電力電子技術(shù)模塊五-項目11課件

電力電子技術(shù)2010年6月項目十一變頻器逆變電路【學(xué)習(xí)目標(biāo)】·熟悉PWM控制的基本原理?！ふ莆彰}寬調(diào)制（PWM）型逆變電路工作原理?！ち私饷}寬調(diào)制（PWM）型逆變電路的控制方式。·在小組合作實施項目過程中培養(yǎng)與人合作的精神。一、項目分析PWM控制技術(shù)是變頻技術(shù)的核心技術(shù)之一，1964年首先把這項技術(shù)應(yīng)用到交流傳動中，上世紀(jì)80年代，隨著全控型電力電子器件、微電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法的應(yīng)用，PWM控制技術(shù)獲得了空前的發(fā)展，為交流傳動的推廣應(yīng)用開辟了新的局面。那么，什么是PWM技術(shù)？PWM控制的基本原理是什么？PWM逆變電路的工作原理是怎樣？PWM逆變電路采用什么樣的控制方式？下面來介紹相關(guān)知識重要理論基礎(chǔ)——面積等效原理沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。沖量窄脈沖的面積效果基本相同環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖d)單位脈沖函數(shù)f(t)d(t)tOa)矩形脈沖b)三角形脈沖c)正弦半波脈沖tOtOtOf(t)f(t)f(t)二、相關(guān)知識（一）PWM控制的基本原理

如何用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波Ouωt>SPWM波Ouωt>Ouωt>Ouωt>SPWM波Ouωt>Ouωt>1．單相橋式PWM變頻電路工作原理（2）雙極性PWM控制方式工作原理

urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud2．三相橋式PWM變頻電路的工作原理ucurUurVurWuuUN'uVN'uWN'uUNuUVUd-UdO?tOOOOO?t?t?t?t?t2Ud?2Ud2Ud?2Ud2Ud3Ud32Ud2．同步調(diào)制控制方式在三相逆變電路中當(dāng)載波比N為3的整數(shù)倍時，載波與調(diào)制信號波能同步調(diào)制。ucurUurVurWuuUN'uVN'OttttOOOuWN'2Ud-2Ud同步調(diào)制三相PWM波形三、項目實施（一）單相正弦波脈寬調(diào)制SPWM逆變電路

1．認(rèn)識單相正弦波脈寬調(diào)制SPWM逆變電路單相正弦波脈寬調(diào)制SPWM逆變電路路由主電路、驅(qū)動電路和控制電路三部分組成。（1）主電路（2）驅(qū)動電路（4）控制電路2．單相正弦波脈寬調(diào)制SPWM逆變控制電路調(diào)試主電路不接直流電源，打開控制電源開關(guān)，并將DJK14掛箱左側(cè)的鈕子開關(guān)撥到“測試”位置。（1）觀察正弦調(diào)制波信號Ur的波形，測試其頻率可調(diào)范圍，記錄于表5-4中；（2）觀察三角載波Uc的波形，測試其頻率，記錄于表5-4中；（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，判斷是同步調(diào)制還是異步調(diào)制，結(jié)果記錄于表5-4中；（4）比較“PWM+”，“PWM-”

和“SPWM1”，“SPWM2”的區(qū)別，仔細(xì)觀測同一相上下兩管驅(qū)動信號之間的死區(qū)延遲時間。3．單相正弦波脈寬調(diào)制SPWM逆變電路調(diào)試(1)觀察SPWM波形為了便于觀察SPWM波，面板上設(shè)置了“測試”和“運(yùn)行”選擇開關(guān)，在“測試”狀態(tài)下，三角載波Uc的頻率為180Hz左右,此時可較清楚地觀察到異步調(diào)制的SPWM波，通過示波器可比較清晰地觀測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頻率為10kHz左右,因波形的寬窄快速變化致使無法用普通示波器觀察到SPWM波形，通過帶儲存的數(shù)字示波器的存儲功能也可較清晰地觀測SPWM波形。將DJK14掛箱面板左側(cè)的鈕子開關(guān)撥到“測試”位置，用示波器觀察測試點(diǎn)波形。2）接入DJK06給定及實驗器件和DJK02上的100mH電感串聯(lián)組成的電阻電感性負(fù)載，然后將主電路接通由DJK09提供的直流電源(通過調(diào)節(jié)交流側(cè)的自藕調(diào)壓器，使輸出直流電壓保持為200V)，由小到大調(diào)節(jié)正弦調(diào)制波信號Ur的頻率觀測負(fù)載電壓的波形，記錄其波形參數(shù)（幅值、頻率）于表5-6中。(2)帶電機(jī)負(fù)載（選做）。主電路輸出接DJ21-1電阻啟動式單相交流異步電動機(jī)，啟動前必須先將正弦調(diào)制波信號Ur的頻率調(diào)至最小，然后將主電路接通由DJK09提供的直流電源，并由小到大調(diào)節(jié)交流側(cè)的自藕調(diào)壓器輸出的電壓，觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，并逐步由小到大調(diào)節(jié)正弦調(diào)制波信號Ur的頻率，用示波器觀察負(fù)載電壓的波形，并用轉(zhuǎn)速表測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化，并記錄于表5-7中。（二）三相正弦波脈寬調(diào)制SPWM電路調(diào)試1．三相正弦波脈寬調(diào)制SPWM波測試（1）接通DJK13掛件電源，關(guān)閉電機(jī)開關(guān)，調(diào)制方式設(shè)定在SPWM方式（將控制部分S、V、P的三個端子都懸空），然后開啟電源開關(guān)。（2）點(diǎn)動“增速”按鍵，將頻率設(shè)定在0.5Hz，用示波器在SPWM部分觀測三相正弦波信號（在測試點(diǎn)“2、3、4”），觀測三角載波信號（在測試點(diǎn)“5”），三相SPWM調(diào)制信號（在測試點(diǎn)“6、7、8”）；再點(diǎn)動“轉(zhuǎn)向”按鍵，改變轉(zhuǎn)動方向，觀測上述各信號的相位關(guān)系變化，記錄于表5-8中。（3）逐漸升高頻率，直至到達(dá)50Hz處，重復(fù)以上的步驟。（4）將頻率設(shè)置為0.5Hz~60Hz的范圍內(nèi)改變，在測試點(diǎn)“2、3、4”中觀測正弦波信號的頻率和幅值的關(guān)系，并記錄于表5-9中。2．三相正弦波脈寬調(diào)制SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試（1）三相正弦波脈寬調(diào)制SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)接線將DJ24電動機(jī)與DJK13逆變輸出部分連接，電動機(jī)接成三角形，關(guān)閉電機(jī)開關(guān)。將調(diào)制方式設(shè)定在SPW