新能源实验一.docx
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新能源实验一.docx
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新能源实验一
上机一光伏系统最大功率点跟踪控制
1.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。
2.上机内容
1.最大功率点跟踪控制变换器采用Buck电路,构建Buck电路进行开环仿真。
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
3.上机设备
1.计算机。
2.Saber仿真软件。
4.上机操作
1.Buck主电路的构建
原理框图见图1-1。
图1-1Buck变换器主电路
在Saber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=
2.SG3525芯片外围电路构建
(1)构建SG3525芯片外围电路如图1-2
图1-2SG3525外围电路
(2)观察ct端的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
1.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。
2.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
3.上机设备
1.计算机。
2.Saber仿真软件。
4.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31V~36V,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。
2.PWM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
1.SG3525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
2.MCL-16组件。
3.双踪示波器。
4.万用表。
四.实验方法
1.SG3525的调试
将开关S1打向“半桥电源”,分别连接“5”和“6”端,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G1、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
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”、
C2
2
“12”
G1
C1
VT1
S1
3
R1
C
4
T
VT2
13
5VD1
6VD2
图5—15半桥型开关稳压电源
12
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”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uo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
■u100%
U2
5.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。
6.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VTi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。
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