变频调速实验指导
实验二
一．实验目的
异步电动机SPWM变频调速实验
1．通过实验掌握异步电动机变压变频调速系统的组成及工作原理。2．加深理解用单片机通过软件生成SPWM波形的工作原理与特点，以及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）时的系统工作情况观测。4．低频补偿特性试验。
三．实验系统组成及工作原理
变频调速系统原理框图如图73所示。它由交直交电压源型变频器，16位单片机80C196MC所构成的数字控制器，控制键盘与运行指示、磁通测量与保护环节等部分组成。逆变器功率器件采用智能功率模块IPM（I
telLige
tPowerModules），型号为PM10CSJ060（10A600V）。IPM是一种由六个高速、低功耗的IGBT，优化的门极驱动和各种保护电路集成为一体的混合电路器件。由于采用了能连续监测电流的有传感功能的IGBT芯片，从而实现高效的过流和短路保护，同时IPM还集成了欠压锁定和过流保护电路。该器件的使用，使变频系统硬件简单紧凑，并提高了系统的可靠性。数字控制器采用I
tel公司专为电机高速控制而设计的通用性16位单片机80C196MC。它由一个C196核心、一个三相波形发生器以及其它片内外设构成。其它片内外设中包含有定时器、AD转换器、脉宽调制单元与事件处理阵列等。在实验系统中80C196MC的硬件资源分配如下：1．P3、P4口：用于构成外部程序存储器的16bit数据和地址总线。2．WG1～WG3和WG1～WG3：用于输出三相PWM波形，控制构成逆变器的IPM。3．EXTINT：用于过流、过压保护。4．通过接于AD转换器输入端ACH2和ACH1设之输入频率和改变uf（低频补偿）。5．利用P0和P1口的P04～P07和P10～P13，外接按钮开关，用于起动、停止、故障复位两种调制方法，三种调制模式的选择。
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6．利用P2、P5、P6口的P24～P27，P54与P66，P67，外接指示灯，用于指示系统所处状态。7．磁通观测器用于电机气隙磁通测量。其前半部分为32变换电路，将三相电压VA、VB、VC从三相静止坐标系A、B、C变换到二相静止坐标系α、β上，成为Vα、Vβ。电路的后半部分则分别对Vα、Vβ积分。在忽略定子漏磁和定子电阻压降的前提下，两个积分器的输出分别是二相静止坐标系中电机气隙磁通在α、β轴上的分量φα与φβ；它们的波形形状相似r