正弦脉宽调制变频调速系统

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1、专业：电气工程及其自动化姓名：学号：日期：地点：教二115实验报告课程名称：电机控制指导老师：年珩赵建勇成绩：实验名称：正弦脉宽调制变频调速系统实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1、加深理解自然采样法生成SPWM波的机理和过程。2、熟悉SPWM变频调速系统中直流回路、逆变桥功率器件和微机控制电路之间的连接。3、了解SPWM变频器运行参数

2、和特性。二、实验线路及原理SPWM变频器供电的异步电机变频调速系统的实验原理图如图1所示，其中控制键盘与运行显示布置图见图2所示。SPWM变频调速系统主要由不控整流桥、电容滤波、直流环节电流采样（串采样电阻）、MOSFET逆变桥、MOSFET驱动电路、8031单片微机数字控制情况、控制键盘与运行显示等环节组成。整个系统可按图1所示的接线端编号一一对应接线。图1SPWM变频调速系统原理图本实验系统的性能指标如下：(1)运行频率f1可在1～60Hz的范围内连续可调。(2)调制方式1)同步调制：调制比

3、Fr=3～123可变，步增量为3；2)异步调制：载波频率f0=0.5～8kHz可变，步增量为0.5kHz;3)混合调制：系统自动确定各运行频率下的调制比。图2SPWM变频器控制键盘与运行显示面板图(3)V/f曲线有四条V/f曲线可供选择，以满足不同的低频电压补偿要求，如图3所示。曲线1:f1=1～50Hz,U1/f1=220/50=4.4V/Hzf1=51～60Hz，U1=220V曲线2：f1=1～5Hz,U1=21.5Vf1=6～50Hz，U1/f1=220/50=4.4V/Hzf1=51～6

4、0Hz,U1=220V曲线3：f1=1～8Hz,U1=34.5Vf1=9～50Hz，U1/f1=220/50=4.4V/Hzf1=51～60Hz,U1=220V曲线4：f1=1～10Hz,U1=43Vf1=11～50Hz，U1/f1=220/50=4.4V/Hzf1=51～60Hz,U1=220V(4)加速时间可在1～60s区间设定电机从静止加速到额定速度所需时间，10s以下步增量为1s，10s到60s步增量为5s。图3不同的V/f曲线三、实验内容(1)用SPWM变频器驱动三相异步电动机实现变频

5、调速运行。(2)改变调制方式，观察变频器调制波形、不同负载时的电动机端部线电压、线电流波形。(3)改变V/f曲线，观察变频器在不同低频补偿条件下的低速运行情况。(4)改变变频调速系统的加速时间，观察系统的加减速过程。四、实验设备(1)MCL现代运动控制技术实验台主控屏。(2)SPWM变频调速系统实验组件挂箱。(3)三相异步电动机一测功机组。(4)双踪记忆示波器。(5)数字式万用表。五、实验方法按图1连接好主电路，将该组件挂箱的控制电源端接入220V交流电，闭合控制电源开关，电源指示灯亮，表示挂箱

6、通电。此时，控制键盘上的数码管显示“P”，表示微机系统处于等待接受指令状态。“运行”、“停止”键用来启动、关闭变频器。开机或复位后变频器的缺省设置为：混合调制方式，运行频率为50Hz，加速时间为3s，选中V/f曲线2。SPWM变频器运行参数的设定可通过如图2所示的键盘显示部分来实现。发光管用来指示运行方式及数码管显示内容。按“设置”键可进入设置状态，数码管闪烁显示。进入设置状态后，可按“加速时间”、“V/f曲线”、“同步调制”、“异步调制”、“混合调制”、“调制比”、“载波频率”、“运行频率”等

7、键选择各个参数，按“上升”、“下降”键可进行参数设置，设置完毕后按“确认”键以输入设定的参数，同时退出设置状态，数码管恢复正常显示，设置后需再按“运行”键才能使变频器以设定好的参数运行。“运行频率”也可在退出设置状态后，直接按“上升”、“下降”键进行设置。设置时应注意各个参数之间的依赖性，如在混合调制方式时，不允许设置调制比和载波频率；在同步调制方式时，不允许设置载波频率；在异步调制方式时，不允许设置调制比。如没按允许进行设置，则系统不响应键盘。调制方式重新设置后，相关参数将变成以下缺省值：同步

8、调制：Fr=15；异步调制：f0=500Hz，V/f曲线和加速时间这两个参数不受影响。退出设置状态后，按“加速时间”、“V/f曲线”、“调制比”、“载波频率”、“运行频率”等键可查看相应的参数值。实验中可通过各观察孔来观察SPWM的形成过程、合成波形(10和11之间)、各功率器件上的栅极驱动信号（建议观察下桥臂元件，即13、14、15和11之间）、开关元件上电压波形（7、8、9与5之间）、直流母线电压（1和3之间）、电流波形（5和4之间）、输出线电压波形（U、V、W之间）、输出线电流波形（7、8