【正文】 個(gè)轉(zhuǎn)速，可在屏幕中顯示出來，與已經(jīng)變頻調(diào)速后的轉(zhuǎn)速相比，從而再進(jìn)行調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)中選擇了內(nèi)部時(shí)鐘方式和按鍵電平復(fù)位電路，來構(gòu)成單片機(jī)的最小電路。2）V ，且典型值為 5V12. AT89C52 最高工作頻率為 24MHz。1. 與 MCS52 系列產(chǎn)品指令和引腳完全兼容2. 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含 8KB 的 Flash 程序存儲(chǔ)器，可擦寫壽命為 1000次3. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)涵 256 字節(jié)的 RAM4. 具有 32 根可編程 I/O 口線5. 具有 3 個(gè)可編程定時(shí)器6. 中斷系統(tǒng)是具有 8 個(gè)中斷源、6 個(gè)中斷矢量。AT89C52 單片機(jī)屬于AT89C52 單片機(jī)的增強(qiáng)型，與 Intel 公司的 80C52 在引腳排列、硬件組成、工作特點(diǎn)和指令系統(tǒng)方面兼容?？刂破魈峁┛烧{(diào)的 PWM 調(diào)制波，控制開關(guān)管的通斷，為異步電機(jī)提供可調(diào)的交流電源，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生的故障，保持系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。電角度觸發(fā)導(dǎo)通一次，相鄰兩相的功率開關(guān)管觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)間互差 120176。每只開關(guān)管反并聯(lián) 1 只續(xù)流二極管，為負(fù)載滯后電流提供一條反饋通路。圖中電解電容同時(shí)又作為緩沖負(fù)載無功功率的儲(chǔ)能元件。逆變器的交流輸出電壓被鉗位為矩形波，和負(fù)載性質(zhì)無關(guān)。單機(jī)模式下 MC3PHAC 配置見圖 圖 單機(jī)模式下 MC3PHAC 配置圖三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)14 MC3PHAC 在三相交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用MC3PHAC 主要應(yīng)用于低成本，小功率三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它可以在惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定的運(yùn)行，特別是在家用電器、商用洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、過程控制以及泵和風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有廣泛的應(yīng)用前景。系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、調(diào)速效果、動(dòng)態(tài)響應(yīng)的跟蹤情況都可以傳送到上位機(jī)，以表格或曲線的形式輸出，以便于觀察分析。三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)13給定轉(zhuǎn)速 nO 可以用三種方式設(shè)定：鍵盤、電位器和上位機(jī)。其內(nèi)部配置了 8KB 的 Flash Memory，無須擴(kuò)展外部存貯器。 以 CPU 為核心，配以鍵盤、顯示、通訊等設(shè)備，完成對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的速度控制。三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10圖 QCA50A—100 模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 壓敏電阻的選擇壓敏電阻的額定電 壓：（） 選擇 MY31560/1 型壓敏電阻 3 個(gè)，其額定電壓為 560V，通流容量 1Ka。選擇晶體 管模塊 QCA50A—100A 三塊，作為大功率開關(guān)管。866。d在上述 導(dǎo)電方式逆變器中，我們采用“先斷后通”的方法來防止同一018相上下兩橋臂的開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通而引起直流側(cè)電壓短路，使得在通斷信號(hào)之間留有一個(gè)短暫的死區(qū)時(shí)間。Ui4VD 的波形與 形狀相同，相位一次相差 。負(fù)載阻抗角 越大， 導(dǎo)通時(shí)間4V?越長。0?)(1111 NV?所以 也是矩形波，其頻率為 的 3 倍，幅值為其 ，即 。由上分析， 的波形是幅值為1UNu的矩形波，V、M 兩相情況跟 U 相類似。2/1dUNu?當(dāng) 時(shí)，給 以導(dǎo)通信號(hào)，給 以關(guān)斷信號(hào)，則 。U、V、W 各相功率開關(guān)器件的控制規(guī)律相同，現(xiàn)rurrW012以 U 相為例。圖 三相電壓型橋式逆變電路 三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8三相電壓型 PWM 逆變電路只要實(shí)現(xiàn)功能就是將直流電壓變換成交流電壓。我這個(gè)設(shè)計(jì)中是用的上海威斯康電氣有限公司的產(chǎn)品。 濾波電容的選擇取 ，其耐壓 。(3）二極管承受的電壓： 二極管承受的最大反向電壓為線電壓的峰值，為 .=*380=931V。而我所設(shè)計(jì)的整流電路中，所給定輸入電壓是國家電網(wǎng)電壓 220v，頻率固定為 50Hz。45U2?？梢?，Ud 在 2 。 45U2。