交流异步电动机变频调速系统设计毕业论文.doc

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1、华北科技学院毕业设计(论文)交流异步电动机变频调速系统设计毕业论文目录摘要i1绪　论11.1　变频调速技术简介11.2变频器的发展现状和趋势21.2.1变频器的发展现状21.2.2变频器技术的发展趋势21.3研究的目的与意义31.4本次设计方案简介41.4.1变频器主电路方案的选定41.4.2系统原理框图及各部分简介51.4.3选用电动机原始参数62交流异步电动机变频调速原理及方法82.1三相异步电机工作的基本原理82.1.1异步电机的等效电路82.1.2异步电动机的转矩92.1.3异步电动机的机械特性102.

2、1.4异步电机变频调速原理122.2变频调速的控制方式及选定132.2.1比恒定控制132.2.2其它控制方式183变频器主电路设计203.1主电路的工作原理203.1.1主电路各部分的设计203.1.2变频器主电路设计的基本工作原理213.2主电路参数计算243.3IGBT及驱动模块介绍253.3.1IGBT简介及驱动要求253.3.2EXB840的内部结构273.3.2采用EXB840的IGBT驱动电路284控制回路设计301华北科技学院毕业设计(论文)4.1驱动电路设计304.1.1SPWM调制技术简介3

3、04.1.2SPWM波生成芯片特点和引脚功能324.1.3SA4828内部结构及工作原理334.2保护电路364.2.1过、欠压保护电路设计364.2.2过流保护设计384.3控制系统的实现395变频器软件设计425.1流程图425.2SA4828的编程425.2.1初始化寄存器编程425.2.2控制寄存器编程455.3程序设计46总结56参考文献57致谢581安徽理工大学毕业设计(论文)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

4、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

5、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，

6、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。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。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，微机控制的变频调速成为主流，调速后异步电动机的静、动态特性已经可以和直流调速相媲美。随着变频器的专用大规模集成电路、半导体开关器件、传感器的性能越来越高，进一步提高变频器的性能和功能已成为可能。现在的变频器功能

7、很多，操作也很方便，其寿命和可靠性也较以前有了很大的进步。57安徽理工大学毕业设计(论文)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

8、角波(载波)比较的SPWM法、磁场跟踪式SPWM法和等面积SPWM法等。本设计所设计的题目属于间接变频调速技术。它主要包括整流部分、逆变部分、控制部分及保护部分等。逆变环节为三相SPWM逆变方式。1.2变频器的发展现状和趋势1.2.1变频器的发展现状进入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。此外，变频技术和变频器制造己经从一般