【正文】 摘 要隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人們對調(diào)速技術(shù)的要求也越來越高，而異步電動機在調(diào)速方面一直處于性能不佳的狀態(tài)。然而，變頻技術(shù)的出現(xiàn)改善了交流電機的調(diào)速性能，同時無速度傳感器和基于微處理器的數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)也開始逐漸進入人們研究和討論的范圍。作為高新技術(shù)之一的變頻技術(shù)是重要的節(jié)能和環(huán)保技術(shù)，在各種工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸和家用電器中應(yīng)用十分廣泛，變頻器作為變頻技術(shù)的產(chǎn)品，在我國工農(nóng)業(yè)等各方面有著極其重要的地位。 本文以三相交流異步電動機為被控對象TMS320LF240X定為處理器，通過SPWM控制技術(shù)對交流電機實現(xiàn)恒壓頻比控制，電機變頻調(diào)速的理論。介紹了SPWM控制技術(shù)的原理:包括單極性SPWM控制技術(shù)、雙極性SPWM控制技術(shù)和SPWM的調(diào)制方式。給出了系統(tǒng)各部分硬件電路的工作原理、參數(shù)計算以及各部分器件的選取。系統(tǒng)硬件電路主要由主電路、系統(tǒng)保護電路和控制電路組成。主電路部分包括整流、濾波、逆變器，IPM驅(qū)動電路與吸收電路等。系統(tǒng)保護電路包括過壓、欠壓保護、限流啟動、IPM故障保護等?？刂齐娐钒―SP最小系統(tǒng)電路。最后敘述了具體使用DSP編寫產(chǎn)生SPWM波形程序的步驟以及一些相關(guān)寄存器的設(shè)置。死區(qū)可以防止主電路橋臂短路現(xiàn)象的發(fā)生接著給出了SPWM波形的死區(qū)時間，這些波形說明電機可以穩(wěn)定運行并實現(xiàn)變頻調(diào)速。關(guān)鍵詞: DSP；智能功率模塊；恒壓頻比控制；SPWMAbstractAlong with the development of agricultural production and technical requirements of speed, and more and more is also high in speed asynchronous motor is the poor performance of the state. However, the frequency conversion technology to improve the performance of ac motor speed, speed sensorless and microprocessorbased digital control system is also gradually began to enter the scope of study and discuss people. As one of the hightech frequency conversion technology is an important energy saving and environment protection technology, in various industrial production, transportation and widely used in household appliances, inverter frequency conversion technology products, as in all aspects of our agriculture is very important position.Taking threephase ac induction motor is accused of TMS320LF240X as processor, through the SPWM control technology to realize constant pressure frequency ac motor control motor speed, the theory. Introduces the principle of SPWM control technology, including single polarity SPWM control technology, the dual polarity SPWM SPWM modulation and control technology. Given the parts hardware circuit principle, parameter calculation and each part of the device. The system hardware circuit consists mainly of main circuit, system protection circuit and control circuit. The main circuit includes rectifier, filtering, inverter, IPM drive circuit and absorbing circuit, etc. System protection circuit including overvoltage, protection, limited flow, fault protection。 IPM Control circuit including DSP smallest system circuit. Finally describes specific use DSP write produce SPWM wave process steps and some relevant register setting. Then gives SPWM wave of dead zone, dead zone can prevent the main electric circuit of road arm, After gives different frequencies when the motor running voltage and current waveform, the line that the waveform can stable operation and motor inverter.Keywords : DSP Intelligent power module Constant pressure frequency than control SPWM 目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒論 1 電機變頻調(diào)速發(fā)展現(xiàn)況和趨勢 1 2 2 2 3 3第二章 交流電機變頻調(diào)速原理 5 5 5 6 7 8 SPWM控制技術(shù)原理 10 11 12 SPWM的調(diào)制方式 13第三章 變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 16 16 17 18 18 19 21 22 2欠壓保護電路 24 24 IPM故障保護電路 25 26 DSP（TMS320LF2407A)的最小系統(tǒng)電路 27 DSP外圍接口電路設(shè)計 28第四章 變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計 29 DSP生成SPWM波形 29 31第五章 結(jié)論 34致　　謝 35參考文獻 36 第一章 緒論 電機變頻調(diào)速發(fā)展現(xiàn)況和趨勢能源需求正極大地影響著全球經(jīng)濟發(fā)展。