电机拖动课程设计--电力拖动中的SPWM

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1、信息工程系课程设计（论文） 1 信 息 工 程信 息 工 程 系系 电机拖动课程设计电机拖动课程设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 6 月 16 日 信息工程系课程设计（论文） 2 电力拖动中的 SPWM 摘要摘要：变频调速是交流调速中的发展方向。变频调速也有多种方法，本文对目 前研究领域相当活跃的正弦波脉宽调制技术(SPWM)的变频调速作了一定的研究，并 进行了实践。异步电动机的调速原理是研究控制算法的基石，因文首先介绍了异步 电动机的调速特性，从而展开介绍SPWM变频调速的理论基础.包括变频调速控制思 想的由来，控制方法的可行性。变

2、频调速的控制算法也有许多，本文对目前大部分 通用变频器所采用的控制算法恒压频比控制，给出了完整的硬件电路设计和软 件程序流程设计。本文采用了Intel8OC196MC十六位单片机作为控制电路的CPU，采 用该单片机的控制系统是本设计的硬件核心部分。因此本文先简单的介绍此单片机 与该设计相关的特性，继而介绍本系统的硬件设计和软件设计。 关键词关键词: :变频器;恒压频比控制;正弦波脉宽调制:8OC196MC单片机。 信息工程系课程设计（论文） 3 目录目录 一 绪论 . 4 1.1 研究的现状 . 4 1.1.1 引言 . 4 1.1.2 变频调速发展的条件 . 4 1.1.3 变频器的发展方向

3、 . 4 1.2 论文研究的目的和意义 . 4 1.3 本文主要内容和结构安排 . 5 二 恒压频比控制的 SPWM 变频系统的分析 6 2.1 变频调速基本原理 . 5 2.2 变频调速控制方式分析 . 7 2.3 SPWM 逆变技术 8 2.3.1 静止式 SPWM 间接变压变频装置 8 2.3.2 SPWM 调制变频技术 9 2.3.4 双极性 SPWM 法 . 10 2.4.SPWM 控制信号的产生方法 . 10 三 变频调速系统的硬件实现 3.1 变频调系统的整体硬件电路设计 13 3.2 主电路的设计 12 3.2.1 主电路硬件结构 12 3.2.2 三相电压型逆变电路 13 3

4、.3 控制路的设计 . 159 3.3.1 控制器的选择 15 3.3.2 存储器扩展电路 .错误错误! !未定义书签。未定义书签。 3.3.3 80C196MC 单片机的波形发生器 . 15 3.3.4.1 键盘显示电路 16 3.3.5 控制反馈检测电路 20 3.4 驱动和保护电路的设计 20 3.4.1 驱动芯片 IR2110 的介绍 20 3.4.2 保护电路的设计 21 3.4.2.1 过电压保护 21 3.4.2.2 电流检测电路 21 四 主程序设计 22 五 总结 22 参考文献 . 23 信息工程系课程设计（论文） 4 一一 绪论绪论 本章作为引言，主要介绍了变频调速控制技

5、术的发展和现状，SPWM 变频技术 的应用以及该课题的研究意义与价值，最后简要归纳了本课题的研究任务并对文章 安排做了简要介绍。 1.11.1 研究的现状研究的现状 1.1.11.1.1 引言引言 经过大约30多年的发展，交流调速电气传动已经上升为电气调速传动的主流。 在电气调速领域内，可以相信在不久的将来交流调速将会完全取代直流调速传动。 现在要求性能较高的中、小容量的交流调速传动，主要使用电子式电力变换器 对交流电动机进行变频调速。除变频以外的另一些简单的调速方案，如变极调速、 定子调压调速、转差离合器调速等，它们只有在特定场合有一定的应用。 1.1.2变频器的发展方向 变频器 ( 主要指

6、通用变频器)从80年代到现在己经开始商品化，应用的领域也 在不断的扩大，主要有以下几个方面: ( 1 ) 变频器容量不断扩大。变频器的容量主要和它的开关器件的容量有直接 影响，70年代中期，功率晶体管开始开发，到80年代采用功率晶体管的SPWM变频器 的投产，随着元件容量的提高，变频器的容量不断提高，目前变频器的容量已经达 到600KVA,400KVA以下的己经系列化。 ( 2 ) 变频器结构的小型化。变频器主电路中功率电路的模块化、控制电路采 用大规模集成电路(LSI)和全数字化技术等一系列措施促进了变频电源的小型化。 ( 3 ) 变频器的多功能化和高性能化。电力电子器件和控制技术的不断进步， 使变频器向多功能化和高性能化的方向发展，特别是微处理器的应用，以其精练的 硬件结构和丰富的软件功能，为变频器的多功能化和高性能化提供了可靠的保证。 日益丰富的软件功能使通用变频器的适应性不断加强。 1.21.2论文研究的目的和意义论文研究的目的和意义 在电力拖动领域，解决好电