交流电机驱动器若干实际问题的研究

摘要

随着电力电子技术、计算机技术和交流电机控制技术的不断发展，交流电机驱动器在现代工业技术领域中的作用变得越来越重要。然而，驱动器的可靠性一直影响着电机控制系统的稳定，尤其是功率器件的易损性，常常引发一系列电机控制系统的故障。
　　本文所研究的课题是交流电机驱动器的相关实际问题，从性能、成本以及可靠性等方面出发，设计中小功率的交流电机驱动器。文章首先讲述了本课题所研究的交流电机驱动器的目的和意义，强调了驱动器可靠性、稳定性的重要，并阐述了国内外关于交流电机驱动器相关实际问题的研究。然后从开关管驱动模块、电路检测模块、电路保护模块以及二次隔离电源等方面入手，对驱动器进行了电路设计。
　　为了验证本文所设计的交流电机驱动器各电路模块工作的可靠性，本文还对各电路模块做了相关实验。在设计印刷电路板时，严格遵循相关布局布线原则和热管理原则，以确保驱动器功率电路和控制电路的信号完整性和良好的温度特性。利用驱动开关实验，验证了开关管驱动电路的响应速度。通过对二次电源输出电压的测量，保证隔离电源各路输出的电压值和纹波量都在驱动器可接受范围内。最后，本文设计了一个无刷直流电机控制系统，结合软件模块化的设计思想，实现了对电流、电压的实时监控读取以及对直流无刷电机的速度闭环控制。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的目的和意义

1．2 交流电机驱动器研究现状

1．3 本文主要内容

2 驱动器功率电路设计

2．1 IGBT驱动模块

2．1．1 整流逆变电路

2．1．2 IGBT门极驱动电路

2．1．3 PWM上拉保护电路

2．1．4 驱动开关电路

2．1．5 实验验证

2．2 电路检测模块

2．2．1 电流检测

2．2．2 直流母线电压检测电路

2．3 电路保护模块

2．3．1 过流保护

2．3．2 缺相保护

2．3．3 温度保护

2．3．4 保护信号逻辑电路

2．4 本章小结

3 驱动器二次电源设计

3．1 二次电源设计的基本要求

3．2 开关电源的结构分析

3．2．1 开关电源拓扑结构

3．2．2 反激式交换器工作原理

3．3 开关电源电路设计

3．3．1 功率级电路设计

3．3．2 开关电源的控制方式

3．3．3 UC3844结构和工作原理

3．3．4 控制电路设计

3．4 实验验证

3．4．1 空载实验

3．4．2 负载实验

3．5 本章小结

4 驱动器线路设计

4．1 驱动器线路常见问题

4．1．1 布局布线问题

4．1．2 热管理问题

4．2 驱动器布局布线

4．2．1 功率板设计

4．2．2 控制板设计

4．2．3 驱动器实物组装

4．3 本章小结

5 系统实验与结果分析

5．1 软件设计

5．1．1 程序流程图

5．1．2 程序模块化设计

5．2 实验验证

5．2．1 电流检测单元实验

5．2．2 电压检测单元实验

5．2．3 无刷直流电机控制实验

5．3 本章小结

6 总结与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间的研究成果