电机调速课设实验大纲+报告.docVIP

成 绩 专业综合实验 实验报告 院（系）名称 自动化科学与电气工程学院 专业名称 学生学号 学生姓名 指导教师 2015年12月 实验大纲部分 实验一 单相PWM、SPWM脉宽调制波形发生电路的研究 实验时间 2015.12.8 同组同学 一、实验目的 1. 了解单相PWM、SPWM波形发生电路的工作原理。 2. 熟悉单相PWM、SPWM波形发生电路的一般特点。 3. 熟悉DT03单元的使用方法，为后续实验操作做准备。 二、实验内容 用示波器观察触发电路各测试点，记录各点波形，分析电路的工作原理。 三、实验系统组成 单相PWM、SPWM波形发生器面板如图1所示。 图 SEQ 图 \* ARABIC 1.1 单相PWM、SPWM波形发生器面板 图中P+、P-为两路相位互差180°的PWM或SPWM波形输出端口；A、A1、B 为同步信号引入端；M 为信号输出供单相调功电路使用；PM、PA 是给软开关实验中辅管脉冲输出端；IN1、IN2 为两路脉冲功率放大电路的输入端口，一般对应将P＋、P－信号输出引入其端口，通过放大输出。DT03 单元为多功能波形发生器电路，可以实现PWM 波形发生、SPWM 波形发生以及单相调功电路的可控宽度脉冲列的产生等。电路中包含三角波发生器、正弦波发生器、直流电压给定、死区生成电路、软开关控制脉冲生成电路、调功控制脉冲生成电路以及脉冲功率放大电路等。 四、实验原理 1. PWM波形检测 本实验采用三角波调制，以三角波为载波，与调制波信号进行比较输出不同宽度的脉冲。开关S1拨向下时，DT03单元中的两运放的正向、反向输入端分别接三角波发生器及电位器，但接入的极性相反。当运放正向输入端电压高于反向输入端电压时，运放输出高电平，反之输出低电平。故当两运放的三角波及参考电压接入极性相反时，输出P+、P-的波形为两路相位互差180°的PWM信号。调节参考电压的大小可改变输出PWM信号的占空比。在Multisim中的仿真电路及仿真波形如图2a, b, c所示，可见当三角波分别从两运放的正向、反向输入端且相同的参考电压从另一端输入时，输出为两路互差180°的PWM信号，调节参考电压大小可改变占空比。 图 1.2a PWM波形发生器的仿真电路模型 图 1.2b PWM波形发生器的仿真波形 图 1.2c 改变参考电压幅值使输出占空比变化 2. SPWM波形检测 SPWM的调制波为正弦波，DT03采用单项双极性调制方法，利用两个放大器将调制信号和三角载波信号进行比较。当调制波大于三角载波时，输出高电平；当调制波小于三角载波时，输出低电平，这样就将正弦给定信号解析成了SPWM信号。在Multisim中搭建仿真电路，得到仿真结果如图3a, b所示。 图 1.3a SPWM仿真波形 图 1.3b 改变正弦波幅值及频率可改变输出占空比 改变正弦信号的电压值和频率可改变输出波形的占空比。 五、实验步骤 1. PWM波形检测 1）打开系统总电源，系统工作模式设置为“高级应用”。 2）依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关。将波形发生器单元“DT03”的开关“S1”拨向下，此时波形发生器为PWM 波形发生器。 3）调节给定电位器RP2，用示波器分别对地观测“P+” 、“P-”点波形，改变给定电压，观测波形变化情况，记录不同给定情况下的输出波形。 4）参考教材相关章节的内容，分析电路工作原理。实验完毕，依次断开挂箱电源开关、控制电路开关。 2. SPWM波形检测 1）依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关。将波形发生器单元“DT03”的开关“S1”拨向上，此时波形发生器为SPWM 波形发生器。 2）调节正弦波给定电位器“RP1”，用示波器分别对地观测“P+” 、“P-”点波形，改变正弦波的电压和频率（调节“RP1”），观测波形变化情况，记录不同给定情况下的输出波形。 3）参考教材相关章节的内容，分析电路工作原理。实验完毕，依次断开挂箱电源开关、控制电路开关。 六、注意事项 1. “综合实验台” 及其挂箱初次使用或较长时间未用时，实验前应首先对“实验台”及其相关挂箱进行全面检查和单元环节调试，确保主电源、保护电路和相关触发电路单元工作正常。 2. 每次实验前，务必设置“状态”开关，并检查其它开关和旋钮的位置。实验接线，必须经教师审核无误后方可开始实验。 3. 除非特定的实验操作要求（必要的实验方法），任何需要改接线时，必须先切除系统工作电源：首先使系统的给定为零，然后依次断开主电路总电源、断开控制电路电源。 4. 双踪示波器的两个探头，其地线已通过示波器机壳短接。使用时务必使两个探头的