《机电传动与控制》三

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1、综合训练项目指导教师院（系、部）专业班级学号姓名日期辽宁工程技术大学《机电传动与控制》课程综合训练项目报告交流电机变频调速系统设计李建刚机械学院机电14-4班2016.12.14一、综合训练项目任务书综合训练项目交流电机变频调速系统设计目的和要求：加强对自拟控制对象的交流变频调速系统及变频器的理解；应用电气控制的基本理论和方法，解决交流电机变频调速问题；提高分析和解决实际工程问题的能力。促成“富于探索精神，具有较强的自学能力、开拓创新意识和敏锐的观察事物以及分析处理事物的能力”的目标实现。成果形式：交流电机变频调速系统设计说明书，系统整体框图、整体原理图等图纸2-3张。相关参

2、数：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，以异步电动机为控制对象设计出主电路、驱动电路、保护电路、控制回路、整流电路、检测电路等硬件部分。详细设计要求：(1)在这次设计中，采用中等容量的电动机，具体数据如下：额定功率：Pn=2.5KW；额定电压：UN=38OV；额定电流：=15.64；额定转速：〜=1450r/min;效率：T]=88%；功率因数：cos(1)=0.85；过载系数：X=2.2；电压波动：±10%;极对数：P=2。(2)供电电源：采用三相380V电源；逆变电路：采用三相桥逆变，开关器件选用全控型开关管IGBT;控制电路：

3、采用8051单片机和SPWM波生成芯片SA4828;整流电路：采用三相不可控整流；采用电压型变频器。(3)能熟练运用绘图软件绘制交流电机变频调速系统控制主电路图、控制回路图。二、指导教师评阅意见指导教师签字:三、综合训练项目设计内容1.变频调速技术简介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年代屮期，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

4、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。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1GBT、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、传感器的性能越來越高，进一步提高变频器的性能和功能己成为可能。

5、现在的变频器功能很多，操作也很方便，其寿命和可靠性也较以前有了很大的进步。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1GBT）将50Hz的市电变换为用户所耍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屮；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SP丽变频。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SPWM法等。1.1调速系

6、统的发展方向随着电力电子技术，计算机技术的不断发展和电力电子器件的更新换代，变频调速技术得到了飞速的发展。据资料显示，现在有90%以上的动力来源来自电动机。我国生产的电能60%用于电动机，电动机与人们的生活息息相关，密不可分，所以要对电动机的调速有足够的重视。我们都知道，动力和运动是可以相互转化的，从这个意义上说电动机也是最常见的运动源，对运动控制的最有效方式是对运动源的控制。因此，常常通过对电动机的控制來实现运动控制。对电动机的控制可以分为简单控制和复杂控制两大类。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可以通过继电器，可编程器件和幵关元件来实现。

7、复杂控制是指对电动机的转速，转角，转距，电压，电流等物理量进行控制，而且有时往往需耍非常精确的控制。以前，对电动机的简单控制的应用较多，但是，随着现代化步伐的前进，人们对自动化的需求也越来越高，使电动机的复杂控制逐渐成为主流，其应用领域极为广泛。在军事和雷达天线，火炮瞄准，惯性导航，卫星姿态，飞船光电池对太阳的控制等。工业方面的各种加工中心，专用加工设备，数控机床，工业机器人，塑料机械，绕线机，泵和压缩机，轧机主传动等设备的控制。计算机外围设备和办公设备中的各种磁盘驱动器，绘图仪，打印机，复印机等的控制