THMF-1三相异步电机变频调速实验指导书V3.11版.pdf

T H M F-1 型三相异步电机变频调速实验装置 使用说明书 实验指导书 天煌教仪 浙江天煌科技实业有限公司 目 录 前言‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥2 第一章 变频调速原理简介‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3 第二章 装置面板操作与测试孔功能说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7 第三章 计算机联机运行说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9 实验一 正弦波脉宽调制（SPWM）原理实验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12 实验二 变压变频（VVVF）原理实验及V/f 曲线测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13 实验三 马鞍波脉宽调制原理实验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 实验四 马鞍波调制方式下V/f 曲线测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥16 实验五 空间电压矢量控制方式原理实验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17 实验六 空间电压矢量控制方式下V/f 曲线测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥18 实验七 旋转磁通轨迹观测实验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥19 1 前 言 变频调速技术的发展使交流鼠笼式异步电动机可以方便地实现转速调节。利用变频器的 交流调速系统已广泛用于机械、冶金、电力、交通、化工、民用等各个领域。在电气传动控 制、电力电子、电机等高校专业中也均设置了相应的课程。 THMF-1 型三相异步电机变频调速实验装置，从应用的角度出发全面展示了通用变频器 的控制原理和应用方法，理论联系实际，除了在计算机上实现了原理性仿真演示外还实时逐 点测试变频器内各种工作原理波形，是学习交流调速原理的理想设备。它适用于工业自动化、 机电一体化、电气技术、数控技术应用等专业。 交—直—交电压型变频器的关键技术是 PWM 调制方法。目前工业应用主要有正弦波脉 宽调制（SPWM）、三次谐波注入式脉宽调制（T H I- PWM 或马鞍波PWM ）、空间电压矢量 脉宽调制（S V PWM ）。 THMF-1 型变频调速系统能直观、灵活地演示上述三种调制方法，并能设置16 种V/f 曲 线，观察电机内旋转磁场模拟轨迹。 THMF-1 型交流变频调速实验系统可以完成以下7 个实验： 1．SPWM 变频原理实验 2 ．变压变频原理实验及V/f 曲线测定实验 3 ．马鞍波PWM 变频原理实验 4 ．马鞍波PWM 方式下V/f 曲线测定实验 5 ．空间电压矢量PWM 控制方式变频原理实验 6 ．空间电压矢量PWM 方式下V/f 曲线测定实验 7 ．旋转磁通观察实验 2 第一章 变频调速原理简介 异步电机转速基本公式为： 60f n (1−s) p 其中n 为电机转速，f 为电源频率，p 为电机极对数，s 为电机的转差率。当转差率固定 在最佳值时，改变 f 就可以改变转速n 。为使电机在不同转速下运行在额定磁通，改变频率 的同时必须成比例地改变输出电压的基波幅值，这就是所谓的VVVF （变压变频）控制。工频 50Hz 交流电源整流后可以得到一个直流电压源，对此直流电压进行PWM 逆变控制，使变频器 输出的PWM 波形中的基波为预先设定的电压/频率比曲线所规定的电压频率数值。因此，这个 PWM 的调制方法是其中的关键技术。 目前常用的变频器调制方法为正弦波 PWM、马鞍波PWM 和空间电压矢量PWM 方式。 一、 正弦波 PWM 变频调速方式 正弦波脉宽调制法（SPWM）是最常用的一种调制方法，SPWM 信号是通过用三角载波信号 与正弦信号相比较的方法产生，当改变正弦参考信号的