低压电动机变频调速控制方式探讨

摘 要：本文对变频调速理论、逆变技术、SPWM产生原理进行了研究，在此基础上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统，以8051控制专用集成芯片 SA4828为控制核心，采用IGBT作为主功率器件，同时采用EXB840构成IGBT的驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控的功率环节，电路结构比较简单。本文在控制上采用恒v/f控制，同时，软件程序使得参数的输入和变频器运行方式的改变极为方便，新型集成元件的采用也使得它的开发周期短。此外，本文对SA4828三相SPWM波发生器的使用和编程进行了详细介绍，完成了整个系统控制部分的软硬件设计。

关键字：变频调速；正弦脉宽调制；v/f控制；SA4828波形发生器

目  录

第一章 绪论 3

1 课题的研究现状和意义 3

2 变频器的动态发展趋势 4

第二章 方案设计 5

2.1 变频器的主电路方案 5

2.2 系统的原理框图 6

2.3 电动机原始参数 7

2.4 异步电机的工作原理 8

2.4.1 异步电机的等效电路 8

2.4.2 异步电机的转矩 9

2.4.3 异步电机的机械特性 10

2.4.4 异步电机变频调速原理 11

2.5 变频调速的控制方式 12

2.5.1 v/f比恒定控制 12

第三章 变频器主电路 17

3.1主电路的工作原理 17

3.2主电路各部分设计 18

3.2.1交直电路设计 18

3.2.2 直交电路设计 18

3.2.3主电路工作原理 19

3.2.4 主电路参数计算 21

3.3 IGBT及驱动模块介绍 22

3.3.1 IGBT简介及驱动 22

3.3.2 EXB840的内部结构 23

3.3.2 IGBT驱动电路 24

第四章  控制回路 25

4.1 驱动电路 25

4.1.1 SPWM调制技术 25

4.1.2 SPWM波生成芯片特点和引脚 27

4.1.3 SA4828结构及工作原理 28

4.2 保护电路 30

4.2.1 过、欠压保护电路设计 30

4.2.2 过流保护设计 32

4.3 控制系统的实现 33

第五章  变频器软件设计 35

5.1 流程图 35

5.2 SA4828的编程 36

5.2.1 初始化寄存器编程 36

5.2.2 控制寄存器编程 38

5.3 程序设计 39

第六章 结论 48

致谢 49

参考文献 49