交流电机vf协调控制变频调速系统的设计论文.doc

. PAGE . 第一章 绪论 第一节 电力电子技术概述 一、电力电子技术的形成与发展 电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体来说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术的诞生是以20世纪50年代美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的，是20世纪后半叶诞生并发展起来的一门崭新的技术。可以预见，在21世纪电力电子技术将以更迅猛的速度发展。 其实，早在晶闸管出现以前，用于电力变换的电子技术就已经存在了。晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎明期。1904年出现了电子管，它能在真空中对电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开了电子技术之先河。后来，出现了水银整流器，在30年代到五十年代，是水银整流器发展迅速并大量应用的时期。它广泛应用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流输电。 1947年，美国著名的贝尔实验发明了晶体管，引发了电子技术的一场革命。最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。 70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展 。 二、电力电子器件的分类 按照电力电子器件能被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为以下三类： (一) 不可控器件 不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件，这类器件不需要驱动电路，如电力二极管。这类器件只有两个端子，器件的导通和关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。 (二) 半控型器件 通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件，这类器件主要是晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件，器件的关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。 (三) 全控型器件 通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件称为全控型器件，由于和半控型器件相比，可以由控制信号控制其关断，因此又称自关断器件。这类器件品种很多，目前最常用的是绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar Transistor-IGBT）和电力场效应晶体管（Power MOSFET,简称电力MOSFET），在处理兆瓦级大功率电能的场合，门极可关断晶闸管（Gate-Turn-Off Thyristor――GTO）应用也较多。 三、电力电子技术的特点及应用 控制理论广泛应用于电力电子技术中，它使电力电子装置和系统的性能不断满足人们日益增长的各种需求。电力电子技术可以看成是弱电控制强电的技术，是弱电和强电之间的接口。而控制理论则是实现这种接口的一种强有力的纽带。另外，控制理论和自动化技术密不可分，而电力电子装置则是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。 对于不可控器件其结构和原理简单，工作可靠，所以直到现在电力二极管仍然大量应用于许多电气设备当中，特别是快恢复二极管和肖特基二极管，仍分别在中、高频整流和逆变，以及低压高频整流的场合，具有不可替代的地位。对于半控型器件（晶闸管）虽然在20世纪80年代其地位已开始被各种性能更好的全控型器件所取代，但是由于其能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。而对全控型器件的出现将电力电子技术带入了一个崭新时代，因为可以随时控制其开通和关断，全控型器件的应用得以迅速普及。 下面我们将简单介绍一下电力电子技术的应用。 1 一般工业 工业中大量应用各种交直流电机。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电动机的调速性能大大提高，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。 2 交通运输 电气化铁道和电动机车等离不开电力电子技术。 3 电力系统 变流装置广泛采用电力电子技术。 4 电子装置用电源 5 家用电器 6 其他 不间断电源（UPS）在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，而这都离不开电力电子技术。 总之，电力电子技术的应用十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。 第二节 Intel 16位单片机概述 一、单片机的发展简史 1974 年,美国仙童(Firchild)公司研制的世界第一台单片微型机F8.该机有两块集成电路芯片组成,结构奇特,具有与众不同的指令系统,深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视.从此,单片机开始迅速发展,应用