圖 三相橋式全控整流電路 二極管的 選擇 1）輸出電流的計(jì)算：選擇功率模塊時(shí)，需要考慮到電機(jī)的過載要求，其中設(shè)定 λm=，IN=89。由于整流電路原理比較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)中不再做詳細(xì)的介紹，其原理如圖 3。 整流電路整流電路是把交流電變換為直流電的電路。特性也就介于其 2 種元件之間，輸入特性有 MOSFET 的特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)容易而輸出特性具有電力晶體管的特性，具有耐高壓及放大電流的特性，并且同時(shí)具有低導(dǎo)通電壓降，其切換的速度又大大地提升，在承受短路的能力方面，更加超越了 MOSFET。目三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6前用于變頻調(diào)速的功率管有晶闡管 GTO、大功率場(chǎng)效應(yīng)管 MosⅢr 、電力晶體管 BJT、IGI 玎和智能 If； BT 模塊 IPM 等。電容 C。放電電路由晶體管 V0 和電阻 Rc 組成。電容則用來消除直流電源的紋波。圖 中的繼電器和電阻 Ra 是上電緩沖電路，主要用主電源剛上電時(shí)來抑制尖峰電壓，當(dāng)電源上電時(shí)，繼電器斷開，電源則經(jīng)過電阻 Ra 向電容充電，這樣就能達(dá)到限制上電電流的作用，一旦電壓上升到 80％以后，繼電器才閉合，這時(shí) R。在本設(shè)計(jì)中采用圖 的主電路，這也是變頻器常用的格式。能實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的裝置稱為變頻器。因此，在小功率調(diào)速系統(tǒng)中MOSFET 和 NPTIGBT 都可以作為逆變橋的開關(guān)管。另外，系統(tǒng)采用的 IR2133 驅(qū)動(dòng)電路為單電壓驅(qū)動(dòng)，MOSFET 可以在零偏壓有效關(guān)斷，無需負(fù)偏壓關(guān)斷。 逆變部分采用相匹配的晶體管，由于此系統(tǒng)應(yīng)用于小功率三相交流電機(jī)控制，晶體管可以采用 MOSFET 或者 IGBT 作為逆變?cè)?。為了適應(yīng)這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，MC3PHAC 在每次電機(jī)開啟時(shí)將提供 100ms 的脈沖到低邊晶體管，由于高邊的晶體管此時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，電機(jī)電壓仍為 0V。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，自舉電容 C 所充電壓成為一個(gè)懸浮電源，作為高壓側(cè)功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電源。 高邊自舉電路是基于正常 PWM 操作時(shí)高、低側(cè)功率開關(guān)管輪流導(dǎo)通、截止的工作。該電路基于自舉驅(qū)動(dòng)方法，采用動(dòng)態(tài)溝道技術(shù)，最大偏置電壓為1200V，IR2133 具有 6 路輸入信號(hào)和 6 路輸出信號(hào)，其中 6 路輸出信號(hào)中的 3路具有電平轉(zhuǎn)換功能，可直接驅(qū)動(dòng)高壓側(cè)的功率器件。另外 MC3PHAC 可以控制電機(jī)減速時(shí)間，進(jìn)行自動(dòng)減速控制，DC_BUS 引腳電壓超過一定值時(shí)，MC3PHAC 自行調(diào)整降速過程，避免降速過程中由于再生能量對(duì)器件造成的損壞。整流部分采用二極管整流，輸入電流和輸出電壓相位比沒有滯后，一般認(rèn)為功率因數(shù)為 1，而實(shí)際上由于諧波的存在，輸入回路的總功率因數(shù)小于 1，三相交流電壓經(jīng)整流濾波后變?yōu)橹绷麟妷簛砉┠孀儾糠质褂谩?而 在 本 設(shè) 計(jì) 中 我 用 到 的 用 來 改 變 電 動(dòng) 機(jī) 電 壓 的 是 SPWM， 它 輸 出的 波 形 很 接 近 與 正 弦 波 ， 在 下 文 中 我 將 會(huì) 對(duì) 其 進(jìn) 行 比 較 詳 細(xì) 的 說 明 。由 于 在 電 動(dòng) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 電 動(dòng) 機(jī) 的 磁 通 常 處 于 接 近 飽 和 值 ， 如 果 進(jìn) 一 步 增大 磁 通 ， 將 使 電 動(dòng) 機(jī) 鐵 心 出 現(xiàn) 飽 和 ， 從 而 導(dǎo) 致 電 動(dòng) 機(jī) 中 流 過 很 大 的 勵(lì) 磁 電 流 ，增 加 電 動(dòng) 機(jī) 的 鐵 損 耗 和 銅 損 耗 ， 嚴(yán) 重 時(shí) 會(huì) 因 繞 組 過 熱 而 損 壞 電 動(dòng) 機(jī) 。在 進(jìn) 行 電 機(jī) 調(diào) 速 時(shí) ， 通 常 需 要 考 慮 到 的 一 個(gè) 重 要 因 素 是 ， 希 望 保 持 電 機(jī)中 每 極 磁 通 量 為 額 定 值 ， 并 且 保 持 其 不 變 。 變頻可以調(diào)速這個(gè)概念，可以說是交流電動(dòng)機(jī)“與生俱來”的。因此，本論文通過對(duì)變頻器的研究，對(duì)于交流變頻調(diào)速系統(tǒng)理論的應(yīng)用，有著實(shí)際的意義和一定的應(yīng)用價(jià)值。但是由于直流電動(dòng)機(jī)本身有機(jī)械換向器，給直流調(diào)速系統(tǒng)造成一些固有的、難于解決的問題。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。作為動(dòng)力的鼠籠電動(dòng)機(jī)，是不需要調(diào)速的?？刂七^程應(yīng)用單片機(jī)已成為了一種不可抗拒的趨勢(shì)。