毕业论文（设计）交流异步电动机变频调速系统设计.doc

摘要近年来,交流电机变频调速及其相关技术的研究己成为现代电气传动领域的一个重要课题,并且随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的发展,交流变频调速技术还将会取得巨大进步。本文对变频调速理论,逆变技术,SPWM产生原理进行了研究,在此基础上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统,以8051控制专用集成芯片SA4828为控制核心,采用IGBT作为主功率器件,同时采用EXB840构成IGBT的驱动电路,整流电路采用二极管,可使功率因数接近1,并且只用一级可控的功率环节,电路结构比较简单。本文在控制上采用恒控制,同时,软件程序使得参数的输入和变频器运行方式的改变极为方便,新型集成元件的采用也使得它的开发周期短。另外,本文对SA4828三相SPWM波发生器的使用和编程进行了详细介绍,完成了整个系统控制部分的软硬件设计。关键词:变频调速,正弦脉宽调制,控制,SA4828波形发生器目录摘要 i第一章概述 变频调速技术简介 5第二章交流异步电动机变频调速原理及方法 10第三章变频器主电路设计 20第四章控制回路设计 、欠压保护电路设计 27总结 31参考文献 32致谢 33序言变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速目的的技术。20世纪70年代以后,电力电子技术和微电子技术以惊人的速度向前发展,变频调速传动技术也随之取得了日新月异的进步,开始出现了通用变频器。进入90年代,通用变频器以其优异的控制性能,在调速领域独树一帜,并在工业领域及家电产品中得到迅速推广。在进入21世纪的今天,电力电子器件的基片已从Si(硅)变换为SiC(碳化硅),使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点;并制造出体积小、容量大的驱动装置;永久磁铁电动机也正在开发研制之中。在工业发展的初级阶段,人们主要使用集中传动。作为动力的鼠笼电动机,是不需要调速的。它只需要满足各种生产条件对它提出的起动和稳速运行的要求就可以,调速的任务是由皮带和齿轮来完成。随着生产规模的不断扩大,对生产的连续性和流程化的要求愈来愈高,发展电机的调速技术已经是势在必行了。直流调速系统,由于其良好的调速性能,很长的时期内在调速领域内占据首位。但是由于直流电动机本身有机械换向器,给直流调速系统造成一些固有的、难于解决的问题。。大家都知道,目前,无论哪种机械调速,都是通过电机来实现的。从大的范围来分,电机有直流电机和交流电机。由于直流机调速容易实现,性能好,因此过去生产机械的调速多用直流电动机。但直流机固有的缺点:由于采用直流电源,它的滑环和碳刷要经常拆换,故费时费工,成本高,给人们带来太大的麻烦。因此人们希望,让简单可靠廉价的笼式交流电机也像直流电动机那样调速。这样就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步式交流电机。随着电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展,出现了变频调速技术,它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式,乃至直流电机调速,而成为电气传动的中枢[1]。变频调速被认为是一种理想的交流调速方法。但如何得到一个单独向异步电动机供电的经济可靠的变频电源,一直是交流变频调速的主要课题。20世纪60年代中期,随着普通的晶闸管、小功率管的实用化,出现了静止变频装置,它是将三相的工频电源经变换后,得到频率可调的交流电。这个时期的变频装置,多为分立元件,它体积大、造价高,大多是为特定的控制对象而研制的,容量普遍偏小,控制方式也很不完善,调速后电动机的静、动态性能还有待提高,特别是低速的性能不理想,因此仅用于纺织、磨床等特定场合。它功能丰富,可以适用于不同的负载和场合,特别是进入20世纪90年代,随着半导体开关器件IGBT、矢量控制技术的成熟,