；d)再使晶闸管导通，断开门极电压，调节电位器R3，逐渐减小阳极电压，当电流表的值突然降到很低，电压表指示接近36v时，记下突变前的电流值，即被测晶闸管的维持电流，此时若再升高阳极电源电压，灯泡也不再发亮，说明晶管已关断；现代电力电子技术实验指导书第10页共21页e)总结关断晶闸管的方法。五．实验报告：1．按实验内容完成各步骤，列出实验结果和维持电流值。2．画出测试电路图。3．实验中发生的值得讨论的问题。4.本次实验的体会。实验二单相半波可控整流电路一．实验目的1．掌握单相半波可控整流电路的结构。2．掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作过程。3.测试单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的波形。二．实验所用器件和仪器装有Multisim电路仿真软件的计算机一台。三．预习要求1．复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感负载时的工作波形；2.掌握单相半波可控整流电路接不同负载时dU、dI的计算方法。四．实验内容1.使用Multisim软件，在二个文件中分别完成下列实验电路的绘制：图2-1现代电力电子技术实验指导书第11页共21页图2-2（2）单相半波可控整流电路接电阻性负载按图2-1电路图接线，触发信号源电路调试正常，根据导通角计算并设定触发电路的延迟