基于PWM感应电动机的低成本变频器研究

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1、摘要交流电机由于不存在电刷，使其在转速、耐压、单机容量、使用环境等许多方面优于直流电机。随着能源危机的日趋严重，人们热衷于提升能源利用效率，开发各项节能技术。交流调速，特别是变频调速技术日益受到人们的重视。空调系统的能耗在社会总能耗中的比重急剧上升，变频调速技术应用于空调压缩机将带来巨大的节能潜力。本课题结合变频空调控制器智能化，研究并设计了降低变频调速器成本的应用方案，旨在降低变频空调控制器的成本，推广其市场应用。降低成本的变频调速方案，分别从变频器的两大组成部分—主电路和控制电路—入手，采以不同的调制方法，并给出了软硬件设

2、计的过程，最后附以实验结果。在降低变频器的控制电路成本的方案中，以Park矢量为工具，研究了一种较先进的调制技术—磁链轨迹控制法，结合变频器主电路加以应用，使之成为微型机实现脉宽调制PWM(PulseWidthModulation)控制的理论基础。设计和组装了单相桥式整流电路、智能功率模块IPM(IntelligentPowerModule)构成的并由开关稳压电源供电的六开关逆变器电路，编制了三相逆变器在1800导电制情况下的单片机汇编语言控制程序，并给出了实验结果。在简化主电路拓扑结构的低成本方案中，用电机不对称运行理论证明

3、了不对称四开关逆变器在相差600电角度的两相正弦输入电流供电的情况下，能转化成对称模型。明确了低成本的四开关拓扑结构的应用的理论基础。利用专用变频单片机实现了SPWM(SinusoidalPulseWidthModulation)调制，并给出了实验结果。希望所做工作能对交流调速技术的发展有所助益。关键词低成本;变频器:四开关逆变器;磁链轨迹控制哈尔滨工业大学工学硕学位论文AbstractACmotorsexcelDCmotorsinmanycharacteristicssuchasrotationalspeed,withsta

4、ndvoltage,single-machinecapacityandworkingenvironmentfortheeliminationoftheelectricalbrush.Becauseoftheseverityofenergycrisis,moreandmorepeoplearebendingthemselvestotheimprovingofenergyefficiencyandthedevelopingofvariousenergy-savingtechnologies.Thevariablespeedtech

5、nology,especiallythevariablefrequencyvariablespeedtechnologyonACmotorsisbecomingthehotspot.Becausetheenergyusedinheatingventilationandairconditioning(HVAC)systemshasincreasedgreatly,asubstantialamountofenergycanbesavedbyapplyingvariable-frequencyvariablespeedtechnol

6、ogyintoHVACsystems.Inthispaper,lowcostconvertersaredesignedtointelligentizethecontrollerofHVACsystemandexpanditsmarketapplication.Theactualconverterdesignsofthehardwarearestartedfromtwocomponents--themaincircuitandcontrolcircuit.Boththehardwareandtheirmodulationsoft

7、warearedescribedindetail.Finally,experimentalresultsaregiventoverifytheschemes.Intheschemeofdecreasingtheconvertercontrolcircuitcost,Parkvectorisutilizedtoanalyzeanadvancedmodulation-magneticfluxcontrolmethodwhichisthencombinedwiththeactualconvertermaincircuitandbec

8、omesthetheoreticalbasisofthePWMinverter.Inthispart,thesinglephasebridgerectifierandtheintelligentpowermodule(IPM)inverter,whichissuppliedb