基于SPWM变频调速系统的毕业设计.doc

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基于SPWM变频调速系统的毕业设计

目录

TOC\o1-3\h\z\u摘要 i

Abstract ii

1绪论 1

1.1变频调速技术简介 1

1.2变频器的发展现状和趋势 2

1.2.1变频器的发展现状 2

1.2.2变频器技术的发展趋势 2

1.3研究的目的与意义 3

1.4本次设计方案简介 4

1.4.1变频器主电路方案的选定 4

1.4.2系统原理框图及各部分简介 5

1.4.3选用电动机原始参数 6

2交流异步电动机变频调速原理 7

2.1三相异步电机工作的基本原理 7

2.1.1异步电机的等效电路 7

2.1.2异步电动机的转矩 8

2.1.3异步电动机的机械特性 9

2.1.4异步电机变频调速原理 11

3变频器主电路设计 12

3.1主电路的工作原理 12

3.1.1主电路各部分的设计 12

3.1.2变频器主电路设计的基本工作原理 13

3.2主电路参数计算 16

3.3IGBT及驱动模块介绍 17

3.3.1IGBT简介及驱动要求 17

3.3.2EXB840的部结构 19

3.3.2采用EXB840的IGBT驱动电路 20

4控制回路设计 21

4.1驱动电路设计 21

4.1.1SPWM调制技术简介 21

4.1.2SPWM波生成芯片特点和引脚功能 23

4.2保护电路 24

4.2.1过、欠压保护电路设计 24

4.2.2过流保护设计 26

4.3控制系统的实现 27

5变频器软件设计 29

5.1流程图 29

5.2SA4828的编程 29

5.2.1初始化寄存器编程 29

5.2.2控制寄存器编程 32

5.3程序设计 33

6变频器用MATLAB/SIMULINK仿真 42

6.1MATLAB/SIMULINK简介 42

6.2基于SPWM变频调速系统的仿真 43

总结 48

参考文献 49

致谢 50

交流异步电动机变频调速系统设计

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1绪论

1.1变频调速技术简介

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。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。

所谓变频就是利用电力电子器件(如功率晶体管GTR、绝缘栅双极型晶体管IGBT)将50Hz的市电变换为用户所要求的交流电或其他电源。它分为直接变频(又称交-交变频)，即把市电直接变成比它频率低的交流电，大量用在大功率的交流调速中;间接变频(又称交-直-交变频)，即先将市电整流成直流，再变换为要求频率的交流。它又分为谐振变频和方波变频。前者主要用于中频加热，方波变频又分为等幅等宽和SPWM变频。常用的方法有正弦波(调制波)与三角波(载波)比较的SPWM法、磁场跟踪式SPWM法和等面积SPW