單片機(jī)在過程控制中直接數(shù)字控制中有著顯著優(yōu)點(diǎn)，它體積小可以做成體積極小的控制器用于一些體積不大的設(shè)備和空間有限的生產(chǎn)過程、控制過程。單片機(jī)因其功能全、價(jià)格低深受歡迎，因此開發(fā)用單片機(jī)控制變頻器來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)交流調(diào)速系統(tǒng)的控制具有重要意義。Keywords：SCM ， SA4828 ， frequency control ，SPWM ， motor三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)11 緒論 概述 隨著電力電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，由變頻器組成的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)正得以廣泛應(yīng)用。 The main contents include： on SA4828 features introduced and the main circuit of the inverter system， the drive circuit， protection circuit， speed detection， speed control system and software programming design method。 System mainly consists of the main circuit and control circuit and main circuit using MC3PHAC. MC3PHAC Motorola (Motorola) the application of advanced CMOS technology， the exclusive production of threephase AC motor universal frequency conversion singlechip Intelligent controller in which the main circuit usually use AC DC make way， the first alternating current into direct current (rectifier， filter)， then DC into the adjustable frequency AC (inverter)。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速的全數(shù)字化控制，實(shí)時(shí)性好，可靠性高。驅(qū)動(dòng)電路用 MC3PHAC 芯片，MC3PHAC 是摩托羅拉(Motorola)公司生產(chǎn)的。整流部分用的是三項(xiàng)橋式整流電路，逆變電路采用的是三項(xiàng)橋式逆變電路。參考資料：[1] 劉仲如，《變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)》[M]機(jī)電技術(shù) 2022年[2] 劉震，《PLC 在三相交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速中的應(yīng)用》[M]工礦自動(dòng)化 [3] 陳炎， 《變頻器在交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用》[J]工礦自動(dòng)化 2022完 成 期 限：指導(dǎo)教師簽名： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名： 2022 年 2 月 22 日三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目 錄中文 摘要 ......................................................................................................................................I英文摘要 ....................................................................................................................................II1 緒論 ..........................................................................................................................................1 概述 ................................................................................................................................1 研究目的及意義 .....................................................................................................12 三相交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)電路的總體設(shè)計(jì) ..........................................2 變頻調(diào)速原理 ..........................................................................................................2 變頻調(diào)速系統(tǒng)電路總體設(shè)計(jì) ...........................................................................33 主電路的設(shè)計(jì) ................................................