变频调速实验指导书模板

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。实验二异步电动机SPWM变频调速实验一．实验目的1．经过实验掌握异步电动机变压变频调速系统的组成及工作原理。2．加深理解用单片机经过软件生成SPWM波形的工作原理与特点,以及不同调制方式对系统性能的影响3．掌握异步电动机变压变频调速系统的调试方法。二．实验内容1．连接有关线路,构成一个实用的异步电动机变频调速系统。2．过压保护、过流保护环节测试。3．采用SPWM数字控制时,不同输出频率、不同调制方式(同步、异步、混合调制)时的系统工作情况观测。4．低频补偿特性试验。三．实验系统组成及工作原理变频调速系统原理框图如图7—3所示。它由交-直-交电压源型变频器,16位单片机80C196MC所构成的数字控制器,控制键盘与运行指示、磁通测量与保护环节等部分组成。逆变器功率器件采用智能功率模块IPM(IntelLigentPowerModules),型号为PM10CSJ060(10A/600V)。IPM是一种由六个高速、低功耗的IGBT,优化的门极驱动和各种保护电路集成为一体的混合电路器件。由于采用了能连续监测电流的有传感功能的IGBT芯片,从而实现高效的过流和短路保护,同时IPM还集成了欠压锁定和过流保护电路。该器件的使用,使变频系统硬件简单紧凑,并提高了系统的可靠性。数字控制器采用Intel公司专为电机高速控制而设计的通用性16位单片机80C196MC。它由一个C196核心、一个三相波形发生器以及其它片内外设构成。其它片内外设中包含有定时器、A/D转换器、脉宽调制单元与事件处理阵列等。在实验系统中80C196MC的硬件资源分配如下:1．P3、P4口:用于构成外部程序存储器的16bit数据和地址总线。2．WG1～WG3和WG1～WG3:用于输出三相PWM波形,控制构成逆变器的IPM。3．EXTINT:用于过流、过压保护。4．经过接于A/D转换器输入端ACH2和ACH1设之输入频率和改变u/f(低频补偿)。5．利用P0和P1口的P0.4～P0.7和P1.0～P1.3,外接按钮开关,用于起动、停止、故障复位两种调制方法,三种调制模式的选择。6．利用P2、P5、P6口的P2.4～P2.7,P5.4与P6.6,P6.7,外接指示灯,用于指示系统所处状态。7．磁通观测器用于电机气隙磁通测量。其前半部分为3/2变换电路,将三相电压VA、VB、VC从三相静止坐标系A、B、C变换到二相静止坐标系α、β上,成为Vα、Vβ。电路的后半部分则分别对Vα、Vβ积分。在忽略定子漏磁和定子电阻压降的前提下,两个积分器的输出分别是二相静止坐标系中电机气隙磁通在α、β轴上的分量φα与φβ;它们的波形形状相似,相位差90°。将两个积分的输出分别接入示波器的X轴输入和Y轴输入,即可得到电机气隙磁通的圆形轨迹。四．实验设备和仪器1．MCL—ⅠI型电机控制教学实验台2．MCL—09变频调速系统组件3．电机导轨及测速装置4．三相交流异步电动机5．示波器五．实验方法按图7—4连接线路,经检查无误后,合上电源,实验系统缺省设置为SPWM控制,同步调制方式,对应指示灯亮。若指示灯与上述不符,可按复位按钮,使系统处于上述缺省状态,此时系统即可进行实验。若系统采用SPWM控制并工作在同步调制方式,即可按起动按钮,电动机即可起动,起动后可调节频率设定电位器,即可改变电动机转速。在电动机运行中,如按了空间矢量、异步调制,混合调制等按钮,系统将不会响应,必须先按停止按钮,使电动机停止运行,才能转到空间矢量控制以及其它调制方式。低频补偿电位器在电机运行时,可按需要任意调节。系统出现故障停机时,可在拆除故障条件下,按故障复位按钮,使红色故障指示灯灭,系统即可按要求继续运行。1．过压与过流保护环节测试。(这时只需合上控制电源,主回路电源不加。)断开过压保护检测线,红色故障指示灯发亮,同时微机输出驱动脉冲被封锁,表示过压保护环节工作正常。测试完毕后,按一下故障复位按钮,故障指示灯灭。断开过流检测线,红色故障指示灯发亮,同时驱动脉冲被封锁,表示过流保护环节工作正常。测试完毕后,按一下复位按钮,故障指示灯灭。2．变频器采用SPWM控制,分别在输出频率为50Hz、30Hz等条件下,观察电动机运行的平稳与噪声大小等工作情况。同步调制:系统设定的载波比N=12。异步调制:系统设定的载波频率ft=600Hz。混合调制:分三段执行。第一段0Hz～12.5Hz,载波比N1=100;第二段12.5Hz～25Hz,载波比N2=80;第三段,25Hz～50Hz,载波比N3=60。当在低频2Hz以下时,若电机无法转动时,可调节低频补偿电位器(顺时针旋转时,低频补偿电压增大),直到电动机能旋转时止。3．低频补偿性能测试低频时定子压降的补偿度可经过电位器连续调节,在输出频率为1～2Hz时,调节补偿度直到电动机能均匀旋转时止,同时观察电动机工作情况。六．实验报告1．写出SPWM控制时,在不同输出频率条件下调速系统及电动机工作情况。2．SPWM控制,不同调制方式时的电动机运行平稳性与噪声比较。3．调节低频补偿度