學(xué)習(xí)情境變頻器的認(rèn)識(shí)

學(xué)習(xí)情境變頻器的認(rèn)識(shí)1第1頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四學(xué)習(xí)情境1：變頻器的認(rèn)識(shí)

學(xué)習(xí)性工作任務(wù)3-（實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目1）三相正弦波脈寬調(diào)制SPWM變頻原理

（2學(xué)時(shí)）2第2頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

為了使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能優(yōu)良，電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)通常采用正弦波脈沖寬度調(diào)制的方法，簡(jiǎn)稱SPWM方法。當(dāng)正弦調(diào)制波與載頻三角波相交時(shí)，由它們的交點(diǎn)確定逆變器開關(guān)器件的通斷時(shí)刻，從而獲得的一系列等幅且脈寬隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的的矩形波。而這一系列矩形波的平均值近似一個(gè)頻率和大小都與調(diào)制波有關(guān)的一個(gè)正弦信號(hào)。

學(xué)習(xí)任務(wù)引入1.33第3頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四知識(shí)目標(biāo)：能力目標(biāo)：1．掌握SPWM的實(shí)現(xiàn)方法。2．在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)測(cè)試正弦波信號(hào)的頻率和幅值，從而能夠正確分析正弦波信號(hào)的幅值與頻率的關(guān)系。

1．弄清變頻器的SPWM控制的原理2．認(rèn)識(shí)變頻器的SPWM控制的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)勢(shì)

實(shí)訓(xùn)目的3.24第4頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)所需掛件：DJK01電源控制屏、DJK13三相異步電機(jī)變頻調(diào)速控制。2．準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)所需儀器、儀表：雙蹤示波器、萬(wàn)用表。

實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備工作3.35第5頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

借助DJDK-1型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置的掛件DJK13用雙蹤示波器進(jìn)驗(yàn)證三相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM)變頻原理，進(jìn)一步驗(yàn)證SPWM調(diào)制原理。從而加深認(rèn)識(shí)SPWM調(diào)制原理，及變頻器采用SPWM調(diào)制的優(yōu)勢(shì)。實(shí)訓(xùn)題目簡(jiǎn)介：實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)（詳見實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)書）3.46第6頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．畫出與SPWM調(diào)制有關(guān)信號(hào)波形，說明SPWM的基本原理。2．在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)測(cè)試正弦波信號(hào)的頻率和幅值。3．記錄在0.5Hz～50Hz范圍內(nèi)正弦波信號(hào)的幅值與頻率。4．記錄在0.5Hz～50Hz范圍內(nèi)正弦波信號(hào)的幅值與頻率。實(shí)訓(xùn)主要內(nèi)容：7第7頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.PWM脈寬調(diào)制的方式實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.5PWM脈寬調(diào)制的方式很多：由調(diào)制脈沖(調(diào)制波)的極性可分為單極性和雙極性；由參考信號(hào)和載波信號(hào)的頻率關(guān)系可分為同步調(diào)制方式和異步調(diào)制方式。參考信號(hào)為正弦波的脈沖寬度調(diào)制叫做正弦波脈沖寬度調(diào)制（SPWM）。8第8頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.SPWM寬度調(diào)制原理單極性脈寬調(diào)制：?jiǎn)螛O性脈寬調(diào)制的特征是：參考信號(hào)和載波信號(hào)都為單極性的信號(hào)。實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.5圖3-1單極性單相SPWM調(diào)制波形分析（1）圖3-2單極性單相SPWM調(diào)制波形分析（2）a)正弦波b)SPWM波9第9頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四輸出的調(diào)制波是幅值不變、等距但不等寬的脈沖序列。SPWM調(diào)制波的脈沖寬度基本上呈正弦分布，其各脈沖在單位時(shí)間內(nèi)的平均值的包絡(luò)線接近于正弦波，其調(diào)制波頻率越高，諧波分量越小。

實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.5圖3-3單極性單相SPWM調(diào)制波形分析（3）

