【正文】 級驅(qū)動及保護電路構(gòu)成，其中，IGBT是GTR和MOSFET的復合，由MOSFET驅(qū)動GTR，因而IGBT具有兩者的優(yōu)點。IPM以其高可靠性，使用方便贏得越來越大的市場，尤其適合于驅(qū)動電機的變頻器和各種逆變電源，是變頻調(diào)速、冶金機械、電力牽引、伺服驅(qū)動、變頻家電的一種非常理想的電力電子器件。即使發(fā)生負載事故或使用不當，也可以保證IPM自身不受損壞。而且還內(nèi)藏有過電壓，過電流和過熱等故障檢測電路，并可將檢測信號送到CPU。系統(tǒng)對電動機運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)監(jiān)測、調(diào)速效果、動態(tài)響應的跟蹤情況都可以傳送到上位機，以表格或曲線的形式輸出，以便于觀察分析。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。其內(nèi)部配置了8KB的Flash Memory ，無須擴展外部存貯器。以CPU為核心，配以鍵盤、顯示、通訊等設(shè)備，完成對交流電動機的速度控制。因此，在改變電動機頻率時，應對電動機的電壓進行協(xié)調(diào)控制，以維持電動機磁通的恒定。如果磁通太弱，即電機出現(xiàn)欠勵磁，將會影響電機的輸出轉(zhuǎn)矩，由 （）（式中 ：電磁轉(zhuǎn)矩，：主磁通，：轉(zhuǎn)子電流，:轉(zhuǎn)子回路功率因素，：比例系數(shù))，可知，電機磁通的減小，勢必造成電機電磁轉(zhuǎn)矩的減小。同步電動機不消說，即使是異步電動機，其轉(zhuǎn)速也是取決于同步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速)的： （）式中： ——電動機的轉(zhuǎn)速，m/min——電動機的同步轉(zhuǎn)速，r/min——電動機的轉(zhuǎn)差率 s=(n1n/)=△n/ n1而同步轉(zhuǎn)速則主要取決于頻率 （）式中：——輸入頻率，Hz——電動機的磁極對數(shù)由式（）與式（）可知變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系： （）由上式可知，在電動機磁極對數(shù)不變的情況下，通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。第2章 電機變頻調(diào)速系統(tǒng) 變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。在民用生產(chǎn)中，通常用介于工控機和可編程控制器之間的單片機作為微處理器。用工業(yè)控制計算機可謂功能強大，它有極高的速度，很強的運算能力和接口功能，方便的軟件功能，但是由于成本高，體積過大，所以只用于大型的控制系統(tǒng)。 （4）無零點漂移，控制精度高 數(shù)字控制不會出現(xiàn)模擬電路中經(jīng)常遇見的零點漂移問題，無論被控量是大還是小，都可以保證足夠的控制精度。（3）靈活性和適應性。微處理器具有更強的邏輯功能，運算速度快，精度高，有大容量的存儲單元。模擬電路為了實現(xiàn)控制邏輯需要許多電子元件，使電路更復雜，采用微處理器后，絕大多數(shù)控制邏輯可通過軟件來實現(xiàn)。(7) 在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，低速段電動機的過載能力大為降低。 (5) 易于實現(xiàn)過程自動化。 (3) 起動電流低，對系統(tǒng)及電網(wǎng)無沖擊，節(jié)電效果明顯。低速時，特性靜關(guān)率較高，相對穩(wěn)定性好。其中變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實現(xiàn)過程自動化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。采用數(shù)字鎖相控制的異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)，%。（3）可以使交流調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)高性能、高精度的轉(zhuǎn)速控制。并解決了交流調(diào)速的性能指標問題，填補了直流調(diào)速系統(tǒng)在特大容量調(diào)速的空白。交流調(diào)速控制作為對電動機控制的一種手段。核心控制算法的實時完成、功率器件驅(qū)動信號的產(chǎn)生以及系統(tǒng)的監(jiān)控、保護功能都可以通過微處理器實現(xiàn)，為交流傳動系統(tǒng)的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標準化程度高， 成本低，使得微處理器組成全數(shù)字化控制系統(tǒng)達到了較高的性能價格比。目前適于交流傳動系統(tǒng)的微處理器有單片機、數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。PWM技術(shù)可分為三大類：正弦PWM、優(yōu)化PWM 及隨機PWM。目前功率半導體器件正向高壓、大功率、高頻化、集成化和智能化方向發(fā)展。計算機外圍設(shè)備和辦公設(shè)備中的各種磁盤驅(qū)動器，繪圖儀，打印機，復印機等的控制；音像設(shè)備和家用電器中的錄音機，數(shù)碼相機，洗衣機，冰箱空調(diào)，電扇等的控制，我們統(tǒng)統(tǒng)稱其為電動機的控制。在軍事和雷達天線，火炮瞄準，慣性導航，衛(wèi)星姿態(tài)，飛船光電池對太陽的控制等。復雜控制是指對電動機的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)距，電壓，電流等物理量進行控制，而且有時往往需要非常精確的控制。簡單控制是指對電動機進行啟動，制動，正反轉(zhuǎn)控制和順序控制。因此，常常通過對電動機的控制來實現(xiàn)運動控制。我國生產(chǎn)的電能60%用于電動機，電動機與人們的生活息息相關(guān)，密不可分，所以要對電動機的調(diào)速有足夠的重視。本文主要內(nèi)容是研究采用單片機89C51與SA4828芯片組成SPWM波發(fā)生電路，并結(jié)合智能功率模塊IPM，通過軟件編程控制電動機變頻調(diào)第1章 概述 電動機調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展隨著電力電子技術(shù)，計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和電力電子器件的更新?lián)Q代，變頻調(diào)速技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。