【正文】 f?子回路中的各電量也都與轉(zhuǎn)差率成正比。電流電壓檢測(cè)：一般在中間直流端采集信號(hào)，作為過壓，欠壓，過流保護(hù)信號(hào)。供電電源整流電路整流電路逆變電路 電機(jī) 保護(hù)吸收電路主電路電流電壓檢測(cè)隔離驅(qū)動(dòng)8051單片機(jī)SPMN 波生成芯片主電路控制電路交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)6圖 系統(tǒng)原理框圖系統(tǒng)各組成部分簡(jiǎn)介：供電電源：電源部分因變頻器輸出功率的大小不同而異，小功率的多用單相220V，中大功率的采用三相 380V 電源。但這種控制方式?jīng)Q定了最高輸出頻率只能達(dá)到電源頻率的 1/3～1/2,所以不能高速運(yùn)行?？傊?，交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，特別是變頻器傳動(dòng)本身固有的優(yōu)勢(shì)，必將使之應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，以體現(xiàn)出不同的功能，達(dá)到不同的目的，收到相應(yīng)的效益。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)生產(chǎn)的連續(xù)性和流程化的要求愈來(lái)愈高，發(fā)展電機(jī)的調(diào)速技術(shù)已經(jīng)是勢(shì)在必行了。21世紀(jì)的電力拖動(dòng)裝置應(yīng)著重考慮：節(jié)能，變頻器能量轉(zhuǎn)換過程的低公害，使變頻器在使用過程中的噪聲、電源諧波對(duì)電網(wǎng)的污染等問題減少到最小程度。由于這些國(guó)家、地區(qū)的工業(yè)基礎(chǔ)好、制造業(yè)發(fā)達(dá)、開發(fā)生產(chǎn)能力強(qiáng)，所以他們生產(chǎn)的變頻器適應(yīng)范圍廣，生產(chǎn)己經(jīng)初具規(guī)模變頻器應(yīng)用普及率在 85%以上。 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的題目屬于間接變頻調(diào)速技術(shù)。隨著變頻器的專用大規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體開關(guān)器件、傳感器的性能越來(lái)越高，進(jìn)一步提高變頻器的性能和功能已成為可能。當(dāng)然也出現(xiàn)了滑差電機(jī)、繞線式電機(jī)、同步式交流電機(jī)。關(guān)鍵字:變頻調(diào)速；正弦脈寬調(diào)制； 控制；SA4828 波形發(fā)生器fVfV湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAC INDUCTION MOTOR SPEEDADJUSTED SYSTEM DESIGNABSTRACT：Recently, the research of variable frequency speed variation of AC motor and relevant technology has bee an important issue in electrical drive field, with the appearance of new power electron apparatus and microprocessor and the development of the control theory, the technology of variable frequency speed variation will improve more rapidly.This thesis has a research on these technologies: Variable Voltage Variable Frequency motor drive, inverter, and the creation principle of SPWM, Based on the results of the study, I designed a system of a new digital three phases VVVF motor drive system. It uses ASICSA4828 controlled by 8051 as main controlling core, it uses IGBT as power device, and uses EXB840 as drive. It uses diodes as converting circuit unit, which makes power factor close to 1. Because I only need to control inverter, the whole circuit is very simple.I adopt the means of linear operation. At the same time, it is very convenient to input parameters or change the drive’s operating mode due to the software procedure. Moreover, owing to the advantages of the new integrated parts, it costs less time to develop this motor drive.This thesis has also detail introduced the method of the usage and the programs of the three phases SPWM wave generator SA4828. The software and the hardware of the control part in system have been pleted.Keywords: variable frequency speed control， Sine Pulse Width Modulation (SPWM)， operation。 （3）第六周至第七周：交流調(diào)壓調(diào)速的原理和調(diào)壓調(diào)速的靜、動(dòng)態(tài)性能分析。 學(xué)生(簽名) 年 月 日 湖 南 工 程 學(xué) 院 應(yīng) 用 技 術(shù) 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 任 務(wù) 書 設(shè)計(jì)（論文）題目： 交流異步電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓名 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 職稱 教研室主任 一、基本任務(wù)及要求： 主要設(shè)計(jì)完成可控硅交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要完成： （1）交流調(diào)壓調(diào)速的原理和調(diào)壓調(diào)速的靜、動(dòng)態(tài)性能分析； （2）系統(tǒng)組成與工作原理； （3）主電路與控制電路設(shè)計(jì)； （4）元器件選型及參數(shù)計(jì)算； （5）軟件設(shè)計(jì)； （6）系統(tǒng)應(yīng)用與調(diào)試說明。本文對(duì)變頻調(diào)速理論，逆變技術(shù)，SPWM產(chǎn)生原理進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新型數(shù)字化三相SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)，以8051控制專用集成芯片 SA4828為控制核心，采用IGBT作為主功率器件，同時(shí)采用EXB840構(gòu)成IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，整流電路采用二極管，可使功率因數(shù)接近1，并且只用一級(jí)可控的功率環(huán)節(jié)，電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。但直流機(jī)固有的缺點(diǎn)：由于采用直流電源，它的滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換，故費(fèi)時(shí)費(fèi)工，成本高，給人們帶來(lái)太大的麻煩。這個(gè)時(shí)期的變頻裝置，多為分立元件，它體積大、造價(jià)高，大多是為特定的控制對(duì)象而研制的，容量普遍偏小，控制方式也很不完善，調(diào)速后電動(dòng)機(jī)的靜、動(dòng)態(tài)性能還有待提高，特別是低速的性能不理想，因此僅用于紡織、磨床等特定場(chǎng)合。它又分為諧振變頻和方波變頻。就變頻技術(shù)而言，目前日本、美國(guó)及法國(guó)、荷蘭、丹麥等國(guó)家可以說是齊頭并進(jìn)，不分伯仲。變頻器的制造專門化，可以使變頻器在某一領(lǐng)域的性能更強(qiáng)，如風(fēng)機(jī)、水泵用變頻器、電梯專用變頻器、起重機(jī)械專用變頻器、張力控制專用變頻器等。 研究的目的與意義在工業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段，人們主要使用集中傳動(dòng)。各種性能優(yōu)越的新型電力半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，如既能控制導(dǎo)通又能控制關(guān)斷的門極可關(guān)斷晶閘管 GTO；具有良好功率轉(zhuǎn)換效率和適于在高頻大功率情況下工作的 MOSFET；既有 MOS 管柵極驅(qū)動(dòng)電壓功率小和驅(qū)動(dòng)線路簡(jiǎn)單，又有雙極性功率晶體管導(dǎo)通飽和壓降小優(yōu)點(diǎn)的絕緣柵雙極性大功率管 IGBT；以及內(nèi)部既有大功率開關(guān)器件，又有各種驅(qū)動(dòng)電路和過壓、過流等保護(hù)電路的智能型功率模塊 IPM 等器件的應(yīng)用，不僅使交流調(diào)速系統(tǒng)控制裝置體積小，效率高，而且還更容易實(shí)現(xiàn)各種功能復(fù)雜但在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單的控制方案，更加充實(shí)和推動(dòng)了變頻器理論的進(jìn)一步發(fā)展。：它的功能是把一種頻率的交流電直接變換成另一種頻率可調(diào)電壓的交流電（轉(zhuǎn)換前后的相數(shù)相同） ，又稱直接式變頻器。與之相比，電流型變頻器施加于負(fù)載上的電流值穩(wěn)定不變，其特性類似于電流源，它主要應(yīng)用在大容量的電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)以及大容量風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能調(diào)速中。濾波電路：因在本設(shè)計(jì)中采用電壓型變頻器，所以采用電容濾波，中間的電容除了起濾波作用外，還在整流電路與逆變電路間起到去耦作用，消除干擾。定子和轉(zhuǎn)子之間在電路上沒有任何聯(lián)系， [3]。 電動(dòng)機(jī)的T形等效電路圖：——?jiǎng)?lì)磁電阻，是表征異步電動(dòng)機(jī)鐵心損耗的等效電阻；mr——?jiǎng)?lì)磁電抗，是表征鐵心磁化能力的一個(gè)參數(shù)；X——?jiǎng)?lì)磁電流；0I——機(jī)械負(fù)載的等效電阻， 在 上消耗的功率就相當(dāng)于異步電動(dòng)LR LR機(jī)輸出的機(jī)械功率；21sLr???