電力電子技術(shù)模塊五——項(xiàng)目1.ppt

1、,電力電子技術(shù),2010年6月,項(xiàng)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。 掌握脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路工作原理。 了解脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路的控制方式。 在小組合作實(shí)施項(xiàng)目過(guò)程中培養(yǎng)與人合作的精神。 一、項(xiàng)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(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到交流傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)的推廣應(yīng)用開(kāi)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

2、什么樣的控制方式？下面來(lái)介紹相關(guān)知識(shí),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(shí)，其效果基本相同。,二、相關(guān)知識(shí) （一）PWM控制的基本原理,具體的實(shí)例說(shuō)明“面積等效原理”,沖量相等的各種窄脈沖的響應(yīng)波形,u (t)電壓窄脈沖，是電路的輸入。 i (t)輸出電流，是電路的響應(yīng)。,如何用一系列等幅不等寬的脈沖來(lái)代替一個(gè)正弦半波,SPWM波,1單相橋式PWM變頻電路工作原理,（1）單極性PWM控制方式工作原理,（2）雙極性PWM控制方式工作原理,2三相橋式PWM變頻電路的工作原理,（二）PWM變頻電路的調(diào)制控制方式,在PWM變頻電路中，載波頻率fc與調(diào)制信號(hào)頻率fr

3、之比稱(chēng)為載波比，即N=fc/fr。根據(jù)載波和調(diào)制信號(hào)波是否同步，PWM逆變電路有異步調(diào)制和同步調(diào)制兩種控制方式,1異步調(diào)制控制方式,當(dāng)載波比N不是3的整數(shù)倍時(shí)，載波與調(diào)制信號(hào)波就存在不同步的調(diào)制，就是異步調(diào)制三相PWM，如fc10fr，載波比N=10，不是3的整數(shù)倍。在異步調(diào)制控制方式中，通常fc固定不變，逆變輸出電壓頻率的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變fr的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以載波比N也隨時(shí)跟著變化，就難以同步。,2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(shí)，載波與調(diào)制信號(hào)波能同步調(diào)制。,三、項(xiàng)目實(shí)施 （一）單相正弦波脈寬調(diào)制SPWM逆變電路,1認(rèn)識(shí)單相正弦波脈寬調(diào)制SPWM逆變電路 單相正弦

4、波脈寬調(diào)制SPWM逆變電路路由主電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路三部分組成。 （1）主電路,（2）驅(qū)動(dòng)電路,（3）過(guò)電流保護(hù)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(kāi)控制電源開(kāi)關(guān)，并將DJK14掛箱左側(cè)的鈕子開(kāi)關(guān)撥到“測(cè)試”位置。 （1）觀察正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的波形，測(cè)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(cè)試其頻率，記錄于表5-4中； （3）改變正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的頻率，再測(cè)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)

5、別，仔細(xì)觀測(cè)同一相上下兩管驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的死區(qū)延遲時(shí)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(cè)試”和“運(yùn)行”選擇開(kāi)關(guān)，在“測(cè)試”狀態(tài)下，三角載波Uc的頻率為180Hz左右,此時(shí)可較清楚地觀察到異步調(diào)制的SPWM波，通過(guò)示波器可比較清晰地觀測(cè)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(wú)法用普通示波器觀察到SPWM波形，通過(guò)帶儲(chǔ)存的數(shù)字示波器的存儲(chǔ)功能也可較清晰地觀測(cè)SPWM波形。 將DJK14掛箱面板左側(cè)的鈕子開(kāi)關(guān)撥到

6、“測(cè)試”位置，用示波器觀察測(cè)試點(diǎn)波形。,（2）帶電阻及電阻電感性負(fù)載 將DJK14掛箱面板左側(cè)的鈕子開(kāi)關(guān)撥到“運(yùn)行”位置，將正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的頻率調(diào)到最小，選擇負(fù)載種類(lèi)： 1）將輸出接燈泡負(fù)載，然后將主電路接通由控制屏左下側(cè)的直流電源(通過(guò)調(diào)節(jié)單相交流自藕調(diào)壓器，使整流后輸出直流電壓保持為200V)接入主電路，由小到大調(diào)節(jié)正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的頻率，觀測(cè)負(fù)載電壓的波形，記錄其波形參數(shù)（幅值、頻率）于表5-5中。,2）接入DJK06給定及實(shí)驗(yàn)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(guò)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20

7、0V)，由小到大調(diào)節(jié)正弦調(diào)制波信號(hào)Ur的頻率觀測(cè)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(dòng)式單相交流異步電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)前必須先將正弦調(diào)制波信號(hào)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(hào)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(cè)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(cè)試 （1）接通DJK13掛件電源，關(guān)閉電機(jī)開(kāi)關(guān)，調(diào)制方

8、式設(shè)定在SPWM方式（將控制部分S、V、P的三個(gè)端子都懸空），然后開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)。 （2）點(diǎn)動(dòng)“增速”按鍵，將頻率設(shè)定在0.5Hz，用示波器在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，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0.5Hz60Hz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，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(dòng)機(jī)與DJK13逆變輸出部分連接，電動(dòng)機(jī)接成三角形，關(guān)閉電機(jī)開(kāi)關(guān)。將調(diào)制方式設(shè)定在SPWM方式（將S、V、P的三