交流調(diào)速緩慢的主要原因是決定電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)主要因素的交流電源頻率的改變和電動機的轉(zhuǎn)距控制都是非常困難的，使交流調(diào)速的穩(wěn)定性，可靠性，經(jīng)濟性以及效率均不能滿足生產(chǎn)要求 。盡管從1930年開始，人們就致力于交流調(diào)速系統(tǒng)的研究，然而主要局限于利用開關(guān)設(shè)備來切換主回路達到控制電動機啟動，制動和有級調(diào)速的目的。低速時，特性靜關(guān)率較高，相對穩(wěn)定性好； 調(diào)速范圍較大，精度高；起動電流低，對系統(tǒng)及電網(wǎng)無沖擊，節(jié)電效果明顯；變頻器體積小，便于安裝、調(diào)試、維修簡便，易于實現(xiàn)過程自動化；在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，低速段電動機的過載能力大為降低。在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實現(xiàn)過程自動化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。許多傳統(tǒng)的由直流電機調(diào)速系統(tǒng)拖動的工業(yè)設(shè)備改由交流變額調(diào)速系統(tǒng)拖動，從而提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了系統(tǒng)的維護費用。它們最大的不同之處主要在于交流電力拖動免除了改變直流電機電流流向變化的機械向器——整流子。所設(shè)計的系統(tǒng)實現(xiàn)了變頻調(diào)速的全數(shù)字化控制，實時性好，可靠性高?？刂齐娐酚蒑CS51系列的8051單片機最小系統(tǒng)和SA4828 三相SPWM 產(chǎn)生器及少量的擴展外圍芯片構(gòu)成，充分發(fā)揮其控制電路簡單、控制方式靈活、輸出波形優(yōu)點多的特點，結(jié)合相應的軟件，實現(xiàn)電機的調(diào)速要求?；趩纹瑱C的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 [摘要] 本文介紹了一種利用專用集成電路SA4828 設(shè)計電機變頻調(diào)速的方法。系統(tǒng)主要包括主電路與控制電路，主電路采用IPM智能功率模塊作為電機的控制。其中主要內(nèi)容包括：SA4828的特性介紹及變頻系統(tǒng)的主電路、驅(qū)動電路、保護電路、速度檢測、調(diào)速系統(tǒng)及軟件編程設(shè)計方法。[關(guān)鍵詞] 單片機 SA4828 變頻調(diào)速 SPWM 電動機 The Design of Motor VVVF System Based On MCUAbstract: This article describes a use of SA4828 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) design motor VVVF system. The system includes the main circuit and control circuit, main circuit used as the Intelligent Power Module IPM motor control. The control circuit is constituted by the MCS51 series of 8051 systems、threephase SPWM generator SA4828 and the expansion of a small number of peripheral chips. Give full play to its control circuit is simple, flexible control, the advantages of multioutput waveform characteristics, bined with appropriate software, to achieve the speed requirements of motor control. The system has alldigital VVVF control, realtime, and high reliability.Key words: MCU SA4828 VVVF SPWM MotorControl目錄引言 0第1章 概述 1 電動機調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展 1 交流調(diào)速系統(tǒng) 1 單片機控制的變頻調(diào)速 2第二章 電機變頻調(diào)速系統(tǒng) 3 系統(tǒng)調(diào)速原理 3 單片機控制的變頻調(diào)速系統(tǒng) 4 系統(tǒng)框圖 4 硬件系統(tǒng)原理圖 4第三章 系統(tǒng)主要模塊簡介與設(shè)計 6 IPM模塊 6 IPM內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 IPM的基本工作特性 6 IPM驅(qū)動電路的設(shè)計 7 IPM的選用 9 IPM相關(guān)參數(shù) 10 89C51主控制模塊 10 主要特性： 11 管腳說明： 11 振蕩器特性： 12 芯片擦除： 13 SPWM波發(fā)生模塊 13 SA4828的引腳功能 13 SA4828內(nèi)部結(jié)構(gòu) 14 SA4828初始化編程 16 其他模塊簡介 18 串口通信 18 驅(qū)動模塊 19 保護電路 20 速度反饋 22 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 21第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 23結(jié)論 26致謝語 27參考文獻 28引言對于可調(diào)速的電力拖動系統(tǒng)，工程上往往根據(jù)電動機電流形式分為直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩類。 20世紀70年代后，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應用，使得交流電力拖動系統(tǒng)逐步具備了寬的調(diào)速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的穩(wěn)速精度、快的動態(tài)響應以及在四象限作可逆運行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面可以與直流電力拖動媲美。