第三章实验报告

第三章 变频原理实验本章节主要完成的实验为三相SPWM 、SVPWM 、及马鞍波变频原理实验及在各种变频模式下V/F 曲线的测定等。

异步电机转速基本公式为: ｎ＝)1(60s pf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 即可改变转速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 的交流电源经整流后可以得到一个直流电压源。

对直流电压进行PWM 逆变控制, 使变频器输出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有SPWM, 马鞍波PWM, 和空间电压矢量PWM 等方式。

一、SPWM 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和正弦信号相比较的方法产生, 当改变正弦参考信号的幅值时, 脉宽随之改变, 从而改变了主回路输出电压的大小。

当改变正弦参考信号的频率时, 输出电压的频率即随之改变。

在变频器中, 输出电压的调整和输出频率的改变是同步协调完成的, 这称为VVVF （变压变频）控制。

SPWM 调制方式的特点是半个周期内脉冲中心线等距、脉冲等幅, 调节脉冲的宽度, 使各脉冲面积之和与正弦波下的面积成正比例, 因此, 其调制波形接近于正弦波。

在实际运用中对于三相逆变器, 是由一个三相正弦波发生器产生三相参考信号, 与一个公用的三角载波信号相比较, 而产生三相调制波。

如图6-1所示。

二、马鞍波PWM 变频调速方式前面已经说过, SPWM 信号是由正弦波与三角载波信号相比较而产生的, 正弦波幅值与三角波幅值之比为m, 称为调制比。

正弦波脉宽调制的主要优点是: 逆变器输出线电压与调制比m 成线性关系, 有利于精确控制, 谐波含量小。

电路实验指导江苏科技大学电工电子实验中心实验一 元件特性的示波测量法一、实验目的1、 掌握用示波器测量电压、电流等基本电量的方法2、学习用示波器测量电压、电流基本变量的方法。

3、掌握元件特性的示波器测量法，加深对元件特性的理解。

二、实验原理1、 电压的测量用示波器测量电压的方法主要有直接测量法和比较测量法。

实验中常采用直接测量法，这种方法就是直接从示波器屏幕上测量出被测电压的高度，然后换算成电压值。

计算公式为p p Y U D h -=∙式中h 是被测信号的峰－峰值的高度，单位是cm ，Y D 是Y 轴灵敏度，单位是V/cm （或mV/cm ）。

2、 电流的测量用示波器不能直接测量电流。

若要用示波器测量某支路的电流，一般是在该支路中串入一个采样电阻r ，当电路中的电流流过电阻r 时，在r 两端得到的电压与r 中的电流的波形完全一样，测出党的r u 就得到了该支路的电流，r ui r =。

(1) 电阻元件的特性测量电阻元件的特性曲线就是它的伏安关系曲线。

用示波器测量电阻元件的特性曲线就是利用示波器可以把电阻元件的特性曲线在荧光屏上显示出来。

实验原理如图1－3所示，图中，r 是取样电阻，它两端的电压()()t ri t u r r =反映了通过它的电流的变化规律。

r 必须足够小，使得()()t u t u R r <<。

这时把被测电阻R 上的电压()()t u t u s R ≈接入CH1端，即Y 轴输入端，把被测电阻上的电流()()r t u t i r R /=接入CH2端，即X 轴输入端，适当调节X 轴和Y 轴灵敏度旋钮，u 特性曲线。

就是元件的伏安特示波器的荧光屏即可清楚的显示出被测电阻的i性曲线。

图 1－3测电阻伏安特性曲线的电路图 1－4测量二极管伏安特性的电路三、实验任务1、按图1-3接线，测量下列电阻元件的电流、电压波形及相应的伏安特性曲线（输u取频率为1000Hz，峰峰值为5V的正弦波）：入信号i（1）线性电阻元件（阻值自选）。

第三章直流电机的原理及结构本章主要介绍直流电机的结构和基本工作原理、直流电机绕组的构成、直流电机的电枢反应、直流电机绕组的电动势和电磁转矩、直流发电机和直流电动机的功率转矩等内容。

本章共有10节课，内容和时间分配如下：1.掌握直流电机的结构及工作原理。

（2节）2.掌握直流电机绕组有关的结构。

（2节）3.掌握直流电机绕组的电枢反应。

（1节）4.掌握直流电机的电枢电动势和电磁转矩。

（1节）5.掌握直流发电机的基本方程式和运行特性、并励发电机的条件。

( 2.5节)6.掌握直流电动机的基本方程式和运行特性。

( 1.5节)第一节直流电机的基本工作原理一直流电机的用途直流电动机的优点：1 调速范围广，易于平滑调节2 过载、启动、制动转矩大3 易于控制，可靠性高4 调速时的能量损耗较小缺点: 换向困难，容量受到限制，不能做的很大。

应用: 轧钢机、电车、电气铁道牵引、造纸、纺织拖动。

直流发电机用作电解、电镀、电冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。

二、直流电机的工作原理原理：任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。

为了讨论直流电机的工作原理，我们把复杂的直流电机结构简化为工作原理图。

（一）直流发电机的工作原理1．工作原理：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e 。

e=Blv。

B:磁密l：导体长度；v：导体与磁场的相对速度。

正方向：用右手定则判断。

电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。

如果同一元件上e和U正方向相同时，e= -U。

理解：电磁感应原理的变形（变化的磁通产生感应电动势）2 发电机工作过程分析：两磁极直流发电机的工作原理图。

（1）构成：磁场：图中N和S是一对静止的磁极，用以产生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦分布。

励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。

容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。

用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为励磁电流If。

第3章 组合逻辑函数电路一、 实验目的1. 掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法；2. 掌握逻辑函数工程设计方法；3. 了解存储器实现复杂逻辑函数的原理和存储器的使用过程。

二、 实验原理思考题：1. 使用图2-1给出的值固定、传递和取反的符号画出基本向量函数)1,1,,,1,0,,(),,,,,,,(01234567A A A A G G G G G G G G G ==的实现图。

2. 试用两片74148接成16线-4线优先编码器，用三片74148和门电路构成24线-5线优先编码器。

答：16线-4线优先编码器真值表如下：123456789ABCDEFI 0I 1I 2I 3I 0I 1I 2I 31011121314151617000102030405060708090A 0B 0C 0D 0E 0FI 416线-4线优先编码器3. 用一片 74LS138 加若干与非门实现如下三输出函数的电路图：123Y AC BC Y A C Y A B C ⎧=+⎪⎪=+⎨⎪=++⎪⎩答：表达式转换如下⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==++=⋅=+=+=⋅⋅=++=033127511Y C B A C B A Y Y Y C B A BC A C A Y YY Y C B A C B A ABC Y4. 完成两个3位二进制数相乘，需用几片74283？试画出逻辑电路图。

答：210B 03位的二进制数乘法器三、 实验内容1. 用多种方案设计一位全减器电路。

全减器真值表：方法一：用译码器实现（74138 一片，7420 一片）由真值表可得：7421Y Y Y Y S i ⋅⋅⋅= 7321Y Y Y Y C i ⋅⋅⋅=用译码器实现该电路如图：方法二：用8 选 1 数据选择器实现（74151 两片）：方法三：用双 4 选 1 数据选择器实现（74153 一片，非门一个） 画出卡诺图并降维：S iC i由此设计电路如下：方法四：用ROM 实现由真值表编程即可。