電機拖動課程設(shè)計--電力拖動中的spwm(已修改)
2025-01-29 01:52 本頁面
【正文】 信息工程系課程設(shè)計（論文） 信息工程系電機拖動課程設(shè)計 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 學 號： 學生姓名： 指導(dǎo)教師： 2012 年 6月 16日 電力拖動中的SPWM摘要：變頻調(diào)速是交流調(diào)速中的發(fā)展方向。變頻調(diào)速也有多種方法，本文對目前研究領(lǐng)域相當活躍的正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)(SPWM)的變頻調(diào)速作了一定的研究，并進行了實踐。異步電動機的調(diào)速原理是研究控制算法的基石，因文首先介紹了異步電動機的調(diào)速特性，控制方法的可行性。變頻調(diào)速的控制算法也有許多，本文對目前大部分通用變頻器所采用的控制算法——恒壓頻比控制，給出了完整的硬件電路設(shè)計和軟件程序流程設(shè)計。本文采用了Intel8OC196MC十六位單片機作為控制電路的CPU，采用該單片機的控制系統(tǒng)是本設(shè)計的硬件核心部分。因此本文先簡單的介紹此單片機與該設(shè)計相關(guān)的特性，繼而介紹本系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。關(guān)鍵詞:變頻器。恒壓頻比控制。正弦波脈寬調(diào)制:8OC196MC單片機。 目錄一 緒論 4 4 4 4 4 4 5二 恒壓頻比控制的SPWM變頻系統(tǒng)的分析 6 7 7 SPWM逆變技術(shù) 8 8 SPWM調(diào)制變頻技術(shù) 9 10 10三 變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件實現(xiàn) 13 18 18 18 19 20 24 80C196MC單片機的波形發(fā)生器 20 20 20 20 驅(qū)動芯片IR2110的介紹 20 21 21 21四 主程序設(shè)計 22五 總結(jié) 22參考文獻 23一 緒論本章作為引言，主要介紹了變頻調(diào)速控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀，SPWM變頻技術(shù)的應(yīng)用以及該課題的研究意義與價值，最后簡要歸納了本課題的研究任務(wù)并對文章安排做了簡要介紹。經(jīng)過大約30多年的發(fā)展，交流調(diào)速電氣傳動已經(jīng)上升為電氣調(diào)速傳動的主流。在電氣調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)，可以相信在不久的將來交流調(diào)速將會完全取代直流調(diào)速傳動?，F(xiàn)在要求性能較高的中、小容量的交流調(diào)速傳動，主要使用電子式電力變換器對交流電動機進行變頻調(diào)速。除變頻以外的另一些簡單的調(diào)速方案，如變極調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速等，它們只有在特定場合有一定的應(yīng)用。變頻器 ( 主要指通用變頻器)從80年代到現(xiàn)在己經(jīng)開始商品化，應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷的擴大，主要有以下幾個方面:( 1 ) 變頻器容量不斷擴大。變頻器的容量主要和它的開關(guān)器件的容量有直接影響，70年代中期，功率晶體管開始開發(fā)，到80年代采用功率晶體管的SPWM變頻器的投產(chǎn)，隨著元件容量的提高，變頻器的容量不斷提高，目前變頻器的容量已經(jīng)達到600KVA,400KVA以下的己經(jīng)系列化。( 2 ) 變頻器結(jié)構(gòu)的小型化。變頻器主電路中功率電路的模塊化、控制電路采用大規(guī)模集成電路(LSI)和全數(shù)字化技術(shù)等一系列措施促進了變頻電源的小型化。( 3 ) 變頻器的多功能化和高性能化。電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進步，使變頻器向多功能化和高性能化的方向發(fā)展，特別是微處理器的應(yīng)用，以其精練的硬件結(jié)構(gòu)和豐富的軟件功能，為變頻器的多功能化和高性能化提供了可靠的保證。日益豐富的軟件功能使通用變頻器的適應(yīng)性不斷加強。 在電力拖動領(lǐng)域，解決好電動機的無級調(diào)速問題有著十分重要的意義，電機調(diào)速性能的提高可以大大提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的加工精度、工藝水平以及工作效率，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。對于風機、水泵負載，如果采用調(diào)速的方法改變其流量，節(jié)電效率可達20%60%。 眾所周知，直流調(diào)速系統(tǒng)具有較為優(yōu)良的靜、動態(tài)性能指標。在很長的一個歷史時期內(nèi)，調(diào)速傳動領(lǐng)域基本上被直流電機調(diào)速所壟斷，這是和實際中交流電機的廣泛使用是一對存在的矛盾，許多應(yīng)用交流電機的設(shè)備為了達到調(diào)節(jié)被控對象的目的，只能采用物理的方法，例如采用風門，閥門控制流量等，這樣浪費能源的問題就很突出，費用就大。而且在采用直流調(diào)速的方面由于直流電機固有的缺點—換相器和電刷的存在，使得維修工作量大，事故率高，電機的大容量使用受到限制，在易燃易爆的場合無法使用，因此開發(fā)交流調(diào)速勢在必行。二 恒壓頻比控制的SPWM變頻系統(tǒng)的分析本章是整個課題研究的技術(shù)理論基礎(chǔ)。主要分析了變頻調(diào)速的基礎(chǔ)知識，逆變的基本原理以及SPWM正弦脈寬調(diào)制波形發(fā)生原理等相關(guān)理論。異步電動機的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為 (2 1 )其中為同步轉(zhuǎn)速(r/min)為 定 子 頻率，也就是電源頻率(Hz)。為 磁 極 對數(shù)。異步電機的軸轉(zhuǎn)速為 ( 2 2 )其中s為異步電機的轉(zhuǎn)差率，由上面的公式可以看出，改變電源的供電頻
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