实验四单相正弦波脉宽调制SPWM变频调速系统实验

单相正弦波脉宽调制SPWM变频调速系统实验

一、实验目的

(1)掌握异步电动机变频调速的原理。

(2)了解异步电动机变频调速运行的基本参数，V/f曲线。

三、实验线路及原理

单相异步电动机的调速除了其起动需要另加附加绕组及相关电路之外，其变频调速原理与三相异步电动机相同，下面仍然以三相异步电动机的调速原理来说明，由电机学可知，电机的转速表达式为: 60f1

n s) no(1 s)p

其中f1为定子供电频率；p为电机的磁极对数；s为转差率，由上式可知改变定子供电频率f1可以改变电机的同步转速，从而实现了在转差率s保持不变情况下的转速调节，为了保持电机的最大转矩不变，希望维持电机气隙磁通恒定，因而要求定子供电电压也随频率作相应调整。即

E1 4.44f1ωK1φ

E11φ ) f14.44ωK1

1在忽略定子阻抗压降的情况下，E1≈U1 φ U1 C,其中c 为常数。

f4.44ωK1 1

为使气隙磁通恒定，在改变定子频率的同时必须同时改变电压U1，即保证

φ

U1

常数。 f1

单相正弦波脉宽调制逆变电路的输出电压与频率就是根据上述要求而设计的，因此由该逆变器供电的单相电动机可以实现速度调节的要求，其原理框图如图7-3所示。

单相异步电机采用电阻分相启动式，启动绕组串接PTC保护器，当启动完毕时在离心开关的作用下自动切除启动支路。

在微处理器的控制下，利用键盘可以改变电路输出的V/f比值，用键控方式改变输出频率以达到调频调速的目的。

关于逆变电路的原理请参考相关书籍、其输出电压波形为脉冲宽度按正弦规律变化的调制波，其中含有基波分量和各种高次谐波，以基波分量为主，谐波分量较小，当基波频率与幅值按某种恒压/频的规律变化时，电机转速随之改变。

四、实验内容

(1)V/f曲线测定。

(2)观察低频补偿对于提高启动力矩的效果。 五、思考题