【正文】 量約占拖動總?cè)萘康陌顺梢陨?，因此了解異步電動機的調(diào)速原理十分重要。 額定電流Ie=，轉(zhuǎn)速ne=2880/min。這些信號經(jīng)過光電隔離后去驅(qū)動開關(guān)管的關(guān)斷。電流電壓檢測：一般在中間直流端采集信號，作為過壓，欠壓，過流保護信號。逆變電路：逆變部分將直流電逆變成我們需要的交流電。它可以使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近1。整流電路：整流部分將交流電變?yōu)槊}動的直流電，必須加以濾波。 系統(tǒng)原理框圖系統(tǒng)各組成部分簡介：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。由于交直交型變頻器是目前廣泛應用的通用變頻器，所以本次設計中選用此種間接變頻器，在交直交變頻器的設計中，雖然電流型變頻器可以彌補電壓型變頻器在再生制動時必須加入附加電阻的缺點，并有著無須附加任何設備即可以實現(xiàn)負載的四象限運行的優(yōu)點，但是考慮到電壓型變頻器的通用性及其優(yōu)點，在本次設計中采用電壓型變頻器。由于電壓型變頻器是作為電壓源向交流電動機提供交流電功率，所以其主要優(yōu)點是運行幾乎不受負載的功率因數(shù)或換流的影響，它主要適用于中、小容量的交流傳動系統(tǒng)。它根據(jù)直流部分電流、電壓的不同形式，又可分為電壓型和電流型兩種：（1）電流型變頻器電流型變頻器的特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感器作為儲能環(huán)節(jié)來緩沖無功功率，即扼制電流的變化，使電壓波形接近正弦波，由于該直流環(huán)節(jié)內(nèi)阻較大，故稱電流源型變頻器。但這種控制方式?jīng)Q定了最高輸出頻率只能達到電源頻率的1/3～1/2,所以不能高速運行。由于中間不經(jīng)過直流環(huán)節(jié)，不需換流，故效率很高。靜止式變頻器從變換環(huán)節(jié)分為兩大類：交直交變頻器和交交變頻器。 本次設計方案簡介 變頻器主電路方案的選定變頻器最早的形式是用旋轉(zhuǎn)發(fā)電機組作為可變頻率電源，供給交流電動機?？傊?，交流電機調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，特別是變頻器傳動本身固有的優(yōu)勢，必將使之應用于社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，以體現(xiàn)出不同的功能，達到不同的目的，收到相應的效益。能完成各種復雜信號和信息處理的集成芯片的出現(xiàn)，如能產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號的專用集成電路以及各種單片機和計算機系統(tǒng)用的微處理器和接口芯片的大量問世，為高質(zhì)量的控制創(chuàng)造了良好的條件。由于交流調(diào)速不斷顯示其本身的優(yōu)越性和巨大的社會效益，使變頻器具有越來越旺盛的生命力。但是由于直流電動機本身有機械換向器，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)模的不斷擴大，對生產(chǎn)的連續(xù)性和流程化的要求愈來愈高，發(fā)展電機的調(diào)速技術(shù)已經(jīng)是勢在必行了。作為動力的鼠籠電動機，是不需要調(diào)速的。逆變環(huán)節(jié)為三相SPWM逆變方式。 本設計所設計的題目屬于間接變頻調(diào)速技術(shù)。前者主要用于中頻加熱，方波變頻又分為等幅等寬和SPWM變頻。間接變頻(又稱交直交變頻)，即先將市電整流成直流，再變換為要求頻率的交流。關(guān)鍵字:變頻調(diào)速，正弦脈寬調(diào)制，控制，SA4828波形發(fā)生器中南大學工程訓練設計目錄摘 要 i 研究的目的與意義 1 2 變頻器主電路方案的選定 2 系統(tǒng)原理框圖及各部分簡介 3 選用電動機原始參數(shù) 42交流異步電動機變頻調(diào)速原理及方法 5 異步電機變頻調(diào)速原理 5 變頻調(diào)速的控制方式及選定 6 比恒定控制 6 其它控制方式 113變頻器主電路設計 13 主電路的工作原理 13 主電路各部分的設計 13 . 采用EXB840的IGBT驅(qū)動電路 154控制回路設計 16 驅(qū)動電路設計 16 保護電路 16 過、欠壓保護電路設計 16 過流保護設計 18 控制系統(tǒng)的實現(xiàn) 195變頻器軟件設計 22 流程圖 22 程序設計 23總結(jié) 33參 考 文 獻 34 1 中南大學工程訓練設計所謂變頻就是利用電力電子器件(如功率晶體管GTR、絕緣柵雙極型晶體管IGBT)將50Hz的市電變換為用戶所要求的交流電或其他電源。本文在控制上采用恒控制，同時，軟件程序使得參數(shù)的輸入和變頻器運行方式的改變極為方便，新型集成元件的采用也使得它的開發(fā)周期短。中南大學工程學來設計中南大學《工程訓練》——設計報告設計題目：異步電機的變頻調(diào)速指導老師：黎群輝設 計 人：馮露學 號：0909092117專業(yè)班級：自動化0906班設計日期：2012年9月交流異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)設計摘要近年來,交流電機變頻調(diào)速及其相關(guān)技術(shù)的研究己成為現(xiàn)代電氣傳動領(lǐng)域的一個重要課題,并且隨著新的電力電子器件和微處理器的推出以及交流電機控制理論的發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)還將會取得巨大進步。