基于spwm变频调速系统的毕业设计

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1、基于SPWM变频调速系统的毕业设计目录摘要iAbstractii1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72.1三相异步电机工作的基本原理72.1.1异步电机的等效电路72.1.2异步电动机的转矩82.1.3异步电动机的机械特性92.1.4异步电机变频调速原理113变频器主电路设计123.1主电路的工作原理123.1.1主电路各

2、部分的设计123.1.2变频器主电路设计的基本工作原理133.2主电路参数计算163.3IGBT及驱动模块介绍173.3.1IGBT简介及驱动要求173.3.2EXB840的内部结构193.3.2采用EXB840的IGBT驱动电路204控制回路设计214.1驱动电路设计214.1.1SPWM调制技术简介2124.1.2SPWM波生成芯片特点和引脚功能234.2保护电路244.2.1过、欠压保护电路设计244.2.2过流保护设计264.3控制系统的实现275变频器软件设计295.1流程图295.2SA4828的编程295.2.1初始化寄存器编程295.2.2控制寄存器编程325.3程序设

3、计336变频器用MATLAB/SIMULINK仿真426.1MATLAB/SIMULINK简介426.2基于SPWM变频调速系统的仿真43总结48参考文献49致谢5021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

4、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

5、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，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。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

6、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。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。501.2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意义的拖动技术中分离出来，成为世界各国在工业自动化和机电一体化领域中争强占先的阵地，各发达国家更是在该技术领域注入了极大的人力、物力、财力，使之目前己经进入了高新技术行业

7、。就变频技术而言，目前日本、美国及法国、荷兰、丹麦等国家可以说是齐头并进，不分伯仲。在这一领域的研制、生产方面，220KW功率以上的变频器基本被欧、美等国家垄断，如德国的西门子(SIEMEN)、丹佛斯(DANFOSS)，美国的AB.OE公司、欧洲的ABB等。中小容量的变频器85%为日本产品和台湾产品所占领，如富士(FUJI),三垦(SAMCO)、东芝(TOSHIBA)、松下(PANASONIC)、三菱(MITSUBISHI)、安川以及台湾的台达