交流电机的变频系统设计

河南机电高等专科学校河南机电高等专科学校 课程设计报告书课程设计报告书 课题名称 课题名称 交流电机的变频系统设计交流电机的变频系统设计 系部名称 系部名称 专业班级 专业班级 姓姓 名 名 学学 号 号 目目 录录 一 电路原理图及波形图电路原理图及波形图 二 系统的工作原理系统的工作原理 三 观察现象并分析观察现象并分析 四 心得体会心得体会 五 参考文献参考文献 一 一 实验目的 实验目的 利用实验室的设备设计并连结成电路 熟悉并加深理解电利用实验室的设备设计并连结成电路 熟悉并加深理解电 力电子这门学科的作用及意义 力电子这门学科的作用及意义 二 二 实验要求 实验要求 1 用软件实现电路原理图及波形图 用软件实现电路原理图及波形图 2 说明系统的工作原理 说明系统的工作原理 3 观察某种现象并分析产生的原因 观察某种现象并分析产生的原因 4 总结实验心得 总结实验心得 一 电路原理图电路原理图 主电路 控制电路控制电路 SPWM 正弦脉宽调制控制电路 波形图波形图 用示波器测三角发生器处即 5 处的波形 三相正弦波发生器产生三相正弦波 2 3 4 每相相差 120 度 其波形如下 用示波器测 UG1 处的波形如下 U 0wt UG1 UG3 UG5 点波形为等幅不等宽的脉冲波形 四 系统的工作原理 1 1 主电路的工作原理 由主电路原理图可知 变频调速系统一般分为整流电路 滤波电路 控制 电路 逆变电路 开关 k 控制整个电路的通断 D1 D2 D2 D4 是四个二极管 起整流作用 产生直流电 而电容 C 起到进一步整流的作用 使直流电更加稳定 主电路中的 UG1 UG2 UG3 UG4 UG5 UG6 是六个晶闸管 UG1 UG2 相 连并与电机的 A 相相连 UG3 UG4 相连于电机的 B 相相连 UG5 UG6 相连并与 电机的 C 相相连 这六个晶闸管由上面的 G1 G2 G G4 G5 G6 六个脉冲 信号提供导通脉冲 通过控制 G1 G2 G3 G4 G5 G6 的波形频率从而可以控 制电机的转动快慢 2 控制电路的工作原理 PWM 常用于电压型逆变器 它可以消除或减小低次谐波 滤波器的体积可减 小 有利于小型化和降低成本 这个控制电路采用的是常用的正弦波脉宽调制 技术 SPWM 正弦波脉宽调制分单极性和双极性脉宽调制 它使每一个输出 矩形波的面积 与对应的正弦波电压的面积呈正比 获得等幅不等宽的正负脉冲列 这样的逆 变器输出的电压波形就与正弦基波电压接近 正弦基波电压作为调制电压 对它要进行调制的三角波称为载波电压 当正 弦基波与三角波相交时通过比较两者之间的电压大小来控制逆变器开关的通断 从而得到一系列等幅不等宽正比于正弦基波电压的矩形波 这就是正弦脉宽调 制方法 SPWM 当操作指令发出后 电压矢量发生器和 V f 函数电路同时工作发出波形 两 者经过幅值控制电路后 变成幅值可以调制的正弦波形 正弦波形在与三角波 发生器发出的三角波相交后 经过调制电路 输出的电压波形为等幅不等宽的 脉冲列 其特点是中间脉冲宽 两边的脉冲窄 这样的脉冲列信号比较弱 经 过功放电放大后 就能控制逆变器输出电压的大小和频率 即可以控制电动机 的转速 三 观察现象并分析原因 通过示波器测得几个特殊点的波形 在观察三角波和正弦波时 需要分开观 察 三角波形和正弦波形并不能同时显示 当显示正弦波形的时候 三角波形几乎 成了一条直线 当显示三角波形的时候 正弦波形却在示波器中找不到 由于 正弦波形和三角波形的频率不相同 相差很大 所以不能在同一个频率显示两 个波形 四 心得体会及总结 课程设计是书本知识的延伸 巩固和加深所学电力电子基本理论知识 使 自己能综合运用相关课程的基本知识 通过本课程设计 培养自己独立思考能 力 学会和认识查阅和占有技术资料的重要性 了解专业工程设计的特点 思路 以及具体的方法和步骤 这次课程设计使我对电力电子有了新的认识 不仅可以巩固了以前所学过 的知识 而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识 通过课程设计了解到 理论与实际相结合的重要性 只有理论知识是远远不够的 只有把所学的理论 知识与实践相结合起来 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力 这 次课程设计是由同学分组合作完成的 使我体会到了团队合作精神的重要性 做完实验前需要完成对相关知识的复习 不懂的地方要多请教老师和同学一定要 将课本上的知识搞懂 因为这是做实验的基础 通过这次实验 使我学到了不少 实用的知识 更重要的是 做实验的过程 思考问题的方法 这与做其他的实验是 通用的 真正使我们受益匪浅 随着科学技术发展的日新日异 电力电子技术在现代社会生产中占据着非 常重要的地位