【正文】 電電容、平波電容絹和6組SKIIP模塊組成。(6)對于一些特殊的應用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機的選型。 ③轉矩匹配；這種情況在恒轉矩負載或有減速裝置時有可能發(fā)生。 ②電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。(2)變頻器的負載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的性能曲線，性能曲線決定了應用時的方式方法。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。本課題主要是研究電壓型三相交流SPWM變頻技術的基本原理、實現(xiàn)方法及軟硬件設計，完成系統(tǒng)的軟硬件設計。其次，對于新型器件的應用做了說明，根據新型功率器件的特點和應用要求，設計出了逆變器的驅動電路和保護電路，使得新型功率器件的應用更加安全。本文對于逆變器供電的變頻調速系統(tǒng)進行了分析，并設計了一種以MCS51系列單片機為基礎生成的SPWM來控制逆變器的控制系統(tǒng)。 利用電機穩(wěn)定運行時，在轉差率S很小的范圍內，當磁通Φ不變時，轉矩與轉差角頻率成正比的關系來實現(xiàn)電動機的較高性能調速，但其動態(tài)性能不夠。變頻調速的主要類型目前，應用較為廣泛的變頻調速系統(tǒng)主要有以下幾種： 所謂轉速開環(huán)變頻調速就是采用開環(huán)、恒壓頻比，并且?guī)У皖l電壓補償的控制方式。有關資料表明，采用變頻調速技術確實能夠取得非常明顯的節(jié)能、增產、提高產品質量的效果，節(jié)電率一般在10%~30%，有的高達40%，更重要的是生產中一些技術難點也得到解決。與之配套的功率器件冷卻方式的改變（如冷水、蒸發(fā)冷卻和熱管），也有利于整機體積的減小。（3） 進一步增加器件的集成度，縮小變頻裝置整體的尺寸，更加提高系統(tǒng)可靠性。（2） 進一步提高變頻器的功率因素，降低網側和負載側的諧波，以減少對電網的污染和電動機的轉矩脈動?；诂F(xiàn)代理論的有滑模變結構技術、模型參考自適應技術、采用微奈奎斯特陣列設計方法等；基于自能控制思想上網模糊控制、神經元網絡 、專家系統(tǒng)和各種各樣的自優(yōu)化、自診斷技術等。鑒于這兩方面，未來變頻調速技術的發(fā)展方向主要有以下幾點：（1） 各種控制方法的深入研究和實現(xiàn)，進一步提高變頻調速性能。功率級部分是解決高電壓、大電流方面的技術問題和新型電力電子器件的應用技術問題。 變頻調速技術的發(fā)展方向 交流變頻調速技術是強、弱電混合，機電一體化的綜合性技術。 (3) 相關配套產業(yè)及行業(yè)落后。 (2) 變頻器產品所用半導體功率器件的制造業(yè)幾乎是空白。(1) 變頻器的整機技術落后，國內雖有很多單位投入了一定的人力、物力，但由于力量分散，并沒有形成一定的技術和生產規(guī)模。國內交流變頻調速技術產業(yè)狀況表現(xiàn)如下:而這方面產品在諸如抽水蓄能電站機組起動及運行、大容量風機、壓縮機和軋機傳動、礦井卷場方面有很大需求。國內現(xiàn)狀(4) 基礎工業(yè)和各種制造業(yè)的高速發(fā)展，變頻器相關配套件社會化、專業(yè)化生產。 (1) 市場的大量需求。在小功率交流變頻調速技術方面，日本富士BJT變頻器最大單機容量可達700 kVA，IGBT變頻器已形成系列產品，其控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)全數字化。在大功率無換向器電機變頻調速技術方面，意大利ABB公司提供了單機容量為6萬kW的設備用于抽水蓄能電站。 變頻調速是一種經典的交流電動機調速方法，交流電動機采用變頻調速技術不僅能夠實現(xiàn)無級調速，而且可以根據負載的不同，通過適當調節(jié)電壓和頻率的關系，使電機始終在高效率區(qū)運行，并且保證良好的動態(tài)性能，因而被廣泛使用。 近10年來，隨著電力電子技術、計算機技術、自動控制技術的迅速發(fā)展，電氣傳動技術正發(fā)生著交流調速取代直流調速和計算機數字控制技術取代模擬控制技術的革命。國內許多合資公司生產當今國際上最先進的變頻調速產品，國內的成套部分在自行設計制造成套裝置中采用外國進口公司和合資企業(yè)的先進設備，自己開發(fā)應用軟件，能為國內外重大工程項目提供一流的電氣傳動控制系統(tǒng)。隨著改革開放，經濟高速發(fā)展，變頻調速產品形成了一個巨大的市場，它既對國內企業(yè)，也對外國公司敞開。長期以來，交流電的頻率一直是固定的，變頻調速技術的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。變頻調速是交流調速的基礎和主干內容。在恒轉矩調速時，低速段電動機的過載能力大為降低?！　?6)易于實現(xiàn)過程自動化?！　?4)　(3)調速范圍較大，精度高。調速時平滑性好，效率高。變頻器可以將原先固定的電壓和頻率的交流電源轉換為可調電壓和可調頻率的交流源，所以變頻器已經成為當今交流調速的核心部件。其中變頻調速具有絕對的優(yōu)勢，并且他的調速性能和可靠性不斷完善，價格不斷降低。s efficiency is low. SCM using puter control the exchange of asynchronous motor Frequency Control System that has greatly simplified control circuit, the use of SPWM (SPWM) drive, the system has improved efficiency. Induction Motor Frequency Control, in the actual use of pulse width modulation (PWM), and pleted FM Surge two functions. To achieve singlechip microprocessor (PWM) to control can adjust flexibly, to simplify circuit. This design by the MCS51 series of singlechip microprocessor achives PWM control?！娟P鍵詞】電壓型三相PWM整流器；變頻調速；單片機；交流電機【ABSTRACT】 Focus is Studying SPWM threephase voltagetype AC inverter with the fundamental principles in this paper, and designing the methods and software and hardware, and plete system software and hardware. The main pletion on: basic principles of VVVF technology 2. the basic principles of Frequency Control, control scheme for the and hardware design. The main relevant knowledge: power electronics and motion control, puter control. Under normal circumstances in exchange for motor asynchronous speed machine, it39。