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三相正弦波变频电源

三相正弦波变频电源. 掌握 AC-DC-AC 变化实现的基本方法，以及三相电源及其变频技术的相关原理知识 。. 1. 学会使用 IPM （智能功率模块）实现 DC-AC 的转换及使用异步调制方式和 SPWM 波对电源进行相位及频率的控制。. 2. 一、 实验目的. 二、 实验原理.

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三相正弦波变频电源

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Presentation Transcript

  1. 三相正弦波变频电源

  2. 掌握AC-DC-AC变化实现的基本方法，以及三相电源及其变频技术的相关原理知识。掌握AC-DC-AC变化实现的基本方法，以及三相电源及其变频技术的相关原理知识。 1 学会使用IPM（智能功率模块）实现DC-AC的转换及使用异步调制方式和SPWM波对电源进行相位及频率的控制。 2 一、实验目的

  3. 二、实验原理 三相变频电源输出频率范围为20Hz～100Hz的三相对称交流电，线电压有效值36V，最大负载电流有效值为3A，具有较小的电压调整率和负载调整率。其原理图如下，图中将有效值为198V-242V的交流电介入隔离变压器，通过整流桥及滤波网络将交流电转化为直流电然后经IPM（逆变模块IM14400）将直流电转化为有效值36V的交流电，从而实现了AC-DC-AC的变换。 SPWM波由FPGA内部由三角波和正弦波波表经数字比较器比较输出，经光电耦合器接入逆变模块以控制其频率及相位。输出电压电流分别由电压电流互感器检测输入A/D反馈回系统,逆变模块输出接三相负载。

  4. 二、实验原理图

  5. 三相正弦波 变频电源 清华同方计算机Pentium(R)4 CPU 1.80GHz+256M Byte内存Windows XP 直流稳压电源：SG1733SB3A 60MHz数字示波器：TekTronix TDS1002 数字信号源：TekTronix AFG310 ZQ41 26 型失真度测试仪 三、实验设备及器件 实验仪器

  6. 1、 整流器 2、 逆变器 3、 控制回路 4、 采样电路 四、实验内容及步骤 系统

  7. 1、整流器 采用桥式整流电路结构简单，输出电压高，纹波电压较少，管子所承受的最大反向电压较低，同时因电源变压器的正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分利用，效率较高。

  8. 2、逆变器 采用集成智能功率模块（IPM）。其将IGBT及其辅助器件与其保护和驱动电路封装集成在一个小模块中，例如IM14400芯片，采用这种方式电路体积较小，控制方便，同时因为其内部自带保护电路，使得系统可靠性大大提高。

  9. 3、控制回路 （1）SPWM控制实现方法 数字采样法。把正弦波波表存入存储器里，同时利用加法器和减法器生成三角波载波，再通过数字比较器产生所需要的波形。这种方法可靠性高，可重复编程，响应快，精度高，控制简单。 （2）SPWM波调制方式 采用异步调制。载波比不恒定的调制方式称为同步调制。因为设计要求逆变器输出频率在20Hz-100Hz，输出信号频率较低，本设计采用逆变电路集成芯片IM14400，IM14400的PWM输入频率范围为5KHz-0.3MHz，可以选择很高的载波比。异步调制方式下，当载波比很大时，正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1／4周期的脉冲不对称造成的谐波分量都很小， PWM脉冲接近正弦波。故而本设计的调制方式选择异步调制方式。

  10. 4、采样电路 （1）电压、电流的取样 采用互感器降压或降流。互感器可以降压和减流，两者转换线性度好,精度高,而且体积小,使用方便，且强电的地与弱电的地可以隔离，安全性好。 （2）电压、电流有效值的测量 采用软件计算有效值。经由A/D对电压、电流的瞬时值采样后，再由FPGA计算出有效值。此法设计灵活，工作速度快，且频率不高时能实现高精度。 采样电路的设计

  11. 系统测试 总体性能 失真度测试 相电压测 试 电流、电压功率测量电路性能 线电压测试 五、测试方案及测试表

  12. 1. 相电压测试空载时，交流电压输入为220V，输入测试频率，读输出相电压有效值如下表所示：

  13. 2 .线电压测试接入Y型负载，频率取60Hz，线电压有效值应为36V。

  14. 3. 电流、电压功率测量电路性能三相输出只有相位不同，因此电流、电压功率只测量一相即可，信号频率取为50Hz，测试数据如下表所示：

  15. 4. 失真度测试用失真度测试仪测试系统空载时的电压波形失真度，测试结果如下表所示：

  16. (1)该系统强电与弱电交融,所以做好隔离防干扰措施是十分必要的. 该系统的地我们分为三类,分别为强电地,弱电地,交流地。这三者在各自的部分相应的隔离，交流地与弱电地在测试的时候用一个磁珠将其连接。 (2)该系统工作电压较高，所以在调试时一定要注意人员的自身安全。 六、结果分析

  17. Thank you !

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