變頻調(diào)速試驗指導(dǎo)書1

1、實驗二異步電動機SPW變頻調(diào)速實驗一實驗?zāi)康?通過實驗掌握異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成及工作原理。2加深理解用單片機通過軟件生成 SPWM 波形的工作原理與特點，以及不同調(diào)制方 式對系統(tǒng)性能的影響3掌握異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法。二實驗內(nèi)容1連接有關(guān)線路，構(gòu)成一個實用的異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)。2過壓保護(hù)、過流保護(hù)環(huán)節(jié)測試。3采用 SPWM 數(shù)字控制時，不同輸出頻率、不同調(diào)制方式(同步、異步、混合調(diào)制) 時的系統(tǒng)工作情況觀測。4低頻補償特性試驗。三實驗系統(tǒng)組成及工作原理變頻調(diào)速系統(tǒng)原理框圖如圖 7 3 所示。它由交 -直-交電壓源型變頻器， 16 位單片機 80C196MC 所構(gòu)成

2、的數(shù)字控制器， 控制鍵盤與運行指示、 磁通測量與保護(hù)環(huán)節(jié)等部分組成。逆變器功率器件采用智能功率模塊IPM ( Intel Ligent Power Modules )，型號為PM10CSJ060(10A/600V )。 IPM 是一種由六個高速、低功耗的 IGBT ，優(yōu)化的門極驅(qū)動和 各種保護(hù)電路集成為一體的混合電路器件。由于采用了能連續(xù)監(jiān)測電流的有傳感功能的 IGBT 芯片，從而實現(xiàn)高效的過流和短路保護(hù)，同時 IPM 還集成了欠壓鎖定和過流保護(hù)電 路。該器件的使用，使變頻系統(tǒng)硬件簡單緊湊，并提高了系統(tǒng)的可靠性。數(shù)字控制器采用 Intel 公司專為電機高速控制而設(shè)計的通用性 16位單片機 80

3、C196MC 。 它由一個 C196 核心、一個三相波形發(fā)生器以及其它片內(nèi)外設(shè)構(gòu)成。其它片內(nèi)外設(shè)中包含 有定時器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制單元與事件處理陣列等。在實驗系統(tǒng)中 80C196MC 的硬件資源分配如下：1. P3、P4 口：用于構(gòu)成外部程序存儲器的 16 bit數(shù)據(jù)和地址總線。2. WG1WG3和 WG1WG3 :用于輸出三相 PWM波形，控制構(gòu)成逆變器的 IPM。3EXTINT ：用于過流、過壓保護(hù)。4.通過接于A/D轉(zhuǎn)換器輸入端 ACH2和ACH1設(shè)之輸入頻率和改變 u/f (低頻補償)。5利用 P0 和 P1 口的 P0.4 P0.7 和 P1.0 P1.3 ，外接按鈕開關(guān)，

4、用于起動、停止、故障 復(fù)位兩種調(diào)制方法，三種調(diào)制模式的選擇。esnpirovi de ndgaugpooindtfhoeusnpdraiti ngobn.reTehe szoe,ci chaalinzagteido,naofffercetatr serhvei worl cedw;toodraky,h3a5s y beenealrasulnacthere,di, an thenedyrea psidof tphreogressniantisoonmaendpltahe w ceosrald exnd pdeecpta,ratgmae inntst,odruetfoyrcmonmsaurmk p

5、Ctihina on m,ounsehtiezraetion odficnatrhrei 18 se esrsiaonnd. apXpIrGoea necrahl tSoemacretanraygpeomientnet has bed out tenhraetsColhviena's rde.f Thir ordm, ihnarseecentenrteydeaars, explcrucialoprienrgiot hedmaonndetthizeatSiohnamofSdhuutiy consumPpotioDni shtarict, must6 .利用P2、P5、P6 口的P2.4

6、P2.7, P5.4與P6.6, P6.7，外接指示燈，用于指示系統(tǒng)所 處狀態(tài)。7.磁通觀測器用于電機氣隙磁通測量。其前半部分為 3/2 變換電路，將三相電壓 VA 、 Vb、Vc從三相靜止坐標(biāo)系 A、B、C變換到二相靜止坐標(biāo)系 a、 B上，成為V “、V b。電 路的后半部分則分別對 V a、V B積分。在忽略定子漏磁和定子電阻壓降的前提下，兩個積 分器的輸出分別是二相靜止坐標(biāo)系中電機氣隙磁通在a、B軸上的分量©a與0 B；它們的波形形狀相似，相位差 90°。將兩個積分的輸出分別接入示波器的X軸輸入和Y軸輸入，即可得到電機氣隙磁通的圓形軌跡。四.實驗設(shè)備和儀器1 . MC

