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变频技术的应用范围和深度正在不断地扩大和深化,国内高等院校的工业自动化专业、电机控制专业、机电一体化专业等均已将交流电机变频调速技术列为重要的教学内容。针对目前工业用变频器只能对其输入信号及输出电压的结果进行观测,无法知道其内部详细工作过程的缺点,我们制作了这套实验装置。着重从“变频原理”出发,通过观测实验让学生逐步了解整个变频调速的过程,变频器的控制方法等。
一、装置结构与特点
本装置由实验箱(含专用逆变电源、实验电路板)、一台三相鼠笼式异步电动机、并口连接线、控制软件及实验指导书等组成。实验箱可单独运行,也可在计算机(从386至P4均可)控制下联机运行,并能对电动机实现精确的速度等控制。 实验箱面板上有清晰的变频控制结构图,在结构图的各主要信号处设有测试孔,通过示波器可观测到变频器几个主要环节的信号波形,也可在计算机联机运行时,由计算机显示器同步观测到这些动态的信号波形。 实验箱的面板上设有电机旋转磁通观测点,实验者用双踪示波器就可直接观测到电机内部的旋转磁通轨迹的形状、转速与方向,生动形象。 同时面板设有8个发光二极管,用“旋转灯光法”生动的表示空间电压矢量控制方式(SVPWM)中八个矢量的位置关系。 本装置控制软件内含16条V/ƒ函数曲线,面板上还设有输出电压测试点,实验时由实验箱面板上的开关来选择。通过测试孔测出这些曲线,亦可观测到电机在不同曲线下运行的状态。 本装置的频率设定范围为:0.5Hz~60Hz,其中0.5Hz~50Hz为恒转矩调速,50Hz~60Hz为恒功率调速。通过观测V/ƒ曲线和磁通轨迹,可获知两种调速方式各自的特点。
二、基本实验项目
1. 三相正弦波脉宽调制(SPWM)变频原理实验 2. 三相马鞍波(三次谐波注入)脉宽调制变频原理实验 3. 三相空间电压矢量SVPWM变频原理实验 4. SPWM调制方式下V/F曲线测定 5. 马鞍波调制方式下V/F曲线测定 6. 空间电压矢量调制方式下V/F曲线测定 7. 不同的变频模式下磁通轨迹观测实验 8. 三相正弦波脉宽调制(SPWM)变频调速系统实验 9. 三相马鞍波脉宽调制变频调速系统实验 三相空间电压矢量SVPWM变频调速系统
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