运动控制系统实验报告

运动控制系统实验报告

姓名：吴禹均

学号：912110200321

组员：杨诚魏京天项尚

异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统

一、实验目的

1.通过实验掌握异步电动机变压变频调速系统的组成与工作原理。

2.加深理解用单片机通过软件生成SPWM波形的工作原理特点。以及不同不

同调制方式对系统性能的影响。

3.掌握异步电动机变压变频调速系统的调试方法。

二、实验内容

1.连接有关线路，构成一个实用的异步电动机变频调速系统

2.过压保护、过流保护环节测试

3.采用SPWM数字控制时，不同输出频率、不同调制方式（同步、异步、混

合调制）时的磁通分量、磁通轨迹、定子电流与电压、IGBT两端电压波

形测试

三、实验过程

采用SPWM方式调制：

1.同步调制

30HZ下

电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：

定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示:

定子端电压波形如下示：

50HZ下

电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：

定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：

定子端电压波形如下示：

波形分析：

电机气隙磁通两相绕组之间相差约60°。

电机磁通轨迹50Hz时更接近圆形。

对定子电流：30Hz时和50Hz时呈正弦波，但其中有很多的高频分量。

IGBT的疏密程度反映了脉冲宽度调制的过程，越密表示频率越高。

定子电压呈正弦分布。

同步调制方式在50Hz比较好。

2、异步调制

30HZ下

电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：

定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：

定子端电压波形如下示：

50HZ下

电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：

定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：

定子端电压波形如下示：

异步调制与同步调制相比，气隙磁通分量更接近正弦波，气隙磁通轨迹更接近圆形，此时30Hz比50Hz效果好。

3、混合调制

混合调制在不同的输出频率段采用不同的载波比

10HZ下，载波比为100

电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹下：

定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：

定子端电压波形如下示：

此时气隙磁通分量的波形较光滑，基本没有高频分量，比之前的同步和异步的调制方式表现都好。

20HZ下，载波比为80

电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下:

定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示:

定子端电压波形如下示：

，

50HZ下

电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：

定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：

定子端电压波形如下示：

混合调制在不同的输出频率内载波比不同，采用同步调制。当输出频率较低的时候，采用较高的载波比，在频率较高的时候采用较低的载波比，能够获得比同步和异步都要好的输出。

四、实验分析

SPWM是用正弦波来调制等腰三角波来使得变压变频器的输出电压接近正弦波，电压矢量控制把逆变器和交流电机视为一体，把圆形旋转磁场作为目标来控制逆变器的工作，磁链轨迹的控制通过变化不同的电压空间矢量来实现。

从上面图片上显示的波形可以看出，在控制方式相同的情况下，混合调制要比同步调制和异步调制要好。总体上看，就电机运行的平稳性和噪声而言，混合调制都要优于异步调制，而异步调制优于同步调制。

五、实验感想及收获

通过这次实验，观察示波器波形，让我了解到了在各种调制模式下的输出波形。在实验过程中，由于部分器械需要用到强电，在看到其他组的同学触电后。我们非常的小心，最终顺利的完成了实验。我觉得这次实验是非常有意义的，希望以后能够有更多的例如此类实验。