本文對變頻調(diào)速理論，逆變技術(shù)，SPWM產(chǎn)生原理進行了研究，在此基礎上設計了一種新型數(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，同時采用EXB840構(gòu)成IGBT的驅(qū)動電路，整流電路采用二極管，可使功率因數(shù)接近1，并且只用一級可控的功率環(huán)節(jié)，電路結(jié)構(gòu)比較簡單。另外，本文對SA4828三相SPWM波發(fā)生器的使用和編程進行了詳細介紹，完成了整個系統(tǒng)控制部分的軟硬件設計。它分為直接變頻(又稱交交變頻)，即把市電直接變成比它頻率低的交流電，大量用在大功率的交流調(diào)速中。它又分為諧振變頻和方波變頻。常用的方法有正弦波(調(diào)制波)與三角波(載波)比較的SPWM法、磁場跟蹤式SPWM法和等面積SPWM法等。它主要包括整流部分、逆變部分、控制部分及保護部分等。 研究的目的與意義在工業(yè)發(fā)展的初級階段，人們主要使用集中傳動。它只需要滿足各種生產(chǎn)條件對它提出的起動和穩(wěn)速運行的要求就可以，調(diào)速的任務是由皮帶和齒輪來完成。直流調(diào)速系統(tǒng)，由于其良好的調(diào)速性能，很長的時期內(nèi)在調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)首位。隨著交流傳動電動機調(diào)速的理論問題的突破和調(diào)速裝置(主要指變頻器)性能的完善，交流電動機調(diào)速系統(tǒng)的性能差的缺點已經(jīng)得到了克服，目前，交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)可以和直流系統(tǒng)相媲美，甚至可以超過直流系統(tǒng)。各種性能優(yōu)越的新型電力半導體器件的出現(xiàn)，如既能控制導通又能控制關(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)動電壓功率小和驅(qū)動線路簡單，又有雙極性功率晶體管導通飽和壓降小優(yōu)點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)動電路和過壓、過流等保護電路的智能型功率模塊IPM等器件的應用，不僅使交流調(diào)速系統(tǒng)控制裝置體積小，效率高，而且還更容易實現(xiàn)各種功能復雜但在結(jié)構(gòu)上簡單的控制方案，更加充實和推動了變頻器理論的進一步發(fā)展。建立在電機統(tǒng)一理論和機電一體化理論基礎上的各種先進控制方案，通過快速檢測電流實現(xiàn)PWM控制的變頻技術(shù)，通過直接控制轉(zhuǎn)矩來快速控制轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速自調(diào)整技術(shù)，以及具有很強抗干擾能力的變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)等等，都極大地豐富了電機調(diào)速領(lǐng)域的內(nèi)容。因此，本論文通過對變頻器的研究，對于交流變頻調(diào)速系統(tǒng)理論的應用，有著實際的意義和一定的應用價值。隨著電力半導體器件的發(fā)展，靜止式的變頻電源成為了變頻器的主要形式。：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。因而多用于低速大功率系統(tǒng)中，如回轉(zhuǎn)窯、軋鋼機等。：交直交變頻器是先把工頻交流通過整流器變成直流，然后再直流變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱間接變頻器，交直交變頻器是目前廣泛應用的通用變頻器。（2）電壓型變頻器電壓型變頻器的特點是中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容器作為儲能環(huán)節(jié)來緩沖無功功率，直流環(huán)節(jié)電壓比較平穩(wěn)，直流環(huán)節(jié)內(nèi)阻較小，相當于電壓源，故稱電壓型變頻器。與之相比，電流型變頻器施加于負載上的電流值穩(wěn)定不變，其特性類似于電流源，它主要應用在大容量的電機傳動系統(tǒng)以及大容量風機、泵類節(jié)能調(diào)速中。 系統(tǒng)原理框圖及各部分簡介本文設計的交直交變頻器由以下幾部分組成。因為本設計中采用中等容量的電動機，所以采用三相380V電源。在本設計中采用三相不可控整流。濾波電路：因在本設計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。在設計中采用三相橋逆變，開關(guān)器件選用全控型開關(guān)管IGBT?？刂齐娐罚翰捎?051單片機和SPWM波生成芯片SA4828，控制電路的主要功能是接受各種設定信息和指令，根據(jù)這些指令和設定信息形成驅(qū)動逆變器工作的信號。 選用電動機原始參數(shù)在這次設計中，采用中等容量的電動機，具體數(shù)據(jù)如下：額定功率Pe=3KW，額定電壓Ue=380V。 Y接法，fe=50Hz.2交流異步電動機變頻調(diào)速原理及方法 異步電機變頻調(diào)速原理