新能源实验一

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1、上机一 光伏系统最大功率点跟踪控制一上机目的熟悉光伏最大功率点跟踪的原理，掌握基本的最大功率点跟踪控制方法，掌 握 Saber 仿真软件的使用方法。二上机内容真。踪。1. 最大功率点跟踪控制变换器采用Buck电路，构建Buck电路进行开环仿2. 构建SG3525芯片外围仿真电路，获取PWM控制波形。3. 用 SG3525 搭建定电压跟踪法的闭环控制电路，实现光伏最大功率点跟三.上机设备1 .计算机。2. Saber 仿真软件。四.上机操作1.Buck 主电路的构建。原理框图见图 1-1。IfnnUi孙L=500uHR=100C=100uFfftlt图1-1 Buck变换器主电路在 Saber

2、仿真软件器件库中将主电路中所需器件调出，将所有器件连线，构 成图 1-1 所示电路图 （取元件和连线方法参考 Saber 软件使用指导书 ），注意 MOSFET的方波控制信号可以由方波电压源代替。设定输入电压Ui=31V, MOSFET的方波控制信号频率为20kHz，改变控制 信号的占空比D,使得输出电压Uo=12V，记录Ui和D。改变Ui数值，每次改变Ui增加1V，相应调节占空比D，使得输出电压Uo始终为12V，直到Ui=36V，记录相应的Ui和D。Ui=D=2SG3525 芯片外围电路构建(1)构建SG3525芯片外围电路如图1-2图 1-2 SG3525 外围电路(2) 观察 ct 端的

3、电压波形是否为锯齿波，如果是记录锯齿波的最大电压 Umax、最小电压Umin和锯齿波频率f。(3) 调节图中6.2k电阻的阻值或2.2n电容的容值使三角波频率为20kHz。记 录调节后的电阻和电容数值。(4) 观察a、b两个端子的输出电压波形，记录波形的占空比。3定电压跟踪法闭环电路构建(1) 将a端的输出信号经过buf电路再经过VCVS压控电压源去控制主电路 中的 MOSFET。(2) 将主电路中的输出电压经电阻分压后，作为电压反馈信号与图 1-2 中左 上方的横线相连。五实验报告1分析定电压跟踪法实现最大功率点控制的原理2分析仿真中整个闭环电路的工作原理。上机二 光伏系统蓄电池充放电控制一

4、上机目的熟悉光伏蓄电池充放电的原理，掌握基本的蓄电池充电方法，掌握Saber仿 真软件的使用方法。二上机内容1构建蓄电池恒压充电充电电路。 2构建蓄电池恒流充电充电电路。三上机设备1计算机。2. Saber仿真软件。四上机操作1. 蓄电池充电主电路的构建原理框图见图 2-1。2. 恒压充电控制电路的构建输入电压为31V36V,采用上机一给出的SG3525芯片控制电路构成恒压充 电控制电路，要求电容上电压值（充电电压）可以根据需要调节，充电电压分别为 13V、13.5V和14V，并给出充电电压的仿真波形。3. 恒流充电控制电路的构建将恒压充电控制电路经过适当修改构成恒流充电控制电路，充电电流分别

5、为 2A、3A和4A,并给出充电电流的仿真波形。五实验报告1分析蓄电池恒电压充电的原理2分析蓄电池恒电流充电的原理。实验三 光伏发电系统变换器性能实验一实验目的熟悉典型的光伏发电变换器电路的结构，元器件和工作原理，要求主要了解 以下内容。1主电路的结构和工作原理。2PWM 控制电路的原理和常用集成电路。3驱动电路的原理和典型的电路结构。二实验内容1SG3525 的输出波形观察。2半桥电路中各点波形的观察。三实验设备及仪器1电力电子及电气传动教学实验台主控制屏。2MCL-16 组件。3双踪示波器。4万用表。四实验方法1SG3525 的调试将开关 S1 打向“半桥电源”，分别连接“5”和“6”端，

6、以及“9”端和“10” 端，“3”端和“4”端，用示波器分别观察锯齿波输出（“1”端）和 A、B 两路 PWM 信号的波形（分别为“5”端和“9”端对地波形），并记录波形，频率和 幅值，调节“脉冲宽度调节”电源器，记录其占空比可调范围。2. 断开主电路和控制电路的电源，分别将“PWM波形发生”的“7”、“8” 和“半桥型开关稳压电源”的Gl、S1端相连，将PWM波形发生的“ 11”、“12” 端和“半桥型开关稳压电源”的G2、S2端相连。经检查接线无误后，将扭子开 关S2打向“ON”，分别观察两个MOSFET管VT1、VT2的栅极G和源极S间 的电压波形，记录波形，周期、脉宽、幅值及上升、下降

7、时间。3. 断开主电路和控制电路的电源，分别将“主电源 1”的“1”端、“2”端 与“半桥开关稳压电源”的“1”、“2”端相连，然后合上控制电源以及主电源（注 意：一定要先加控制信号，后加主电源否则极易烧毁“主电源1”的保险丝），用 示波器分别观察两个 MOSFET 的栅源电压波形和漏源电压波形，记录波形、周12”R1R2期、脉宽和幅 值，特别注 意：不能用示 波器同时观 察 两 个MOSFET的波形，否则会造成 短路，严重损坏 实验设备。4. 分别将“半桥型开 关稳压电源” 的 “8”、“10” 端相连，“9”、 端相连（负载电阻为33Q ），记录输出整流二极管阳极和阴极间的电压波形（“5”

8、 和“7”端之间，以及“6”端和“7”端间）记录波形、周期、脉宽以及幅值， 观察输出电源电压u0中的波形（“12”端和“10”端间），记录波形、幅值，并观 察主电路中变压器T的一次测电压波形（“3”端和“4”端）以及二次测电压波 形（“5”端和“9”端间，“6”端和“9”端间，记录波形、周期、脉宽和幅值。5. 断开“9”和“12”之间的连线，连接“9”和“11”（负载电阻为 3Q ， 重复 4 的实验内容。特别注意：用示波器同时观察二个二极管电压波形时，要注意示波器探头的 共地问题，否则会造成短路，并严重损坏实验装置。6. 断开“PWM波形发生”的“3”，“4”两点间连线，将“半桥型开关稳压

9、电源”的“13”端连至“半桥型稳压电源”的“2”端，并将“半桥型稳压电源” 的“9”端和“PWM波形发生”的地端相连，调节“脉冲宽度调节”电位器， 使“半桥型开关稳压电源”的输出端（“8”和“9”端间）电压为5V，然后断开“9”，“11”端连线，连接“9”，“12”端（负载电阻改变至 33Q ，测量输出电 压 u2 的值，计算负载调整率U - 5 U =2 x 100 %U2五注意事项1. “光伏变换器”接好连线后，一定要先加控制信号，然后接通主电源。2. 做闭环稳压实验的时候一定要断开“PWM波形发生”的“3”，“4”两点 之间的连线。六实验报告1根据记录的变压器一次侧、二次侧波形，计算变压器电压比。2分析负载变化对电路工作的影响。3分析本实验电路输出稳压的原理。4. 用示波器同时观察VT和VT2的漏源电压波形会生产什么后果？试详细 分析。5若要同时观察VD1和VD2阳极阴极间的电压波形，示波器的探头应当 怎样连接？错误的接法会产生什么后果？试详细分析。