交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)9等參數(shù)——經(jīng)過折算后的轉(zhuǎn)子參數(shù)。　，在起動(dòng)點(diǎn)上，電動(dòng)機(jī)已接通電源，但尚未起動(dòng)。因此在調(diào)速過程中， 、 的變化規(guī)律常常是關(guān)注的重點(diǎn)。使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)。06f?01%s???06(1)()fsns??Vf Vf交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)12三相交流異步電動(dòng)機(jī)在工作過程中鐵心磁通接近飽和狀態(tài)，從而使鐵心材料得到充分的利用。因此，在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí)，必須對(duì)定子電壓進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，但控制方式隨運(yùn)行頻率在基頻以下和基頻以上而不同。圖 電動(dòng)機(jī)低于額定轉(zhuǎn)速方向調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性從圖 中可以看出，當(dāng)電動(dòng)機(jī)向低于額定轉(zhuǎn)速 方向調(diào)速時(shí),曲線近似平行地下0n降，減速后的電動(dòng)機(jī)仍然保持原來(lái)較硬的機(jī)械特性；但是臨界轉(zhuǎn)矩卻隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降而逐漸減小，這就是造成了電動(dòng)機(jī)負(fù)載能力的下降。轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償法的原理是：針對(duì)頻率 降低時(shí)，電源電壓 成比例地降低引起的fU的下降過低，采用適當(dāng)?shù)奶岣唠妷?的方法來(lái)保持磁通量 恒定，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩回UUm?升，因此，有些變頻器說明書又稱它為轉(zhuǎn)矩提升（Torque Boost） 。造成這種現(xiàn)象的原因是：當(dāng)頻率 升高時(shí)，電源電壓不可能相應(yīng)升高。它是解決 控制靜態(tài)性能較差的一種有效方法。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡(jiǎn)潔明了的系Vf VfVf Vf交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)17統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。VfVfVf Vf交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)18第 3 章 變頻器主電路設(shè)計(jì) 主電路的工作原理變頻調(diào)速實(shí)際上是向交流異步電動(dòng)機(jī)提供一個(gè)頻率可控的電源。當(dāng) 充電到一定程度，使 閉合，將限流電阻短路。選用逆變開關(guān)管 組成三相逆變橋，將直流電逆變成頻率可調(diào)的交流電，逆61V?變管在這里選用 IGBT?？墒钱?dāng)逆變管關(guān)斷時(shí)，該電阻又會(huì)阻止電061R?容的充電，為了解決這個(gè)矛盾，在電阻兩端并聯(lián)二極管（ ） ，使電容充電時(shí)061VD?交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)20避開電阻，通過二極管充電。1S4abU2S3abU由于開關(guān) ～ 的輪番通斷，從而將直流電壓 逆變成了交流電壓 。根據(jù)該規(guī)律可得 、 、VUu?WUu? 所示。眾所周知，構(gòu)成 IGBT 的 MOSFET 和 BJT 各有其優(yōu)缺點(diǎn)。(1)隨著柵極正向電壓 的增加，通態(tài)壓降減小， 固定GEUGEU?不變時(shí)，通態(tài)壓降隨集電極電流增大而增大，開通損耗隨結(jié)溫升高而增大。正向柵極驅(qū)動(dòng)電壓幅值的選取應(yīng)同時(shí)考慮在額定運(yùn)行條件下和一定過載情況下器件不退出飽和的前提，正向柵極電壓越高，則通態(tài)壓降越小，通態(tài)損耗也就越小。為了縮短器件的關(guān)斷時(shí)間，關(guān)斷過程中應(yīng)盡快放掉柵極輸入電容上的電荷。柵極電阻 對(duì) IGBT 的開關(guān)時(shí)間有直接的影響。采用光耦器件隔離時(shí)，應(yīng)選用高的共模噪聲抑制器件，能耐高電壓變化率。當(dāng)出現(xiàn)過流時(shí)，無(wú)論此時(shí)有無(wú)輸入信號(hào)，都應(yīng)無(wú)條件地，二極管的反向恢復(fù)、分布電容及關(guān)斷吸收電路等都會(huì)在ditdit交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)25IGBT 開通時(shí)造成尖峰電流，驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具備抑制這一瞬時(shí)過流的能力，在尖峰電流過后，應(yīng)能恢復(fù)正常柵壓，保證電路的正常工作。 EXB840的引腳圖R`低低低低低低低低低低低低A1415 1234569VST`(+)()低低低低低低低低低低低低低低低(低低低) 低低低低(低低低低低低低低低)低低低低低低低低低(+20V)低低低低低低低低低低低低低低低低低低(0V)交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)