小功率spwm变频调速系统新型驱动电路设计

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1、华北科技学院毕业设计（论文）目录设计总说明11绪论61.1研究的现状61.1.1引言61.1.2变频调速发展的条件61.1.3变频器的发展方向81.2论文研究的目的和意义81.3本文主要内容和结构安排82交流变频调速系统102.1变频调速的基本原理102.2变频调速的控制分析102.3交-直-交变频调速122.4SPWM变频调速技术152.4.1静止式SPWM间接变压变频装置162.4.2SPWM调制变频技术162.4.3单极性SPWM法172.4.4双极性SPWM法182.5SPWM控制信号的产生方法192.5.1模拟控制192.5.2数字控制202.

2、6SPWM脉宽的调制方法213硬件电路的设计233.1系统硬件电路总体结构设计233.2主要元器件选择及介绍233.2.1IGBT模块的选择233.2.2驱动芯片的选取323.2.3整流二极管和滤波电容的选取323.2.4传感器的选择33第59页共60页华北科技学院毕业设计（论文）3.3驱动电路的设计333.3.1IR2133驱动芯片的引脚功能333.3.2IR2133内部结构及其工作原理373.3.3IR2133外围电路的设计393.3.4自举电路及其元器件的选择393.4主电路的设计413.5检测电路的设计423.5.1电压检测电路423.5.2电流

3、检测电路433.5.3温度检测电路483.6控制电路的实现494软件部分的实现515结论与实验波形55参考文献56致谢58附录：系统原理图59第59页共60页华北科技学院毕业设计（论文）小功率SPWM变频调速系统新型驱动电路的设计设计总说明一、概述（一）总体任务本设计为小功率SPWM变频调速系统新型驱动电路的设计，变频调速系统有调速时平滑性好，低速时相对稳定性好，调速范围较大， 起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显， 易于实现过程自动化等优点，从而目前正被广泛应用。（二）技术标准1、输出的SPWM信号能够满足IGBT的驱动要求，使系统正常工作。2

4、、系统出现故障时能够及时封锁输出信号。3、能够检测主回路的电压和电流。4、IGBT输出信号能够使电机正常旋转并实现调速。二、论文结构安排和对系统改进的展望本论文首先简要阐述了变频调速研究的现状，论文研究的目的和意义以及结构安排。然后接着介绍变频调速的基础技术,如变频调速下电动机的机械特性、SPWM控制方法的理论依据及微机实现等。再接着介绍了设计硬件电路的设计,对整个系统的主电路、各种保护电路、控制电路及实现控制的软件都进行了系统的分析。主电路部分给出了整流、滤波、逆变器、IGBT驱动电路的外围器件各个环节的参数的计算。设计时强调了系统工作的安全性,给出了

5、具体的系统保护电路,介绍了其工作原理,并给出了比较重要的参数。控制电路以微机作为实现SPWM算法的运算核心,强调微机电机控制的实时性,及人机交互。最后对驱动电压波形的分析。实验结果表明,这些设计使系统能够可靠工作,运行状态良好,达到了设计目的。在系统应用于实际的产品中时，它还可以再做一些必要的方案改进，可以把电流电压检测电路进行模块化即做成检测板，使电路结构更简单。这样做的目的不仅可以大大的降低产品本身所用元器件的成本，而且随着集成化的处理，当检测电路有故障发生时，可以很方便的对检测部分进行更换。驱动电路作为整个系统稳定工作而必不可少的一部分，做好了驱动

6、电路就保证了系统正常运行的可靠性。第59页共60页华北科技学院毕业设计（论文）三、驱动电路的设计本设计选用IR2133驱动芯片，InternationalRectifier公司的IR2133驱动芯片的独特设计，使它可用来驱动工作在母线电压不高于600V的电路中的MOSFET和IGBT。该芯片内部集成了相互独立的3组高压侧和低压侧栅极驱动电路，特别适用于三相交流电机驱动。芯片的输入信号与TTL及CMOS电平兼容,其内部集成了独立的运算放大器，可通过外接采样电阻构成电流模拟反馈输入，且具有故障电流保护功能和欠电压保护功能,可关闭6个输出通道，同时能输出提供具

7、有锁存的故障信号FAULT,此故障信号可由FLT-CLR管脚清除。各通道良好的延迟时间匹配简化了其在高频领域的应用。四、主电路的设计本文设计的是三相交-直-交电压源型调速系统，其主电路包括整流电路，滤波电路和逆变电路。整流电路采用单相桥式不可控整流电路，滤波电路采用电解电容滤波，逆变器是由6个IGBT构成的三相全桥式逆变器，主电路结构简单易调。五、检测电路的设计本文设计的检测电路是对直流母线（电流和电压）的检测、交流侧电流的检测以及IGBT模块温度的检测。【关键词】变压变频；正弦波脉宽调制；电压型逆变器；驱动电路；IR2133第59页共60页华北科技学院

8、毕业设计（论文）SmallpowerSPWMvariablefrequencys