交流异步电动机变频调速系统毕业设计论文.doc
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交流异步电动机变频调速系统毕业设计论文,31132字摘要近年来,交流电机变频调速及其相关技术的研究己成为现代电气传动领域的一个重要课题,并且随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的发展，交流变频调速技术还将会取得巨大进步。本文对变频调速理论，逆变技术，spwm产生原理进行了研究，在此基础上设计了一种新型数字化三相spwm变频调速系统，以80...
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31132字
摘要
近年来,交流电机变频调速及其相关技术的研究己成为现代电气传动领域的一个重要课题,并且随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的发展，交流变频调速技术还将会取得巨大进步。
本文对变频调速理论，逆变技术，SPWM产生原理进行了研究，在此基础上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统，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，同时采用EXB840构成IGBT的驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控的功率环节，电路结构比较简单。
本文在控制上采用恒 控制，同时，软件程序使得参数的输入和变频器运行方式的改变极为方便，新型集成元件的采用也使得它的开发周期短。
另外，本文对SA4828三相SPWM波发生器的使用和编程进行了详细介绍，完成了整个系统控制部分的软硬件设计。
关键字:变频调速，正弦脉宽调制， 控制，SA4828波形发生器
AC INDUCTION MOTOR SPEED-ADJUSTED SYSTEM DESIGN
ABSTRACT
Recently, the research of variable frequency speed variation of AC motor and relevant technology has become an important issue in electrical drive field, with the appearance of new power electron apparatus and microprocessor and the development of the control theory, the technology of variable frequency speed variation will improve more rapidly.
This thesis has a research on these technologies: Variable Voltage Variable Frequency motor drive, inverter, and the creation principle of SPWM, Based on the results of the study, I designed a system of a new digital three phases VVVF motor drive system. It uses ASIC-SA4828 controlled by 8051 as main controlling core, it uses IGBT as power device, and uses EXB840 as drive. It uses diodes as converting circuit unit, which makes power factor close to 1. Because I only need to control inverter, the whole circuit is very simple.
I adopt the means of linear operation. At the same time, it is very convenient to input parameters or change the drive’s operating mode due to the software procedure. Moreover, owing to the advantages of the new integrated parts, it costs less time to develop this motor drive.
This thesis has also detail introduced the method of the usage and the programs of the three phases SPWM wave generator SA4828. The software and the hardware of the control part in system have been completed.
Keywords: variable frequency speed control， Sine Pulse Width Modulation (SPWM)， operation; SA4828 Wave Generator
目录
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及方法 8
2.1 三相异步电机工作的基本原理 8
2.1.1 异步电机的等效电路 8
2.1.2 异步电动机的转矩 9
2.1.3 异步电动机的机械特性 10
2.1.4 异步电机变频调速原理 12
2.2 变频调速的控制方式及选定 13
2.2.1 比恒定控制 13
2.2.2 其它控制方式 18
3变频器主电路设计 20
3.1 主电路的工作原理 20
3.1.1 主电路各部分的设计 20
3.1.2 变频器主电路设计的基本工作原理 21
3.2 主电路参数计算 24
3.3 IGBT及驱动模块介绍 25
3.3.1 IGBT简介及驱动要求 25
3.3.2 EXB840的内部结构 27
3.3.2 采用EXB840的IGBT驱动电路 28
4控制回路设计 30
4.1 驱动电路设计 30
4.1.1 SPWM调制技术简介 30
4.1.2 SPWM波生成芯片特点和引脚功能 32
4.1.3 SA4828内部结构及工作原理 33
4.2 保护电路 36
4.2.1 过、欠压保护电路设计 36
4.2.2 过流保护设计 38
4.3 控制系统的实现 39
5变频器软件设计 42
5.1 流程图 42
5.2 SA4828的编程 42
5.2.1 初始化寄存器编程 42
5.2.2 控制寄存器编程 45
5.3 程序设计 46
总结 56
参 考 文 献 57
致谢 58
参考文献
[1] 何超.交流变频调速技术.北京：北京航空航天出版社,2006.1-65.
[2] 梁昊.最新变频器标准实施和设计.北京：电力出版社，2005.125-136.
[3] 李发海，朱东起.电机学.第三版.北京：科学出版社，2001.326-395..
[4] 王晓明.电动机的单片机控制.第二版.北京:北京航空航天出版社，2007.157-182
[5] 王兆安，黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社，2007.1-165.
[6] 杜金城.电气变频调速设计技术.北京：中国电力出版社，2001.195-205.
[7] 李敬梅.电力拖动控制与技术训练.第三版.北京：中国劳动社会保障出版社，2001.401-428.
[8] 张毅刚.单片机原理和应用.北京:高等教育出版社，2007.10-115.
[9] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2001.171-201.
[10] 阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，1998.
[11] 张兆东.新型高频变频调速系统的研究[J].黑龙江纺织，2003,(03)
[12] 孙立志.PWM与数字电动机控制技术应用.北京：中国电力出版社，2008. 1-22
[13] 周志敏，周纪海，纪爱华.变频调速系统设计及维护.北京：中国电力出版社，2007.1-83.
[14] 张建军.浅谈我国变频器发展技术.科技情报发展与经济，2005.134-135.
[15] 陈伯时，陈敏逊.交流调速系统.北京：机械工业出版社，1998.5-35.
