[实用新型]SPWM单相逆变教学实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种SPWM单相逆变教学实验装置，属于电力电子教学技术领域。

背景技术

逆变是将直流电能转变为不同频率、电压的交流电能，应用于交流调速、新能源发电及有源滤波等领域，是变流技术中应用最为方便可靠的一个方法，因此，逆变教学是电力电子技术教学与实验中一个重要的内容，SPWM控制通常分为双极性(DSPWM)、普通型单极性(USPWM)和混合型单极性(HSPWM)等控制模式， 其中DSPWM 控制方式简单，但存在桥臂直通可能性高、开关损耗高等缺点；USPWM的控制方式具有实现简单、桥臂直通可能性低、开关损耗较小等优点，但也存在输出谐波含量大的显著缺点；HSPWM的控制的输出谐波含量小，但实现起来比较复杂。

目前，SPWM逆变教学实验系统多采用模拟电路来实现，即用正弦信号和三角波信号比较来产生SPWM控制信号，一般为DSPWM控制，由于正弦信号和三角波信号难于整定，存在调试困难，实验效果差，控制模式单一，开放性较差的问题，不能满足不同控制的实验及进行深度开发的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，本实用新型提供的SPWM单相逆变教学实验装置，设有主控芯片，通过PLD逻辑编程器件输出不同控制模式的SPWM驱动信号，同时提供了多种信号接口，稳定性高、成本低、使用灵活方便、便于二次开发、方便教学，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种SPWM单相逆变教学实验装置，其特征在于：包括输入输出接口、控制模块、检测与驱动模块、通讯模块、单相逆变桥模块和上位机，所述输入输出接口的输入端外接直流电源，所述输入输出接口的后端连接有输入反接保护模块，所述控制模块通过通讯模块与上位机相连接，所述控制模块通过检测与驱动模块与单相逆变桥模块相连接，所述单相逆变桥模块的输出端与输入输出接口的输出端相连接。

前述的一种SPWM单相逆变教学实验装置，其特征在于：还包括辅助电源模块、继电器、三极管，所述辅助电源模块设有两路直流电源输出，所述控制模块通过三极管与继电器相连接，继电器控制单相逆变桥模块的电源接通或断开。

前述的一种SPWM单相逆变教学实验装置，其特征在于：所述控制模块包括单片机、可编程逻辑控制单元、命令给定和扩展单元、显示单元，所述单片机的控制信号通过可编程逻辑控制单元与所述检测与驱动模块的信号输入端相连接，所述命令给定和扩展单元与单片机的输入端相连接，所述单片机的显示输出端与显示单元相连接。

前述的一种SPWM单相逆变教学实验装置，其特征在于：所述检测与驱动模块包括检测单元和驱动单元，所述检测单元包括四运放芯片，所述驱动单元两片驱动芯片。

前述的一种SPWM单相逆变教学实验装置，其特征在于：所述通讯模块包括RS232接口和RS485接口。

前述的一种SPWM单相逆变教学实验装置，其特征在于：所述输入反接保护模块包括熔断器和二极管，所述熔断器设置在输入输出接口的后端，并通过二极管接地，二极管的正极与地相连接。

前述的一种SPWM单相逆变教学实验装置，其特征在于：所述单相逆变桥模块为4四个MOS管单相逆变桥电路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的SPWM单相逆变教学实验装置，设有主控芯片，通过PLD逻辑编程器件输出不同控制模式的SPWM驱动信号，同时提供了多种信号接口，稳定性高、成本低、使用灵活方便、便于二次开发、方便教学，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的SPWM单相逆变教学实验装置的系统框图。

图2是本实用新型的SPWM单相逆变教学实验装置的电原理框图。

图3是本实用新型的SPWM单相逆变教学实验装置的控制模块的电原理图。

图4是本实用新型的SPWM单相逆变教学实验装置的控制模块的检测与驱动模块的电原理图。

图5是本实用新型的SPWM单相逆变教学实验装置的单片机输出的SPWM信号的控制波形图。

图6是本实用新型的SPWM单相逆变教学实验装置的双极性控制方式的控制波形图。

图7是本实用新型的SPWM单相逆变教学实验装置的USPWM控制方式的控制波形图。

图8是本实用新型的SPWM单相逆变教学实验装置的HSPWM控制方式的控制波形图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。