我國同樣也面臨著經(jīng)濟增長對能源需求的壓力。九十年代我國高耗能產(chǎn)品的耗能量比發(fā)達國家高1255%，能源綜合利用效率僅為32%。 我國迫切需要提高能源利用效率。電機是能源消耗大戶之一。我國電機總裝機容量已達4億千瓦，年耗電量達6000億千瓦時，占工業(yè)耗電量的80%，然而直到目前，我國各類在用電機80%以上還是中小型異步電動機，可見我國在電機節(jié)能領(lǐng)域有非常大的潛力。電機節(jié)能技術(shù)最受矚目的就是變頻調(diào)速技術(shù)。但是，我國變頻調(diào)速技術(shù)研究雖然非常活躍，然而產(chǎn)業(yè)化仍很不理想，外國產(chǎn)品幾乎占據(jù)了我國變頻調(diào)速技術(shù)市場的60%。 以下將著重介紹變頻調(diào)速技術(shù)的最新發(fā)展概況。1．永磁同步電動機及其控制系統(tǒng)的發(fā)展具有快速電流跟蹤系統(tǒng)的變頻裝置、DSP信號處理器以及高性能釹鐵硼永磁材料的發(fā)展，為各類永磁同步電動機及其控制系統(tǒng)的發(fā)展帶來生機。 永磁同步無齡輪電動機及控制系統(tǒng)，是新一代的綠色電梯驅(qū)動裝置。國外該類電梯專用變頻裝置有十分完善的軟件支持，可接受任意位置傳感器的反饋信號，具有自學習功能，自動識別電動機參數(shù)，在實現(xiàn)磁場定向伺服時，自動進行初始定位，具有和直流電動機一樣優(yōu)良的線性轉(zhuǎn)矩控制特性。其體積小、效率高、功率因數(shù)高、振動小、噪聲低，平層精度好，在高層建筑、無機房電梯和家庭小梯中都有很大的市場。[1]，任何控法幾乎都是以各種PWM控制方式實現(xiàn)。九十年代以來的產(chǎn)品，正弦形PWM（SPWM）調(diào)制方法已逐步為以下方式取代：快速電流跟蹤PWM技術(shù)快速電流跟蹤型PWM逆變器為電流控制型的電壓源逆變器，一般采用滯環(huán)電流控制，使三相電流快速跟蹤指令電流。該逆變器硬件簡單，電流控制響應(yīng)快，兼有電壓和電流控制型逆變器的優(yōu)點，普遍用于PMSM伺服系統(tǒng)和異步電動機矢量變換控制系統(tǒng)。磁鏈跟蹤控制PWM技術(shù)這種方法把逆變器和電動機視為一體，以三相對稱正弦波電壓供電時交流電動機理想的圓形磁場為基準，用逆變器不同開關(guān)模式所產(chǎn)生的實際磁鏈矢量來跟蹤基準磁鏈園，由跟蹤結(jié)果決定逆變器的開關(guān)模式，形成PWM波。由于磁鏈的軌跡是靠空間矢量的選擇來實現(xiàn)，因此又稱電壓空間矢量法。直接轉(zhuǎn)矩的智能控制PWM技術(shù)常規(guī)的直接轉(zhuǎn)矩PWM技術(shù)無法區(qū)別轉(zhuǎn)矩、磁鏈的非常大的偏差和相對小的偏差，這將造成電機啟動期間系統(tǒng)的停滯。而采用智能控制中的模糊控制，可以通過定子磁鏈的空間位置，由一系列偏差的正大，正小等模糊語言，根據(jù)模糊規(guī)則推出逆變器的開關(guān)模式，使系統(tǒng)性能改善。雙PWM控制技術(shù)交一直一交電壓型逆變器是目前最廣泛使用的型式，但常對電網(wǎng)構(gòu)成諧波污染。目前雙PWM控制技術(shù)的研究非?；钴S，即由PWM整流器和PWM逆變器組成的雙PWM變頻器無須任何附加電路就可使電網(wǎng)側(cè)的輸入電流接近正弦波，使系統(tǒng)的功率因數(shù)約為1，徹底消除網(wǎng)側(cè)的諧波污染，并實現(xiàn)了四象限運行。自從1956年第一只晶閘管的問世，電力電子技術(shù)作為電子技術(shù)的一個分支建立以來，電力電子技術(shù)已取得了令人注目的發(fā)展，早期的半控型電力電子器件SCR已逐漸被全控型半導(dǎo)體器件所代替，并發(fā)展出了多種高電壓、大電流、快速(高頻)、驅(qū)動簡單、復(fù)合化和智能化的功率半導(dǎo)體開關(guān)器件。例如，單極型器件有功率。雙極型全控器件有[3]:GTR、達林頓管、GTO等。復(fù)合器件有IGBT，MCT，MGT，sITH等。近幾年發(fā)展的智能型功率器件IPM，SMARTFET，TOPSwctih等。其中場效應(yīng)晶體管作為一種電壓控制型多子器件，具有快速、安全工作區(qū)大、容易驅(qū)動的特點，因此，近些年來復(fù)合型器件被廣泛應(yīng)用在高頻開關(guān)和電機控制中，并隨著生產(chǎn)工藝和制造技術(shù)的發(fā)展，性能不斷被改進。例如MOSFET的通態(tài)內(nèi)阻不斷減小，新的MOSFET通態(tài)內(nèi)阻不僅比PN結(jié)的正向好，甚至比肖特基二極管的正向內(nèi)阻還小，己成為最佳的整流器件之一。以MOSFET為基礎(chǔ)的復(fù)合型器件IGBT、EIGT、MER(固態(tài)繼電器)、FETKEY(MOSFET+SCHOTTKY)等器件耐壓不斷增加，電流逐漸增大。如目前IGBT耐壓已達到450V以上，EIGT已有4500v/1000A的產(chǎn)品。同時由于電壓控制型器件的應(yīng)用，使功率開關(guān)管的驅(qū)動電路大大簡化，例如IGBT器件的門極驅(qū)動電路比雙極型晶體管的基極驅(qū)動電路所用的元器件要小得多，而且，所需要的驅(qū)動功率也比雙極型晶體管的基極驅(qū)動電路的要少很多，從而使將驅(qū)動電路和功率開關(guān)管集成在同一芯片或模塊中成為可能，并且經(jīng)過了近些年來的發(fā)展，功率電子器件制造公司以推出了多種有智能特性的復(fù)合器件或模塊，例如SMARTFET和護M，它們內(nèi)部不僅集成了各種自保護功能，也將控制芯片集成在里面。其中SMARTFET是采用了微電子工藝集成的器件，IPM是一種智能功率模塊。從電力電子器件的發(fā)展歷程，我們可以看出電力電子器件正在向高耐壓、大電流、小的正向內(nèi)阻、智能化的電壓控制型器件發(fā)展。在大功