【正文】
存在的諸如運行中產(chǎn)生 火花、對環(huán)境要求叫 較 高、電刷易于磨損、維護麻煩等等的自身結(jié)構(gòu)上的問題促使人們不斷尋求更好的解決問題的方法。工廠里的生產(chǎn)線一般包括一個或多個可變速的電機傳動裝置 ,用于大功率傳送帶、機械手、橋式吊車、鋼材扎制生產(chǎn)線以及塑料和合成纖維生產(chǎn)線等。 關(guān)鍵詞 : 交流調(diào)速 變頻調(diào)速 IGBT CPLD PWM 交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 II Abstract In recent years, with the development of new power electronic ponent and puter technique, high performance AC Motor VVVF system has been applied extensively. More and more people are interesting in its striking effect on powersaving and flexible operating mode. First, the basic technique of speed control by frequency variation is introduced briefly , and then the development and application in our country is summarized and we should do in future。在此基礎(chǔ)上,調(diào)速系統(tǒng)主電路采用了交 直 交型電路形式,并采用 IGBT 作為主電路的功率開關(guān)器件;根據(jù) PWM 波形的生成原理 ,采用 VHDL 語言,從硬件和軟件上探討了基于 CPLD,用于 IGBT 控制的數(shù)字化 PWM 波形產(chǎn)生器的實現(xiàn)方法;根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求,選擇了轉(zhuǎn)速負反饋控制,提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定度;最后完成了相應(yīng)的電氣控制電路和直流電源的設(shè)計。交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 I 摘 要 最近幾年,隨著新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,高性能的交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用,他的顯著的節(jié)能效果和靈活的運行方式,給人們留下了深刻的印象。 本論文首先論述了變頻調(diào)速的基礎(chǔ)技術(shù),簡述了它在我國的發(fā)展和應(yīng)用以及今后在這方面應(yīng)做的工作;其次對系統(tǒng)的主電路、控制電路、電氣控制電路以及實現(xiàn)控制的軟、硬件進行了系統(tǒng)地分析,并對調(diào)速系統(tǒng)的實施方案進行了論證。 經(jīng)相關(guān)的實驗及仿真波形分析,表明該系統(tǒng)滿足預(yù)期的設(shè)計要求。 Second, the main circuit、 control circuit、 electrical control circuit and software and hardware of the control device is analyzed systematically. Based on the foregoing analyses, AC— DC— AC voltage source inverter( VSI ) and IGBT devices are selected in the main circuit . According to the generating theory of PWM wave, a new method of digital PWM wave generator based on CPLD using VHDL language is discussed from the point view of hardware and software. A rotate speed negative feedback control is adopted according to the design request of the system, which improves the system’s accuracy and stabilization. At last, the design of corresponding circuit of electric control and DC power is pleted. It is proved by design experiments and simulation waves that this design accords with the expectable requirements. Keywords: AC speed adjusting; Variancefrequency speed adjusting; IGBT;CPLD; PWM 交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 III 目 錄 第一章 前言 .............................................................................................................1 交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀 ...................................................1 變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點和發(fā)展方向 .....................................................2 相關(guān)技術(shù)分析 .........................................................................................4 本章小結(jié) .....................................................................................................5 第二章 系統(tǒng)方案論證 .........................................................................................6 系統(tǒng)主電路方案的確定 .........................................................................6 系統(tǒng)控制電路方 案的確定 .....................................................................8 系統(tǒng)電路總體框圖 ..................................................................................10 本論文所完成的任務(wù) ..............................................................................10 本章小結(jié) ..................................................................................................11 第三章 系統(tǒng)主電路設(shè)計 ......................................................................................12 主電路工作原理 ......................................................................................12 系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計與選擇 ..................................................................15 本章小結(jié) ..................................................................................................19 第四章 系統(tǒng)控制電路設(shè)計 ..................................................................................20 觸發(fā)控制回路設(shè)計 .............................................................................20 驅(qū)動電路設(shè)計 ............................................................................................30 保護電路設(shè)計 ........................................................................................32 系統(tǒng)所需直流電源設(shè)計 ..........................................................................41 本章小 結(jié) ..............................................................................................44 第五章 系統(tǒng)電氣控制線路設(shè)計 ..........................................................................45 系統(tǒng)電氣控制線路主要設(shè)計要求 ..........................................................45 電氣控制單元電路設(shè)計 ..........................................................................45 系統(tǒng)電氣控制線路原理圖 ......................................................................48 本章小結(jié) ..................................................................................................48 第六章 結(jié)論 ..........................................................................................................49 參考文獻 ..................................................................................................................50 結(jié)束語 ......................................................................................................................51 附 錄 ........................................................................................................................52 交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 1 第一章 前 言 交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀 在過去的幾十年里 ,世界范圍的工業(yè)進步的一個重要因素是工廠自動化程度的不斷提高。 50 年代以前,所有這些應(yīng)用都需要使用直流電機傳動,交流電機由于其固有的以同步或幾乎同步于電源的頻率運行,所以難以真正的調(diào)節(jié)或平滑的改變速度。一般來說,交流傳動與相當(dāng)?shù)闹绷鱾鲃酉啾韧ǔS袃r格方面的優(yōu)勢,而且具有較少維護、較小的電機尺寸和更高的可靠性。用于機床、高速電梯、測功器、礦井提升機等的傳動裝置,有更加復(fù)雜的要求,而且必須提供允許調(diào)節(jié)多個變量的靈活性,例如速度、位置、加速度和轉(zhuǎn)矩等。以前,這樣的傳動裝置幾乎全部是直流電機的應(yīng)用領(lǐng)域,并根據(jù)具體應(yīng)用的需要配置各種結(jié)構(gòu)的 ACDC 變換器。 經(jīng)過近三十年的發(fā)展,交流調(diào)速電氣傳動已上升為電氣調(diào)速的主流,正在越來越廣泛的領(lǐng)域取代傳統(tǒng)的 直流調(diào)速傳動。它以其優(yōu)異的調(diào)速和起、制動性能,高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式,成為現(xiàn)代調(diào)速傳動的主流。同時變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)無論在性能、裝置體積、設(shè)備維護還是在節(jié)能乃至環(huán)保等方面也都體現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢。多年來,國家有關(guān)部門一直致力于變頻調(diào)速技術(shù)的開發(fā)及推廣應(yīng)用,并給予重點扶持,并將推廣應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)作為風(fēng)機、水泵節(jié)能技改專項的重點投資方向。在國家經(jīng)貿(mào)委小“九五”資源節(jié)能綜合利用工作綱要中,變頻調(diào)速己被列入重點組織實施的 10