SPWM單相交直交變頻原理實驗

-Z-780G 機電傳動與電氣控制實驗裝置
SPWM一相交直交變頻原理實驗
一、實驗?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載時的作業(yè)現(xiàn)象和波動線，并研究作業(yè)頻率對電子回路作業(yè)波動線的影響。
二、實驗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"等幾個模型塊
3 DK11一相調(diào)壓與可調(diào)負載
4 DK14一相交直交變頻原理
5 雙蹤示波器 自備
6 萬用表 自備
三、實驗線路及原理
應(yīng)用SPWM正弦波脈寬調(diào)制，經(jīng)過改變調(diào)制頻率，完成交直交變頻的目的。實驗電子回路由三部分構(gòu)成：即主電子回路, 驅(qū)動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DC變換部分（AC/DC）為不可控整流電子回路（由實驗箱式掛式模塊件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 。
本實驗設(shè)計的負載為電阻性或電阻電感性負載。
各波動線的查看點均已引到操作面板上，可經(jīng)過示波器實行查看。
為了方便查看SPWM波，操作面板上設(shè)定了"測量試驗"和"運行"選用開關(guān)，在"測量試驗"狀態(tài)下，此時可較清楚地查看到異步調(diào)制的SPWM波，經(jīng)過示波器可對比清晰地查看SPWM波，但在此狀態(tài)下不能帶載運行，因載波比N太低，不利于設(shè)備的正常運行。在"運行"狀態(tài)下，三角載波Uc頻率較高, 因波動線的寬窄快速改變致使無法用普通示波器查看到SPWM波動線，經(jīng)過帶儲物的數(shù)字示波器的存儲功能也可較清晰地查看SPWM波動線。
正弦調(diào)制波Ur頻率的調(diào)動界限設(shè)定為5-60Hz。
控制電子回路還設(shè)定了過流保護連接口端STOP，當有過流信號時，STOP呈低電平，經(jīng)與門輸出低電平，封鎖了兩路SPWM信號，使IGBT 關(guān)斷，起到保護作用。
四、實驗內(nèi)容
(1)控制信號的查看。
(2)帶電阻及電阻電感性負載。
五、思考題
(1)為了使輸出波動線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)解析開關(guān)死區(qū)時間對輸出的影響。
六、實驗方法
(1)控制信號的查看
在主電子回路不接直線DC電源時，打開控制電源開關(guān)，并將DK14箱式掛式模塊件左側(cè)的鈕子開關(guān)撥到"測量試驗"位置。
①查看正弦調(diào)制波信號Ur的波動線，測量試驗其頻率可調(diào)界限；
②查看三角載波Uc的波動線，測量試驗其頻率；
③改變正弦調(diào)制波信號Ur的頻率，再測量三角載波Uc的頻率，判別是同步調(diào)制還是異步調(diào)制；
④對比"PWM+"，"PWM-" 和"SPWM1"，"SPWM2"的區(qū)別，仔細查看同一相上下兩管驅(qū)動信號之間的死區(qū)延遲時間。
(2) 帶電阻及電阻電感性負載
在實驗步驟1之后，將DK14箱式掛式模塊件操作面板左側(cè)的鈕子開關(guān)撥到"運行"位置，將正弦調(diào)制波信號Ur的頻率調(diào)到最小，選用負載種類：
①將輸出接電阻負載，然后將主電子回路A，B線電壓（V）220V接入DK11一相調(diào)壓器寫入端，輸出端調(diào)到50V，由小到大調(diào)動正弦調(diào)制波信號Ur的頻率，查看負載電壓（V）的波動線，記錄其波動線功能數(shù)值（幅值、頻率）。
②關(guān)閉電源，將輸出接電阻負載和DK03上的200mH電感串聯(lián)構(gòu)成的電阻電感性負載，然后將主電子回路A，B線電壓（V）220V接入DK11一相調(diào)壓器寫入端，輸出端調(diào)到50V，由小到大調(diào)動正弦調(diào)制波信號Ur的頻率查看負載電壓（V）的波動線，記錄其波動線功能數(shù)值（幅值、頻率）。
七、注意事項
(1) 雙蹤示波器有兩個探頭，可同時測量兩路信號，但這兩探頭的地線全部與示波器的外殼相連，所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電子回路的不一樣電位的兩個點上，否則這兩點會經(jīng)過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測量的順利實行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個問題。當需要同時查看兩個信號時，必須在被測電子回路上找到這兩個信號的共同共用點，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測信號，只有這樣才能在示波器上同時查看到兩個信號，而不發(fā)生意外。
(2)在"測量試驗"狀態(tài)下，請勿帶負載運行。
(3)操作面板上的"過流保護"指示燈亮，表明過流保護動作，此時應(yīng)查驗負載是否短路，若要繼續(xù)實驗，應(yīng)先關(guān)機后，再重新開機。