本站(http://www.baziyc.com/)(点击网址进入)提供600多套机械专业的结业设计,包括模具结业设计,数控结业设计和机电一体化结业设计,服务QQ号:342386161 择要 随着电气传动技术,尤其是变频调速技术的发展,变频器作为变频调速技术的主体,也有了较大的发展。 电动机利用变频器可以实现无级调速,满足生产工艺对机电调速控制的高性能要求,以提高产品的产量和质量。出格用于变负荷的风机和水泵上,可以大幅度的节约能源、降低生产资本。 最近几年来,低压小功率变频器占据着变频器的大部分市场,形成了近乎统一的拓扑结构。按照有没有中间直流环节,可分为交—交变频器和交—直—交变频器。在交—直—交变频器中,按中间直流环节的不同,可分为电压源型和电流源型。 按照设计要求,本次设计了由PIC单片机控制的基于SPWM技术的电压型变频器。该变频器的设计首要由软件、硬件两部分组成,本论文系统的介绍了电压型变频器的事情原理,软硬件设计方法,保护方法等。 要害词: 变频器 ; SPWM技术; PIC单片机 目次 第一章 概述. 1 1.1设计配景及设计依据. 1 1.2变频器概述. 2 1.2.1变频器的发展现状. 2 1.2.2变频器的发展趋向. 2 1.2.3低压变频器的类型. 2 1.3变频器的设计内容. 3 1.3.1变频器主电路的设计内容. 3 1.3.2变频器控制电路的设计内容. 4 第二章变频器主电路的设计. 5 2.1主电路的设计思惟. 5 2.2主电路设计的技术方案相比较与选择. 5 2.2.1整流部分原理阐发及方案相比较选择. 5 2.2.2储能滤波部分的方案选择. 9 2.2.3逆变部分原理阐发及方案相比较选择. 9 2.3主电路部分电路设计. 10 2.3.1整流部分设计. 10 2.3.2储能滤波部分设计. 12 2.3.3逆变部分设计. 12 第三章 电力电子器件的选型. 14 3.1总体计算. 14 3.2电路分立器件参数计算机选择. 14 3.2.1熔断器的选择. 14 3.2.2变压器计算. 15 3.2.3过电压吸收器的参数计算. 16 3.2.4整流二极管的选择. 17 3.2.5滤波电容的计算. 17 3.2.6IGBT的计算. 19 3.2.7续流二极管的计算. 20 3.2.8旁路电容及旁路电阻的计算. 20 3.2.9均压电阻的计算. 21 3.2.10 进线电抗器的选型. 22 3.2.11 断路器的选型. 23 3.2.12 散热器的拔取. 23 第四章变频器控制电路的设计. 25 4.1控制电路的设计思惟. 25 4.2PWM技术和SPWM调制方法综述. 26 4.2.1PWM技术基来历根底理. 26 4.2.2PWM技术基本观点. 27 4.2.3SPWM调制方法相比较阐发. 30 4.2.4小结. 35 4.3控制电路设计的技术方案选择及元件介绍. 35 4.3.1控制电路选用的技术方案. 35 4.3.2控制电路中的首要电气元件介绍. 36 4.4控制电路部分硬件设计. 43 4.4.1三相正弦波发生电路设计. 43 4.4.2等腰三角波发生电路设计. 44 4.4.3SPWM波形发生及分配电路设计. 45 4.4.4SPWM波优化处理电路设计. 46 4.4.5频率给定电路设计. 47 4.4.6报警及故障处理电路设计. 47 4.4.7程序启停电路设计. 48 4.4.8IGBT驱动电路设计. 49 4.4.9单片机手动复位电路设计. 49 第五章软件设计. 51 5.1软件设计思惟. 51 5.2程序流程图. 52 5.2.1主程序流程图. 52 5.2.2越限报警子程序流程图. 52 5.2.3调制波发生子程序流程图. 52 5.2.4A/D转换子程序流程图. 52 5.2.5定时器0中断程序流程图. 52 5.2.6方波发生子程序流程图. 52 5.2.7A/D模块初始化子程序流程图. 52 参考文献. 57 英文资料原文. 58 英文资料译文. 64 设计总结. 76 致 谢. 78 附 录. 79 附录一:器件清单. 79 附录二:程序清单. 84 1.1设计配景及设计依据 由于电力电子技术、微电子技术和现代控制理论以惊人的速度进取发展,随之带动了交流传动技术日月牙异的进步。交流传动经过近二十年的发展,目前它正成为电气传动的主流。变频调速是交流传动中最首要的一种。随着变频调速技术的迅速发展和其性能的不断提高,最近几年来变频器也得到了相应的发展,出格是一些新建的工程项目,一改往日对电动机无出格要求时,不考虑调速方案的设计思惟,从节能、生产工艺要求出发,在设计中大都考虑了调速的系统,或将原来的低效、简单的调速系统改造成高效、高性能的变频调速系统。这在最近几年来已成为一种当时的风尚,在有些领域也作为其系统先进性的一个标志。 变频调速技术涉及电子,电工,信息与控制等多个学科领域。通用变频器大都为电压型交-直-交变频器。三相交流电首先通过二极管不可控整流桥得到脉动的直流电,再经电解电容滤波稳压,最后经无缘逆变输出电压,频率可调的交流电供给电动机供电。控制单元的首要功效是给主电路的功率器件提供触发电子脉冲。在这次设计中,控制功率器件的触发电子脉冲我们选用的是SPWM(正弦脉宽调制)波。所谓SPWM波形是指电子脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。这类波形可以用正弦脉宽调制技术来获得。 正弦脉宽调制技术(简称为SPWM技术)以其优良的传输特征成为电力电子装置中调制技术的基本方式。SPWM法就是以正弦波作为基准波(调制波),用一列等幅的三角波(载波)与基准正弦波相交,由交点来确定逆变器的开关模式。这样产生的电子脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波身分大为减小。同时,按照调制波波形的不同,还可以派生出许多方法,但着眼点都在于如何使变频器的输出电压更好地获得三相对称的正弦波。 基于对以上的了解和在实际生活中对变频器的需求,在本次设计中我们设计一个基于SPWM调制技术的低压小功率变频器。 1.2变频器概述 1.2.1变频器的发展现状 交流变频调速技术是现今节电、改善工艺流程以及提高产品质量的一种首要手段。变频调速以其优秀的调速和起动性能,高效率、高功率因数和节电效果,适用范围广泛等好些个优点而被公认为是最有发展前途的调速方式。在低压交流电动机传动领域,变频调速技术已经获得广泛应用。作为低压变频调速的主体,低压变频器在最近几年来有了很大的发展。现在使用的通用变频器主电路大都采用典型的交—直—交型结构,而控制电路大都是微机控制,即采用单片机或DSP芯片控制,这样可以减小变频器的体积,提高控制的矫捷性。控制方式一般都采用基于脉宽调制(PWM)技术的控制方法。由于电力电子元器件的耐压能力和调制系统结构的限制,目前使用的变频器大都是低压小容量的。最近几年来,随着电力电子元器件的展,中压大功率的变频器才有了较快的发展。但总的来讲,低压小功率变频器仍占据着变频器的大部分市场。
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