【正文】 時(shí)保持 不變 ，是 借助 微處理器 的數(shù)字信號(hào)控制 模擬電路 的一種 可行 的技術(shù)。 矢量控制方式的基本思想是：參考直流電機(jī)的 調(diào)速，讓控制感應(yīng)電機(jī)也可以像直流電機(jī)一樣控制來(lái)兩個(gè)獨(dú)立的調(diào)速，將矢量分為無(wú)速度控制和有速度控制或者所閉環(huán)轉(zhuǎn)矩矢量控制。 （ 2）具有固定磁通功能的 V/F 變頻器 使用反饋磁通的方式使得感應(yīng)電機(jī)的三相正弦電流產(chǎn)生一個(gè)空間的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這樣就會(huì)有一個(gè)固定的電磁轉(zhuǎn)矩，這是為了解決經(jīng)典 V/F 變頻器在 V/F 值上調(diào)整苦難這一個(gè)問(wèn)題，這樣控制方式我們叫做磁鏈跟蹤控制。 psf /)1(60n ?? （ ） 變頻器的控制方式有下面兩大類(lèi)： V/F 變頻器 （ 1）市場(chǎng)上常用的 V/F 變頻器采用的是開(kāi)環(huán)的控制方式。主電路主要是為感應(yīng)電機(jī)提供變頻電源的控制信號(hào)，有三個(gè)部分：平波、逆變和整流電路 。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 基于單片機(jī)的感應(yīng)電機(jī) PWM 變頻調(diào)速的基本原理 變頻調(diào)速基本原理 變頻器基本結(jié)構(gòu) 變頻器可以分為四個(gè)部分，如圖 21 所示。而單片機(jī) 微型處理器 就是 不一樣 的數(shù)字信號(hào)處理芯片 ，雖然 單片機(jī)的 芯片 體積 很小，但是 內(nèi)部的 集成度 是 很高 的 ，這樣一個(gè)很小芯片集成了上億個(gè)晶體管，不僅 可以完成定時(shí) 功能 、中斷 功能 、通信 功能 、采樣 功能 等等 ，還能實(shí)現(xiàn)與其他微型處理器的交互運(yùn)行 ， 其本質(zhì) 就是一個(gè)微型 的 計(jì)算機(jī) 控制芯片。 在 工業(yè) 應(yīng) 用 中的 計(jì)算機(jī) 一 般采用的是 PC 機(jī)，當(dāng)采用多核處理器時(shí)，該計(jì)算機(jī)具有 運(yùn)行速度 很快，能夠?qū)崿F(xiàn)在線(xiàn)實(shí)時(shí)控制 ， 同時(shí)，還 可以很方便的 進(jìn)行 軟件測(cè)試 。 單片機(jī)作為一種數(shù)字 處理器 ，它 的控制方法 以及控制策略都是 由 設(shè)計(jì)人員事先編寫(xiě)程序 軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 以上這些優(yōu)點(diǎn)使得單片機(jī) 能夠?qū)崿F(xiàn) 現(xiàn)代設(shè)備較為 復(fù)雜的控制 算法 。 （ 3） 單片機(jī)數(shù)字化 能夠 很容易的 完成較為復(fù)雜的 邏輯和算術(shù) 控制功能。 采用 數(shù)字單片機(jī) 微處理器 實(shí)現(xiàn)某個(gè) 邏輯控制 ， 我們只需要通過(guò) 軟件 寫(xiě)一個(gè)行代碼即可 實(shí)現(xiàn)。 微處理器 ，包括了單片機(jī)在內(nèi)，逐漸在 代替 傳統(tǒng)的 模擬電路 來(lái) 用作 交流電機(jī)和直流 電機(jī)的控制器， 單片機(jī) 具有以下特點(diǎn)： （ 1） 程序代碼能夠大大 簡(jiǎn)化 實(shí)際電路裝置 。 就計(jì)算 機(jī) 控制 技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況而言，微處理器是目前作為工業(yè)控制 應(yīng)用中 最理想的機(jī)型，它是采用計(jì)算機(jī) 數(shù)字控制 技術(shù)、按照 設(shè)計(jì)人員 事先編好 的 并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)部 的 一段程序 代碼 來(lái)完成設(shè)備的 的相應(yīng) 操作控制 [7,8]。后來(lái)，依據(jù)交流電機(jī)的特性，完成了傳統(tǒng)交流電機(jī)的一種新的調(diào)速方式，是通過(guò)轉(zhuǎn)子回路串電阻完成分段的調(diào)速控制，這種調(diào)速方式很耗能，而且裝置性能不好，技術(shù)落后，存在很多的問(wèn)題，所以使得異步電機(jī)在市場(chǎng)上不能得到大面積的推廣。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 課題研究的意義 在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域上廣泛采用交流異步電機(jī)，因?yàn)樵撾姍C(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，檢修方便，但是隨著現(xiàn)在工農(nóng)業(yè)的不斷改進(jìn)，需要電機(jī)完成更多的功能，好多的領(lǐng)域都需要電機(jī)可 以根據(jù)不同的負(fù)載等情況自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行的轉(zhuǎn)矩和速度等等。 （ 3）自動(dòng)控制理論和微電子的發(fā)展。 （ 2）大容量器件發(fā)展。 國(guó)外的交流變頻調(diào)速技術(shù)在高速發(fā)展下存在以下特點(diǎn) [2]： （ 1）市場(chǎng)需求量較大。在二級(jí)電力變頻調(diào)速技術(shù) ,西門(mén)子 Simovert 產(chǎn)生了電流型晶閘管變頻調(diào)速裝置容量10 2600 kva,Simovert PGTO PWM 變頻調(diào)速裝置可用于 100 900 kva 能力 ,現(xiàn)在意識(shí)到智能控制系統(tǒng) ,用于泵傳動(dòng) ,電動(dòng)機(jī)車(chē) ,粉絲 ,等大型電力設(shè)備 ——交流變頻調(diào)速技術(shù) ,法國(guó)的阿爾斯通已經(jīng)可以完成單機(jī)容量 30000 千瓦的電力傳動(dòng)裝置用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)。 國(guó)外變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展概況 在大功率電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)階段 ,ABB 提供一個(gè)獨(dú)立的容量約 60000 千瓦的設(shè)備用于抽水蓄能電站。在中等容量的變頻上，我們國(guó)家主要都是采用 V/F 的控制方式，只有很少的部分使用的是矢量控制方式。 總而言之，如今處于發(fā)展中國(guó)家的我國(guó)與技術(shù)成熟先進(jìn)的一些發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)比較，我們 仍然還落后 10 到 15 左右，即使我們有較為豐富的人員，也有一定的物力，但是不夠集中。 