-Z-780G 機電傳動與電氣控制實驗裝置
SPWM一相交直交變頻原理實驗
一、實驗目的
(1)熟悉一相交直交變頻電子回路原理及電子回路構成。
(2)掌控把握SPWM波產生的基理。
(3)解析交直交變頻電子回路在不一樣負載時的作業現象和波動線，并研究作業頻率對電子回路作業波動線的影響。
二、實驗所需掛式模塊件及附件
1 GDQ01電源控制屏 該控制屏含有"三相電源輸出"等幾個模型塊。
2 DK03 晶閘管主電子回路 該掛式模塊件含有"平波電抗器"等幾個模型塊
3 DK11一相調壓與可調負載
4 DK14一相交直交變頻原理
5 雙蹤示波器 自備
6 萬用表 自備
三、實驗線路及原理
應用SPWM正弦波脈寬調制，經過改變調制頻率，完成交直交變頻的目的。實驗電子回路由三部分構成：即主電子回路, 驅動電子回路和控制電子回路。
(1)主電子回路部分:


圖9-11主電子回路構造原理圖
如圖9-11所示, 交直線DC變換部分（AC/DC）為不可控整流電子回路（由實驗箱式掛式模塊件DK11一相調壓器提供50V交流ACAC電）；逆變部分（DC/AC）由四只IGBT管構成一相橋式逆變電子回路，應用雙極性調制方法。輸出經LC低通濾波器，濾除高次諧波，得到頻率可調的正弦波（基波）交流ACAC輸出 。
本實驗設計的負載為電阻性或電阻電感性負載。
各波動線的查看點均已引到操作面板上，可經過示波器實行查看。
為了方便查看SPWM波，操作面板上設定了"測量試驗"和"運行"選用開關，在"測量試驗"狀態下，此時可較清楚地查看到異步調制的SPWM波，經過示波器可對比清晰地查看SPWM波，但在此狀態下不能帶載運行，因載波比N太低，不利于設備的正常運行。在"運行"狀態下，三角載波Uc頻率較高, 因波動線的寬窄快速改變致使無法用普通示波器查看到SPWM波動線，經過帶儲物的數字示波器的存儲功能也可較清晰地查看SPWM波動線。
正弦調制波Ur頻率的調動界限設定為5-60Hz。
控制電子回路還設定了過流保護連接口端STOP，當有過流信號時，STOP呈低電平，經與門輸出低電平，封鎖了兩路SPWM信號，使IGBT 關斷，起到保護作用。
四、實驗內容
(1)控制信號的查看。
(2)帶電阻及電阻電感性負載。
五、思考題
(1)為了使輸出波動線盡可能地接近正弦波，可采取什么措施？
(2)調制波可否應用三角波？
(3)解析開關死區時間對輸出的影響。
六、實驗方法
(1)控制信號的查看
在主電子回路不接直線DC電源時，打開控制電源開關，并將DK14箱式掛式模塊件左側的鈕子開關撥到"測量試驗"位置。
①查看正弦調制波信號Ur的波動線，測量試驗其頻率可調界限；
②查看三角載波Uc的波動線，測量試驗其頻率；
③改變正弦調制波信號Ur的頻率，再測量三角載波Uc的頻率，判別是同步調制還是異步調制；
④對比"PWM+"，"PWM-" 和"SPWM1"，"SPWM2"的區別，仔細查看同一相上下兩管驅動信號之間的死區延遲時間。
(2) 帶電阻及電阻電感性負載
在實驗步驟1之后，將DK14箱式掛式模塊件操作面板左側的鈕子開關撥到"運行"位置，將正弦調制波信號Ur的頻率調到最小，選用負載種類：
①將輸出接電阻負載，然后將主電子回路A，B線電壓（V）220V接入DK11一相調壓器寫入端，輸出端調到50V，由小到大調動正弦調制波信號Ur的頻率，查看負載電壓（V）的波動線，記錄其波動線功能數值（幅值、頻率）。
②關閉電源，將輸出接電阻負載和DK03上的200mH電感串聯構成的電阻電感性負載，然后將主電子回路A，B線電壓（V）220V接入DK11一相調壓器寫入端，輸出端調到50V，由小到大調動正弦調制波信號Ur的頻率查看負載電壓（V）的波動線，記錄其波動線功能數值（幅值、頻率）。
七、注意事項
(1) 雙蹤示波器有兩個探頭，可同時測量兩路信號，但這兩探頭的地線全部與示波器的外殼相連，所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電子回路的不一樣電位的兩個點上，否則這兩點會經過示波器外殼發生電氣短路。為此，為了保證測量的順利實行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個問題。當需要同時查看兩個信號時，必須在被測電子回路上找到這兩個信號的共同共用點，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測信號，只有這樣才能在示波器上同時查看到兩個信號，而不發生意外。
(2)在"測量試驗"狀態下，請勿帶負載運行。
(3)操作面板上的"過流保護"指示燈亮，表明過流保護動作，此時應查驗負載是否短路，若要繼續實驗，應先關機后，再重新開機。