动机 4 双踪示波器 6.3实验内容

(1)正弦波脉宽调制（SPWM）变频调速实验 (2)马鞍波变频调速实验

(3)空间电压矢量（SVPWM）变频调速实验 6.4实验方法

(1)将DJ24电机与DJK13逆变输出部分连接，电机接成?形式，关闭电机开关，调制方式设定在SPWM方式下（将S、V、P的三端子都悬空）。打开挂件电源开关，点动“增速”、“减速”和“转向”键，观测挂件工作是否正常，如果工作正常，将运行频率退到零，关闭挂件电源开关。然后打开电机开关，接通挂件电源，增加频率、降低频率以及改变转向观测电机的转速变化。

(2)将频率退到零，改变设置到马鞍波PWM方式（用导线短接V、P两端子，S端悬空），增加频率、降低频率以及改变转向观测电机的转速变化。

(3)将频率退到零，设置为电压空间矢量控制方式（用导线短接S、V两端子，P端悬空），再增加频率、降低频率以及改变转向观测电机的转速变化。在低转速的情况下，观察电机的运行状况，与正弦波脉宽调制下的进行比较。

6.5实验报告要求

观察在不同的模式下电机运行状况，并分析原因。 6.6注意事项

(1)在频率不等于零的时候，不允许打开电机开关，以免发生危险。 (2)切莫在电机运行中堵转，否则会导致无法修复的后果！

附录

DJK13挂件（三相异步电机变频调速控制）

DJK13可完成三相正弦波脉宽调制SPWM变频原理实验、三相马鞍波（三次谐波注入）脉宽调制变频原理实验、三相空间电压矢量SVPWM变频原理等实验，面板图如下：

图1 DJK13面板图

1、显示、控制及计算机通讯接口

控制部分由“转向”、“增速”、“减速”三个按键及四个钮子开关等组成。

每次点动“转向”键，电机的转向改变一次，点动“增速”及“减速”键，电机的转速升高或降低，频率的范围从0.5Hz～60Hz，步进频率为0.5Hz。从0.5Hz～50Hz范围内是恒转矩变频，50Hz～60Hz为恒功率变频。

K1、K2、K3、K4四个钮子开关为V/F函数曲线选择开关，每个开关代表一个二进制，将钮子开关拨到上面，表示“1”，将其拨到下面，表示“0”，从“0000”到“1111”共十六条V/F函数曲线。

在按键的下面有“S、V、P”三个插孔，它的作用是切换变频模式。当三个全部都悬空时，工作在SPWM模式下；当短接“V”、“P”时，工作在马鞍波模式下。当短接“S”、“V”时，工作在SVPWM模式下。

不允许将“S”、“P”插孔短接，否则会造成不可预料的后果。 通讯接口用于本挂件与计算机联机（操作方法详见附录），通过对计算机键盘和鼠标的操作，完成各种控制和在显示器上显示相应点的波形。使用时必须用本公司所附带的计算机插件板，专用软件与联接电缆。

2、电压矢量观察

我们使用“旋转灯光法”来形象表示SVPWM的工作方式。通过对“V0～V7”八个电压矢量的观察，更加形象直观的了解SVPWM的工作过程。

3、磁通轨迹观测

在不同的变频模式下，其电机内部磁通轨迹是不一样的。面板上特别设有X、Y观测孔，分别接至示波器的X、Y通道，可观测到不同模式下的磁通轨迹。

4、PLC控制接口

面板上所有控制部分（包括V/F函数选择，“转向”、“增速”、“减速”按键，“S、V、P”的切换）的控制接点都与PLC部分的接点一一对应，经与PLC主机的输出端相连，通过对PLC的编程、操作可达到希望的控制效果。

5、SPWM观测区

SPWM及马鞍波的变频原理的波形观测（分别在对应的模式下才能观测到正确的波形）。

测试点1：在这两种模式下的V/F函数的电压输出。

测试点2、3、4：在SPWM模式下为三相正弦波信号，在马鞍波模式下为三相马鞍波信号。

测试点5：高频三角波调制信号。 测试点6、7、8：调制后的三相波形。 6、SVPWM观测区

SVPWM的波形观测（在SVPWM模式下才能观测到正确的波形）。 测试点9：在这SVPWM模式下的V/F函数的电压输出。

测试点10、11、12：空间矢量三相的波形。 测试点14：高频三角波调制信号。

测试点13：三角波与V/F函数的电压信号合成后的PWM波形。 测试点15、16、17：三相调制波形。 7、三相主电路

主电路由单相桥式整流、滤波及三相逆变电路组成，逆变输出接三相鼠笼电机。主电路交流输入由一开关控制。逆变电路由六个IGBT管组成，其触发脉冲有相应的观测孔引出。