與上述傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有如下特點：采用新型大規(guī)模專用集成電路產生脈寬調制波，使波形穩(wěn)定，精度和可靠性顯著增加。傳統(tǒng)的交流變頻調速系統(tǒng)由正弦波和鋸齒波相交產生所需的脈寬調制波實現(xiàn)恒壓額比的變頻調速控制。用單片機實現(xiàn)（PWM）來控制可使調節(jié)靈活，電路簡化。采用單片機微機控制的交流異步電動機變頻調速系統(tǒng)使起控制電路大為簡化，使用正弦脈寬調制（SPWM）驅動，系統(tǒng)效率也有所提高。涉及的主要相關知識：電力電子及運動控制、微機控制?；趩纹瑱C的交流電機變頻調速系統(tǒng)的設計【摘要】本課題主要是研究電壓型三相交流SPWM變頻技術的基本原理、實現(xiàn)方法及軟硬件設計，完成系統(tǒng)的軟硬件設計。要求完成內容主要有：變頻調速技術基本原理變頻調速基本原理控制方案確定軟件與硬件設計。在通常情況下交流異步電動機用作調速機時，它的控制電路復雜，系統(tǒng)的效率較低。交流異步電動機的變頻調速，實際中多采用脈沖寬度調制（PWM），完成調頻和調壓兩種功能。本設計采用的MCS51系列的單片微機控制PWM。這種系統(tǒng)由于采用模擬控制，設備復雜、調整困難，且控制精度低，可靠性差，因而限制了這種系統(tǒng)的應用。以單片機8031CPU為核心的全數字控制．電路簡單，調整迅速，進一步提高了控制精度。s plicated control circuits, the system39。 The traditional exchange of Frequency Control System from the intersection of a sine wave and the sawtooth PWM wave of constant pressure to achieve than the frequency for arrest control. As a result of this analog control system, equipment plex and difficult adjustment, and lowprecision control, reliability poor, thus limiting the application of such a system. With the traditional systems, this system has the following characteristics: a new type of largescale ASIC PWM wave, the wave stability, accuracy and reliability of a significant increase in SCM (8031 CPU as the core of digital control. Circuit simple to adjust quickly to further enhance the control accuracy. 【Key words】 ThreePhase PWM voltage rectifier, Frequency Control, SCM, AC motor, puter control目 錄摘要…………………………………………………………………………………………..1ABSTRACT…………………………………………………………………………………..2第一章 緒論………………………………………………………………………………..4 當前變頻調速的發(fā)展狀況及其趨勢…………………………………………………...4 設計本課題的總思路…………………………………………………………………...8 設計任務及要求………………………………………………………………………...8第二章 異步電動機變頻調速……………………………………………………………..9 變頻器…………………………………………………………………………………...9 變頻調速基本原理……………………………………………………………………..10第三章 脈寬調制技術…………………………………………………………………….12 相電壓控制PWM…………………………………………………………………........12 線電壓控制PWM………………………………………………………………………14 電流控制PWM…………………………………………………………………………15 空間電壓矢量控制PWM………………………………………………………………16 矢量控制PWM………………………………………………………………………...16 直接轉矩控制PWM…………………………………………………………………...17 非線性控制PWM………………………………………………………………………17第四章 系統(tǒng)的硬件設計…………………………………………………………………..18 系統(tǒng)工作原理…………………………………………………………………………...18 主電路的設計…………………………………………………………………………...22 光電隔離電路…………………………………………………………………………...26 過電壓保護電路………………………………………………………………………...27 8051控制電路…………………………………………………………………………...28第五章 系統(tǒng)的軟件設計…………………………………………………………………..30 單片機程序設計………………………………………………………………………...30 控制電路………………………………………………………………………………...35 最小脈沖問題分析……………………………………………………………………...35總結…………………………………………………………………………………………..36參考文獻...…………………………………………………………………………………...37第一章 緒論 當前變頻調速的發(fā)展狀況及趨勢 在交流調速中，交流電動機的調速方法有三種:變極調速、改變轉差率調速和變頻調速。變頻調速是以變頻器向交流電動機供電，并可以構成開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)。交流變頻調速的優(yōu)異特性： (1)低速時，特性靜關率較高，相對穩(wěn)定性好?！　?2)起動電流低，對系統(tǒng)及電網無沖擊，節(jié)電效果明顯。變頻器體積小，便于安裝、調試、維修簡