小功率三相交流电动机驱动装置的开发

摘要

目前针对交流电动机调速驱动装置技术已经成熟，在工业领域中广泛应用，但是在专用小功率如3kW、有特定功能要求的应用领域，这些通用型交流电动机调速驱动装置因性价比低而不适用。因此本文通过对小功率交流调速控制器的调查与分析，设计出一种专门针对小功率交流电动机的驱动装置，其具有结构简单、体积小、性价比高的特点，丰富了交流驱动装置在小功率交流电动机领域中的应用。
　　本文根据功能需求，首先在理论研究的基础上对交流小功率调速控制器提出总体设计方案，并利用仿真实验对其可行性进行验证，然后分别对控制器的硬件电路和软件程序进行模块化设计，最后对设计的调速控制器进行了整体调试与实验。设计中调速控制技术采用转速闭环的转差角速度控制变频调速技术，主电路采用交-直-交电压型变频电路，控制器以电机控制专用芯片SH79F1611为核心，结合正弦脉宽调制(SPWM)技术来实现对小功率交流调速控制器的开发。通过对设计的小功率交流调速控制器进行调试，其结果表明，该调速控制器达到了所需功能，完成了设定的技术指标，并且具有结构简单、体积小、成本低的特点，可进行生产化推广。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外交流调速现状

1．2．1 国外现状

1．2．2 国内现状

1．3 主要研究内容

第二章 三相交流电动机变频调速原理

2．1 三相交流电动机的结构和工作原理

2．1．1 三相交流电动机的结构

2．1．2 三相交流电动机的工作原理

2．2 三相交流电动机的调速方式

2．3 变频调速的基本控制方式

2．4 转速闭环的转差角速度控制的变频调速系统

2．4．1 普通型V／f控制

2．4．2 具有恒定磁通功能的V／f控制

2．4．3 转速闭环的转差角速度控制

2．5 本章小结

第三章 脉冲宽度调制技术

3．1 脉宽调制技术

3．2 空间矢量PWM控制

3．3 正弦脉宽调制技术

3．3．1 自然采样法

3．3．2 规则采样法

3．3．3 面积等效法

3．3．4 SPWM控制技术

3．4 本章小结

第四章 交流调速控制器的设计

4．1 交流调速控制器的总体设计

4．2 交流异步电动机调速系统仿真

4．2．1 转差频率控制的交流异步电动机矢量控制系统仿真

4．2．2 转速闭环的转差角速度控制的变频调速系统仿真

4．3 本章小结

第五章 交流调速控制器硬件电路设计

5．1 主电路设计

5．1．1 整流滤波电路

5．1．2 逆变电路

5．2 控制电路的设计

5．2．1 SH79F1611微控制器概述

5．2．2 SH79F1611性能特点及其应用

5．2．3 SH79F1611最小系统电路

5．3 系统保护电路的设计

5．3．1 电压检测电路

5．3．2 电流检测电路

5．3．3 速度检测电路

5．4 系统辅助电源

5．5 本章小结

第六章 交流调速控制器软件设计

6．1 开发环境

6．2 系统软件设计概要

6．3 主程序设计

6．4 SPWM波产生子程序

6．5 中断服务程序

6．6 转速采样模块设计

6．7 本章小结

第七章 系统调试

7．1 测试平台

7．2 SH79F1611生成SPWM波形

7．3 定子相电流检测

7．4 性能指标的测试

7．5 调试过程中注意的问题

7．6 需要改进的方面

7．7 本章小结

第八章 结论与展望

8．1 结论

8．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文