SPWM單相交直交變頻原理實(shí)驗(yàn)

-Z-780G 機(jī)電傳動(dòng)與電氣控制實(shí)驗(yàn)裝置
SPWM一相交直交變頻原理實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> (1)熟悉一相交直交變頻電子回路原理及電子回路構(gòu)成。
(2)掌控把握SPWM波產(chǎn)生的基理。
(3)解析交直交變頻電子回路在不一樣負(fù)載時(shí)的作業(yè)現(xiàn)象和波動(dòng)線(xiàn)，并研究作業(yè)頻率對(duì)電子回路作業(yè)波動(dòng)線(xiàn)的影響。
二、實(shí)驗(yàn)所需掛式模塊件及附件
1 GDQ01電源控制屏 該控制屏含有"三相電源輸出"等幾個(gè)模型塊。
2 DK03 晶閘管主電子回路 該掛式模塊件含有"平波電抗器"等幾個(gè)模型塊
3 DK11一相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載
4 DK14一相交直交變頻原理
5 雙蹤示波器 自備
6 萬(wàn)用表 自備
三、實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路及原理
應(yīng)用SPWM正弦波脈寬調(diào)制，經(jīng)過(guò)改變調(diào)制頻率，完成交直交變頻的目的。實(shí)驗(yàn)電子回路由三部分構(gòu)成：即主電子回路, 驅(qū)動(dòng)電子回路和控制電子回路。
(1)主電子回路部分:


圖9-11主電子回路構(gòu)造原理圖
如圖9-11所示, 交直線(xiàn)DC變換部分（AC/DC）為不可控整流電子回路（由實(shí)驗(yàn)箱式掛式模塊件DK11一相調(diào)壓器提供50V交流ACAC電）；逆變部分（DC/AC）由四只IGBT管構(gòu)成一相橋式逆變電子回路，應(yīng)用雙極性調(diào)制方法。輸出經(jīng)LC低通濾波器，濾除高次諧波，得到頻率可調(diào)的正弦波（基波）交流ACAC輸出 。
本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的負(fù)載為電阻性或電阻電感性負(fù)載。
各波動(dòng)線(xiàn)的查看點(diǎn)均已引到操作面板上，可經(jīng)過(guò)示波器實(shí)行查看。
為了方便查看SPWM波，操作面板上設(shè)定了"測(cè)量試驗(yàn)"和"運(yùn)行"選用開(kāi)關(guān)，在"測(cè)量試驗(yàn)"狀態(tài)下，此時(shí)可較清楚地查看到異步調(diào)制的SPWM波，經(jīng)過(guò)示波器可對(duì)比清晰地查看SPWM波，但在此狀態(tài)下不能帶載運(yùn)行，因載波比N太低，不利于設(shè)備的正常運(yùn)行。在"運(yùn)行"狀態(tài)下，三角載波Uc頻率較高, 因波動(dòng)線(xiàn)的寬窄快速改變致使無(wú)法用普通示波器查看到SPWM波動(dòng)線(xiàn)，經(jīng)過(guò)帶儲(chǔ)物的數(shù)字示波器的存儲(chǔ)功能也可較清晰地查看SPWM波動(dòng)線(xiàn)。
正弦調(diào)制波Ur頻率的調(diào)動(dòng)界限設(shè)定為5-60Hz。
控制電子回路還設(shè)定了過(guò)流保護(hù)連接口端STOP，當(dāng)有過(guò)流信號(hào)時(shí)，STOP呈低電平，經(jīng)與門(mén)輸出低電平，封鎖了兩路SPWM信號(hào)，使IGBT 關(guān)斷，起到保護(hù)作用。
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
(1)控制信號(hào)的查看。
(2)帶電阻及電阻電感性負(fù)載。
五、思考題
(1)為了使輸出波動(dòng)線(xiàn)盡可能地接近正弦波，可采取什么措施？
(2)調(diào)制波可否應(yīng)用三角波？
(3)解析開(kāi)關(guān)死區(qū)時(shí)間對(duì)輸出的影響。
六、實(shí)驗(yàn)方法
(1)控制信號(hào)的查看
在主電子回路不接直線(xiàn)DC電源時(shí)，打開(kāi)控制電源開(kāi)關(guān)，并將DK14箱式掛式模塊件左側(cè)的鈕子開(kāi)關(guān)撥到"測(cè)量試驗(yàn)"位置。
①查看正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的波動(dòng)線(xiàn)，測(cè)量試驗(yàn)其頻率可調(diào)界限；
②查看三角載波Uc的波動(dòng)線(xiàn)，測(cè)量試驗(yàn)其頻率；
③改變正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的頻率，再測(cè)量三角載波Uc的頻率，判別是同步調(diào)制還是異步調(diào)制；
④對(duì)比"PWM+"，"PWM-" 和"SPWM1"，"SPWM2"的區(qū)別，仔細(xì)查看同一相上下兩管驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的死區(qū)延遲時(shí)間。
(2) 帶電阻及電阻電感性負(fù)載
在實(shí)驗(yàn)步驟1之后，將DK14箱式掛式模塊件操作面板左側(cè)的鈕子開(kāi)關(guān)撥到"運(yùn)行"位置，將正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的頻率調(diào)到最小，選用負(fù)載種類(lèi)：
①將輸出接電阻負(fù)載，然后將主電子回路A，B線(xiàn)電壓（V）220V接入DK11一相調(diào)壓器寫(xiě)入端，輸出端調(diào)到50V，由小到大調(diào)動(dòng)正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的頻率，查看負(fù)載電壓（V）的波動(dòng)線(xiàn)，記錄其波動(dòng)線(xiàn)功能數(shù)值（幅值、頻率）。
②關(guān)閉電源，將輸出接電阻負(fù)載和DK03上的200mH電感串聯(lián)構(gòu)成的電阻電感性負(fù)載，然后將主電子回路A，B線(xiàn)電壓（V）220V接入DK11一相調(diào)壓器寫(xiě)入端，輸出端調(diào)到50V，由小到大調(diào)動(dòng)正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的頻率查看負(fù)載電壓（V）的波動(dòng)線(xiàn)，記錄其波動(dòng)線(xiàn)功能數(shù)值（幅值、頻率）。
七、注意事項(xiàng)
(1) 雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)測(cè)量?jī)陕沸盘?hào)，但這兩探頭的地線(xiàn)全部與示波器的外殼相連，所以?xún)蓚€(gè)探頭的地線(xiàn)不能同時(shí)接在同一電子回路的不一樣電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)經(jīng)過(guò)示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利實(shí)行，可將其中一根探頭的地線(xiàn)取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線(xiàn)，這樣從根本上解決了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)需要同時(shí)查看兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電子回路上找到這兩個(gè)信號(hào)的共同共用點(diǎn)，將探頭的地線(xiàn)接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)查看到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。
(2)在"測(cè)量試驗(yàn)"狀態(tài)下，請(qǐng)勿帶負(fù)載運(yùn)行。
(3)操作面板上的"過(guò)流保護(hù)"指示燈亮，表明過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，此時(shí)應(yīng)查驗(yàn)負(fù)載是否短路，若要繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)先關(guān)機(jī)后，再重新開(kāi)機(jī)。