10第10頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四雙極性脈寬調(diào)制：雙極性脈寬調(diào)制方式的特征是：參考信號(hào)和載波信號(hào)均為雙極性信號(hào)。在雙極性SPWM方式中，參考信號(hào)為對(duì)稱可調(diào)頻、調(diào)幅的單相或三相正弦波，由于參考信號(hào)本身具有正負(fù)半周，無需反向器進(jìn)行正負(fù)半波控制。雙極性SPWM的調(diào)制規(guī)律相對(duì)簡(jiǎn)單，且不需分正負(fù)半周。仍以單相為例，雙極性SPWM的調(diào)制規(guī)律如圖3-4所示：實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.5圖3-4雙極性單相SPWM波形分析（1）a)信號(hào)波與載波的比較b)雙極性SPWM波形11第11頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖3-5雙極性三相SPWM波形分析（2）實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.512第12頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖3-6雙極性三相SPWM波形分析（3）實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.513第13頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.實(shí)訓(xùn)所用主要掛件認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.5DJK13三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制顯示、控制及計(jì)算機(jī)通訊接口：控制部分由“轉(zhuǎn)向”、“增速”、“減速”三個(gè)按鍵及四個(gè)鈕子開關(guān)等組成。每次點(diǎn)動(dòng)“轉(zhuǎn)向”鍵，電機(jī)的轉(zhuǎn)向改變一次，點(diǎn)動(dòng)“增速”及“減速”鍵，電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高或降低，頻率的范圍從0.5Hz～60Hz，步進(jìn)頻率為0.5Hz。從0.5Hz～50Hz范圍內(nèi)是恒轉(zhuǎn)矩變頻，50Hz～60Hz為恒功率變頻。

14第14頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.實(shí)訓(xùn)所用主要掛件認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.5DJK13三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制在“轉(zhuǎn)向”、“增速”、“減速”三個(gè)按鍵的下面有“S、V、P”三個(gè)插孔，它的作用是切換變頻模式。當(dāng)三個(gè)全部都懸空時(shí)，工作在SPWM模式下；當(dāng)短接“V”、“P”時(shí)，工作在馬鞍波模式下。當(dāng)短接“S”、“V”時(shí)，工作在SVPWM模式下。

15第15頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.實(shí)訓(xùn)所用主要掛件認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.5DJK13三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制SPWM的變頻原理的波形觀測(cè)：測(cè)試點(diǎn)1：V/F函數(shù)的電壓輸出。測(cè)試點(diǎn)2、3、4：在SPWM模式下為三相正弦波信號(hào)。測(cè)試點(diǎn)5：高頻三角波調(diào)制信號(hào)。測(cè)試點(diǎn)6、7、8：調(diào)制后的三相波形。16第16頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.實(shí)訓(xùn)所用主要掛件認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.5DJK13三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制SPWM的變頻原理的波形觀測(cè)：測(cè)試點(diǎn)1：V/F函數(shù)的電壓輸出。測(cè)試點(diǎn)2、3、4：在SPWM模式下為三相正弦波信號(hào)。測(cè)試點(diǎn)5：高頻三角波調(diào)制信號(hào)。測(cè)試點(diǎn)6、7、8：調(diào)制后的三相波形。17第17頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.實(shí)訓(xùn)所用主要掛件認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)及主要環(huán)節(jié)演示3.5DJK13三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制三相主電路：主電路由單相橋式整流、濾波及三相逆變電路組成，逆變輸出接三相鼠籠電機(jī)。主電路交流輸入由一開關(guān)控制。逆變電路由六個(gè)IGBT管組成，其觸發(fā)脈沖有相應(yīng)的觀測(cè)孔引出。

18第18頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

利用DJDK-1型電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置的掛件DJK13，通過示波器進(jìn)行測(cè)試、觀察。做好記錄，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)、驗(yàn)證三相正弦波脈寬調(diào)制（SPWM)變頻原理、加深認(rèn)識(shí)改變SPWM調(diào)制波頻率和電壓的方法。實(shí)訓(xùn)題目討論解析及任務(wù)分工3.6要求學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位，分組討論解析實(shí)訓(xùn)題目，明確實(shí)訓(xùn)步驟，進(jìn)行任務(wù)分工。19第19頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．接通掛件電源，關(guān)閉電機(jī)開關(guān)，調(diào)制方式設(shè)定在SPWM方式下（將控制部分S、V、P的三個(gè)端子都懸空），然后開啟電源開關(guān)。2．點(diǎn)動(dòng)“增速”按鍵，將頻率設(shè)定在0.5Hz，在SPWM部分觀測(cè)三相正弦波信號(hào)（在測(cè)試點(diǎn)“2、3、4”），觀測(cè)三角載波信號(hào)（在測(cè)試點(diǎn)“5”），三相SPWM調(diào)制信號(hào)（在測(cè)試點(diǎn)“6、7、8”）；再點(diǎn)動(dòng)“轉(zhuǎn)向”按鍵，改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向，觀測(cè)上述各信號(hào)的相位關(guān)系變化。3．逐步升高頻率，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(cè)試點(diǎn)“2、3、4”中觀測(cè)正弦波信號(hào)的頻率和幅值的關(guān)系。

實(shí)訓(xùn)步驟3.720第20頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．注意安全。2．正確、合理使用實(shí)訓(xùn)器材、儀器、儀表。3．正確記錄在0.5HZ～50Hz范圍內(nèi)正弦波信號(hào)的幅值與頻率。4．正確記錄在50HZ～60Hz范圍內(nèi)正弦波信號(hào)的