7、L I I型電機控制教學(xué)實驗臺2 . MCL 09變頻調(diào)速系統(tǒng)組件3 電機導(dǎo)軌及測速裝置4三相交流異步電動機5 示波器五實驗方法按圖7 4連接線路，經(jīng)檢查無誤后，合上電源，實驗系統(tǒng)缺省設(shè)置為SPWM控制，同步調(diào)制方式，對應(yīng)指示燈亮。若指示燈與上述不符，可按復(fù)位按鈕，使系統(tǒng)處于上述缺省 狀態(tài)，此時系統(tǒng)即可進(jìn)行實驗。若系統(tǒng)采用SPWMI制并工作在同步調(diào)制方式，即可按起動按鈕，電動機即可起動，起動后可調(diào)節(jié)頻率設(shè)定電位器，即可改變電動機轉(zhuǎn)速。在電動機運行中，如按了空間矢量、異步調(diào)制，混合調(diào)制等按鈕，系統(tǒng)將不會響應(yīng)， 必須先按停止按鈕，使電動機停止運行，才能轉(zhuǎn)到空間矢量控制以及其它調(diào)制方式。低頻補償電位

8、器在電機運行時，可按需要任意調(diào)節(jié)。系統(tǒng)出現(xiàn)故障停機時， 可在拆除故障條件下，按故障復(fù)位按鈕， 使紅色故障指示燈滅， 系統(tǒng)即可按要求繼續(xù)運行。1過壓與過流保護(hù)環(huán)節(jié)測試。 （這時只需合上控制電源，主回路電源不加。）（ 1 ）斷開過壓保護(hù)檢測線， 紅色故障指示燈發(fā)亮，同時微機輸出驅(qū)動脈沖被封鎖，表 示過壓保護(hù)環(huán)節(jié)工作正常。測試完畢后，按一下故障復(fù)位按鈕，故障指示燈滅。（2）斷開過流檢測線， 紅色故障指示燈發(fā)亮，同時驅(qū)動脈沖被封鎖， 表示過流保護(hù)環(huán) 節(jié)工作正常。測試完畢后，按一下復(fù)位按鈕，故障指示燈滅。6變頻調(diào)速實驗指導(dǎo)r vs3+irCl1251A電流檢測UFIA故障檢測n啟動限流信號+驅(qū)動過壓保護(hù)

9、過流保護(hù)微機控制系統(tǒng)M80C196MC*bKtRS2323圖7-3變頻調(diào)速系統(tǒng)原理框圖2 變頻器采用SPW控制，分另恠輸出頻率為50Hz、30Hz等條件下，觀察電動機運行的平穩(wěn)與噪聲大小等工作情況。(1)同步調(diào)制：系統(tǒng)設(shè)定的載波比N=12。(2)異步調(diào)制：系統(tǒng)設(shè)定的載波頻率ft=600Hz。(3)混合調(diào)制：分三段執(zhí)行。第一段0Hz12.5Hz，載波比Ni=100；第二段12.5 Hz25 Hz，載波比N2=80 ;第三段,25 Hz50 Hz,載波比 N3=60。當(dāng)在低頻2Hz以下時，若電機無法轉(zhuǎn)動時，可調(diào)節(jié)低頻補償電位器(順時針旋轉(zhuǎn)時, 低頻補償電壓增大)，直到電動機能旋轉(zhuǎn)時止。3 低頻補償

10、性能測試12Hz時，調(diào)節(jié)補低頻時定子壓降的補償度可通過電位器連續(xù)調(diào)節(jié)，在輸出頻率為esnpirovi de ndgaugpooindtfhoeusnpdraiti ngobn.reTehe szoe,ci chaalinzagteido,naofffercetatr serhvei worl cedw;toodraky,h3a5s y beenealrasulnacthere,di, an thenedyrea psidof tphreogressniantisoonmaendpltahe w ceosrald exnd pdeecpta,ratgmae inntst,odruetfoyrcm

11、onmsaurmk pCtihina on m,ounsehtiezraetion odficnatrhrei 18 se esrsiaonnd. apXpIrGoea necrahl tSoemacretanraygpeomientnet has bed out tenhraetsColhviena's rde.f Thir ordm, ihnarseecentenrteydeaars, explcrucialoprienrgiot hedmaonndetthizeatSiohnamofSdhuutiy consumPpotioDni shtarict, must償度直到電動機能均勻旋轉(zhuǎn)時止，同時觀察電動機工作情況。六實驗報告1寫出 SPWM 控制時，在不同輸出頻率條件下調(diào)速系統(tǒng)及電動機工作情況。2 SPWM 控制，不同調(diào)制方式時的電動機運行平穩(wěn)性與噪聲比較。3調(diào)節(jié)低頻補償度，列出電機能均勻旋轉(zhuǎn)的最低工作頻率。 4對實驗中感興趣現(xiàn)象的分析、討論。七注意事項1轉(zhuǎn)換不同控制與調(diào)制方式時，要等到電動機轉(zhuǎn)速接近于零時，再按起動按鈕，以免 對電動機造成沖擊。2主回路中的保險絲為 1A ，不要任意放大。變頻調(diào)速實