變頻器M整流器逆波器逆變器M交流 交流 交流 直流 交流 (a) 交 交變頻器 （ b）交 直 交變頻器 圖 11 變頻器的兩大類(lèi) 余積卿： 基于單片機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī) PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 國(guó)內(nèi)外變頻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展概況 作為發(fā)展中國(guó)家的我國(guó)，在自主研發(fā)能力上與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的差距，到現(xiàn)在為止，在變頻調(diào)速的研發(fā)上我國(guó)的技術(shù)水平相當(dāng)與發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)资昵啊?而交 — 直 — 交變頻器是首先把電網(wǎng)輸出的交流電能變換成為直流電，通過(guò)中間濾波環(huán)節(jié)后，再經(jīng)過(guò)逆變器，最后轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺冾l和變壓的交流電，故被稱(chēng)為間接型變頻器。 當(dāng) 前 的 市場(chǎng)上 最 主要有兩 種 類(lèi) 型的 變頻器：交 直 交和交 交變頻器，圖 11 說(shuō)明了兩種變頻器的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)。但是越好的調(diào)速系統(tǒng)控制越復(fù)雜，變化因素也很多，而且對(duì)理論知識(shí)要求也很高，所以在系統(tǒng)設(shè) 計(jì)的時(shí)候就需要很好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自動(dòng)控制的理論基礎(chǔ)。 變頻器簡(jiǎn)介 在工業(yè)生產(chǎn)上對(duì)變頻調(diào)速要較多的要求，其中重要的因素主要有響應(yīng)的快慢、系統(tǒng)是否穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)特性是否好。 Pulse width modulation III 目 錄 中文摘要 ............................................................ I 英文摘要 ........................................................... II 目 錄 .......................................................... III 緒 論 ............................................................ 1 變頻器簡(jiǎn)介 ............................................................. 1 國(guó)內(nèi)外變頻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................... 2 國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展概況 ............................................ 2 國(guó)外變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展概況 ............................................ 2 課題研究的意義 ......................................................... 3 2 基于單片機(jī)的感 應(yīng)電機(jī) PWM 變頻調(diào)速的基本原理 ............................ 5 變頻調(diào)速基本原理 ....................................................... 5 變頻器基本結(jié)構(gòu) ...................................................... 5 變頻器調(diào)速控制方式 .................................................. 5 SPWM 控制簡(jiǎn)介 .......................................................... 6 單極性 PWM 控制方式 .................................................. 6 雙極性 PWM 控制方式 .................................................. 7 閉環(huán)控制原理 ........................................................... 7 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................................................................................ 9 主電路設(shè)計(jì) ............................................................. 9 主電路硬件結(jié)構(gòu) ...................................................... 9 三相電壓型逆變電路 .................................................. 9 AT89S52 主控制模塊 .................................................... 11 主要特性 ........................................................... 11 管腳說(shuō)明 ........................................................... 11 SPWM 波發(fā)生模塊 ....................................................... 12 SA4828 的引腳分析 .................................................. 12 SA4828 內(nèi)部結(jié)構(gòu) .................................................... 12 SA4828 初始化編程 .................................................. 14 目錄 IV 其它 模塊設(shè)計(jì) ....................................