文档介绍：摘要随着电力电子技术的发展,以及各种新型控制器件和先进控制方法在电机调速系统中的应用,交流电机控制精度得到了极大的提高。为了满足高性能、节能和环保的要求,交流电机调速以其特有的优点,正逐步取代直流调速,在电气传动领域中扮演着重要的角色。本课题主要针对交流异步电机变频调速控制系统进行了研究和探讨,提出了相应的软、硬件设计方案,以公司的电机专用控制芯片为控制核心,采用疐控制和空间电压矢量脉宽调制嘟岷系目刂品椒ǎ实现了对交流异步电机变频调速控制。论文阐述了交流异步电机的数学模型和变频调速原理;设计了以钚∠统为核心的控制电路、变频主电路、信号采集电路等;在煽7⒒肪诚拢采用镅员喑淌迪至松鲜龅谋淦档魉倏刂撇呗裕煌蔽A耸迪指每刂葡低车灵活性,还采用编写了上位机控制程序,使机通过串口对锌刂疲并将电机的运行状态在机上显示;还扩展了芟撸奖懔说缁亩嗷制和远程控制。论文最后给出了实验结果和波形分析。结果表明了该变频调速控制系统具有良好的动静态调速性能,验证了系统设计的有效性和可行性。关键词:、交流异步电机、变频调速
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第一章绪论本课题研究的背景和意义电机调速广泛应用于我们的生活、生产的各个领域中,例如:机床、电动工具、电动机车、机器人、家用电器、计算机驱动器、汽车、轮船、轧钢、造纸和纺织行业等等。据报道,世界上大约有谝陨细髦值缁诠ぷ鳌=昀矗国空调一年的产量就多万台,每台都需要电机调速控制,可见电机调速应用市场非常庞大。电机分为直流电机和交流电机两大类。直流电机由于其便于控制和控制精度比较高的特点,在很长一段时间内被广泛应用,被人们认为难以被其他电机所取代。但随着电力电子技术的发展、各种新型控制器件和先进控制方法的在电机调速系统中的应用,使交流电机控制精度得到极大的提高;另外,由于交流电机,特别是笼型式异步电机具有结构简单牢固、制造成本低廉、运行方便可靠、环境适应能力强以及易于向高电压、高转速和大容量方向发展等优点,过去直流电机占主导地位的调速传动领域将逐渐被交流电机所占领。另一方面,随着世界经济的不断发展,科学技术的不断提高,环保和能源问题同趋成为人们争论的主题。充分有效地利用能源已成为紧迫的问题。就目前而言,电能是全世界消耗最多的能源之一,同时也是浪费最多的能源之一,为解决能源问题必须先从电能着手,其中起代表性的就是电机的控制。在发达国家中生产的总电能有一半以上是用于电机的能量转换,这些电机传动系统当中%左右的是交流异步电机。在国内,电机的总装机容量已达谇撸旰牡缌看亿千瓦时,约占工业耗电量的%。并且使用中的电机绝大部分还是中小型异步电机,加之设备的陈旧,管理、控制技术跟不上,所浪费的电能甚多。因此,电机的变频调速控制越来引起人们的重视,同时对变频调速驱动系统也提出了高效率、高精度、高可靠性、多功能、智能化、小型化、低成本等要求。可见,异步电机的变频调速系统的研究具有重要意义。
交流电机变频调速的发展概况年代出现巨型晶体管也称凸β食⌒в骞躆现代电力电子、微电子技术和计算机技术的飞速发展,以及控制理论的完善、各种工具的同渐成熟,尤其是专用集成电路、虵昀戳钊酥跄康姆展,促进了交流调速的不断发展。目日涣鞯缁淦档魉倏刂萍壕晌机、电力电子、自动化、计算机控制和数字仿真为一体的新兴学科。.缌Φ缱蛹际醯姆⒄电力电子器件是现代交流调速装置的基础,其发展直接决定和影响交流调速的发展。世纪年代出现硅晶闸管年代出现门级可关断晶闸管年代相继出现绝缘栅双极型晶体管和绝缘栅双极型门控晶闸管年代出现智能功率模块9仄骷涑龅牡缪够虻缌骱写罅康男巢ǎ斐傻缁>芈龆螅严重影响了调速系统的性;歉叩缪勾蟮缌魅ǹ匦凸β势骷萘看螅ü囟夏芎拇螅堑缌髑骷ㄌ菇档停萘棵挥蠫大,但功耗大,调制频率不高,噪声大,现趋于淘汰中。是电压型驱动器件,开关频率高,驱动功率小,安全工作区广,但耐压不高:疓和的优点于一体,是目前变频调速系统和通用变频器中使用最广泛的主流功率器件之一。窍冉幕旌霞晒β势骷筛咚俚秃牡腎陀呕拿偶保护电路构成,采用了有电流传感器功能的,能连续监控功率器件电流,从而实现高效的过电流保护。由于闪斯缺;さ缏泛退ū;さ缏罚系统可靠性得到进一步提高。
进行研究,但是这些方案的引入使得系统复杂化,控制的实时性和可靠性降低了。.淦档魉倏刂评砺鄣姆⒄第一阶段疐控制早期变频系统都是采用开环恒压/常数目刂品绞剑溆诺闶强刂平构简单、成本较低,缺点是系统性能不高。具体来说,其控制曲线会随着负载的变化而变化,转矩响应慢,电压利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降稳定性变差等。因此这种控制方式比较适合应用在风机、水泵调速场合。随后发展的转差频率速度闭环控制系统虽然说基本上解决了异步电机平滑调速