[16] 罗春民.我国变频调速技术的发展概况[J].广东科技，2007,(04)
[16] 叶斌.电力电子应用技术.北京：清华大学出版社，2006.199-236.
[18] 王占奎.交流电机变频调速的应用[J].电..
摘要
近年来,交流电机变频调速及其相关技术的研究己成为现代电气传动领域的一个重要课题,并且随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的发展，交流变频调速技术还将会取得巨大进步。
本文对变频调速理论，逆变技术，SPWM产生原理进行了研究，在此基础上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统，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，同时采用EXB840构成IGBT的驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控的功率环节，电路结构比较简单。
本文在控制上采用恒 控制，同时，软件程序使得参数的输入和变频器运行方式的改变极为方便，新型集成元件的采用也使得它的开发周期短。
另外，本文对SA4828三相SPWM波发生器的使用和编程进行了详细介绍，完成了整个系统控制部分的软硬件设计。
关键字:变频调速，正弦脉宽调制， 控制，SA4828波形发生器
AC INDUCTION MOTOR SPEED-ADJUSTED SYSTEM DESIGN
ABSTRACT
Recently, the research of variable frequency speed variation of AC motor and relevant technology has become an important issue in electrical drive field, with the appearance of new power electron apparatus and microprocessor and the development of the control theory, the technology of variable frequency speed variation will improve more rapidly.
This thesis has a research on these technologies: Variable Voltage Variable Frequency motor drive, inverter, and the creation principle of SPWM, Based on the results of the study, I designed a system of a new digital three phases VVVF motor drive system. It uses ASIC-SA4828 controlled by 8051 as main controlling core, it uses IGBT as power device, and uses EXB840 as drive. It uses diodes as converting circuit unit, which makes power factor close to 1. Because I only need to control inverter, the whole circuit is very simple.
I adopt the means of linear operation. At the same time, it is very convenient to input parameters or change the drive’s operating mode due to the software procedure. Moreover, owing to the advantages of the new integrated parts, it costs less time to develop this motor drive.
This thesis has also detail introduced the method of the usage and the programs of the three phases SPWM wave generator SA4828. The software and the hardware of the control part in system have been completed.
Keywords: variable frequency speed control， Sine Pulse Width Modulation (SPWM)， operation; SA4828 Wave Generator
目录
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及方法 8
2.1 三相异步电机工作的基本原理 8
2.1.1 异步电机的等效电路 8
2.1.2 异步电动机的转矩 9
2.1.3 异步电动机的机械特性 10
2.1.4 异步电机变频调速原理 12
2.2 变频调速的控制方式及选定 13
2.2.1 比恒定控制 13
2.2.2 其它控制方式 18
3变频器主电路设计 20
3.1 主电路的工作原理 20
3.1.1 主电路各部分的设计 20
3.1.2 变频器主电路设计的基本工作原理 21
3.2 主电路参数计算 24
3.3 IGBT及驱动模块介绍 25
3.3.1 IGBT简介及驱动要求 25
3.3.2 EXB840的内部结构 27
3.3.2 采用EXB840的IGBT驱动电路 28
4控制回路设计 30
4.1 驱动电路设计 30
4.1.1 SPWM调制技术简介 30
4.1.2 SPWM波生成芯片特点和引脚功能 32
4.1.3 SA4828内部结构及工作原理 33
4.2 保护电路 36
4.2.1 过、欠压保护电路设计 36
4.2.2 过流保护设计 38
4.3 控制系统的实现 39
5变频器软件设计 42
5.1 流程图 42
5.2 SA4828的编程 42
5.2.1 初始化寄存器编程 42
5.2.2 控制寄存器编程 45
5.3 程序设计 46
总结 56
参 考 文 献 57
致谢 58
参考文献
[1] 何超.交流变频调速技术.北京：北京航空航天出版社,2006.1-65.
[2] 梁昊.最新变频器标准实施和设计.北京：电力出版社，2005.125-136.
[3] 李发海，朱东起.电机学.第三版.北京：科学出版社，2001.326-395..
[4] 王晓明.电动机的单片机控制.第二版.北京:北京航空航天出版社，2007.157-182
[5] 王兆安，黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社，2007.1-165.
[6] 杜金城.电气变频调速设计技术.北京：中国电力出版社，2001.195-205.
[7] 李敬梅.电力拖动控制与技术训练.第三版.北京：中国劳动社会保障出版社，2001.401-428.
[8] 张毅刚.单片机原理和应用.北京:高等教育出版社，2007.10-115.
[9] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2001.171-201.
[10] 阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，1998.
[11] 张兆东.新型高频变频调速系统的研究[J].黑龙江纺织，2003,(03)
[12] 孙立志.PWM与数字电动机控制技术应用.北京：中国电力出版社，2008. 1-22
[13] 周志敏，周纪海，纪爱华.变频调速系统设计及维护.北京：中国电力出版社，2007.1-83.
[14] 张建军.浅谈我国变频器发展技术.科技情报发展与经济，2005.134-135.
[15] 陈伯时，陈敏逊.交流调速系统.北京：机械工业出版社，1998.5-35.
[16] 罗春民.我国变频调速技术的发展概况[J].广东科技，2007,(04)
[16] 叶斌.电力电子应用技术.北京：清华大学出版社，2006.199-236.
[18] 王占奎.交流电机变频调速的应用[J].电..
