其直接输出将驱动开关，反相输出驱动开关。将三相参考波和载波放在同个坐标系上，则如图所示，以为例，当时，为高电平，则驱动导通，截止，二〇年十月二十三日星期三图逆变器电压波图形当时，为低电平，截止，导通，，输出都波形为双极性。更为实际的是逆变器往往加上调节器，加上调节器后，实际的是输出电压与参考电压或指令电压比较后作为调节器的输入，其输出形成相应的，这样输出总是跟随者指令电压变化。图图调制原理图二〇年十月二十三日星期三在模拟电子电路中，采用正弦波发生器三角波发生器和比较器来实现的双极性控制改成数字控制后，开始时只是把同样的方法数字化，称做自然采样法而在工程上，采用的是简化后的规则采样法。在本设计中，控制脉冲波的输出采用数字方法，数字方法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点并将其存入内存然后通过查表及必要的计算生成波，从而实现以软件方式控制的，在的中储存有脉冲表，可通过查表得知应该输出的脉冲的频率与幅值，从而可以控制电机的转速与输出转矩。则通过检测电路检测的图与连接电路图数据通过口向的口传送数据，使输出相应的脉冲波，从而达到转差频率控制电动机的交流调速。光电隔离及驱动电路设计输出的控制信号功率很小，无法直接驱动，要经过脉冲功率放大才能驱动，脉冲功率放大电路选用模块。该模块是二〇年十月二十三日星期三图驱动模块内部结构个带有光隔离的功率放大电路，其电源电压为，输入信号，输出电压对应导通和对应关断，工作频率为，可驱动以下的逆变器，其内部电路如图所示。故障检测及保护电路设计故障检测及保护电路如图所示，该电路采用电阻取样的电压电流保护电路，通过调节电位器来设定最大的允许电压电流值。电路中接的口中的，端接的。图过电流，过电压保护电路控制端这样保护电路可通过门输出控制信号的封锁输出的控制信号，断开主回路电源。接的口中的，通过输入故障信号，用以检测故障类型。模拟量输入通道的设计由于本次设计中选用的单片机没有模数转换器所以需要在外部电路中加上模数转换电路。经过考虑选用的是芯片。它能完成路模拟量的转换，为了削弱反馈信号中的交流分量，在需在反馈信号输入前加滤波电路，取，，对应的时间常数为。第章系统软件的设计主程序的设计主程序框图如图所示。先进行芯片初始化，然后，清系统工作区，开放外部中断，启动软件定时器采样周期。所以，系统初始化完毕，进入控制循环测速中断服务，和，运算，查表求出，可逆切换程序输出控制量测速。二〇年十月二十三日星期三开始初始化高四位输入，低四位输出初始化清工作区及中断挂号寄存器启动软件定时器开中断软件定时器，终端服务器程序输出控制量图系统主程序框图转速调节程序转速调节程序即为软件定时器的中断服务程序，其程序框图如图所示。函数发生器输入转差频率产生。信号，并控制定子电流。以保持为恒值加法器对转差频率和转速信号求和得到变频器的输出频率。从而实现三相异步电机变频调速。系统设计的参频调速系统原理图从图可知系统由速度调节器电流调节器函数发生器加法器，整流与逆变电路，控制电路，异步电动机及测量电路等组成，其中异步电动机由控制逆变器供电。转速调节器的输出是太大控制定子电流，使得励磁电流保持恒定这时控制实现调速。系统原理图如图所示。二〇年十月二十三日星期三电压型逆变器图转差频率控制变因此若，按照上述规律变化，则恒定，即恒定。转差频率控制策略是利用测速环节得到转速与转速给定比较，限制输出频率，使转差率即不现对转速的控制。若要使转差频率较小，只要有提供异步电动机的实际转速反馈即可实现。若要保持为恒值，即保持励磁电流恒定，而励磁电流与定子电流有如下关系，其中从式中可得，当转差频率较小且磁通恒定时，电机的电磁转矩与成正比。这时只要控制转差频率就能控制转矩，从而实当实际转差额定空载转速相比很小时，，可以从式中约去，这样式可以简化为不能调节转距。转差频率控制在定程度上能控制电动机的转距。二〇年十月二十三日星期三第章交流调速系统的硬件设计转差频率控制原理当稳态气隙磁通恒定时异步电机的机械特性参数表达式为绕组上接入三相交流电时，在定子与转子之间的空气隙内产生个旋转磁场，它与转子绕组产生相对运动，使转子绕组产生感应电势，出现感应电流，此电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使电动机转动起来。电机磁场的转速称为同步转速，用表示式中三相交流电源频率，般为。磁极对数。当时时，。可见磁极对数越多，转速越慢。二〇年十月二十三日星期三转子的实际转速比磁场的同步转速要慢点，所以称为异步电机，这个差别用转差率表示当加上电源转子尚未转动瞬间这时起动后的极端情况，则，即在之间变化。般异步电机在额定负载下的。综合式和式可以得出由式可以看出，对于成品电机，其磁极对数已经确定，转差率变化不大，则电机的转速与电源频率成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速，进而达到异步电机调速的目的。交流调速的特点对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。这主要是根据采用什么电流制型式的电动机来进行电能与机械能的转换而划分的，所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。交流调速系统与直流调速系统相比较，具有如下特点容量大这是电动机本身的容量所决定的。直流电动机的单机容量能达到，而交流电动机的容量却远远的高与此数值。转速高，而且耐压直流电动机受到换向器的限制，最高电压只能达到多伏，而交流电动机容量可达到，甚至更高。般直流电动机最高转速只能达到转左右，而交流电动机则可以高达每分钟几万转。这使得交流电动机的调速系统具有耐高压，转速高的特点。交流电动机本身的体积，重量，价格比同等容量的直流电动机要小，且交流电动机结构简单，坚固耐用，经济可靠，惯性小成了交流调速系统的大优点。交流电动机的调速装置环境适应性广。直流电动机由于结构复杂，换向器工作要求高，使用中受到很多限制，如工厂里的酸洗车间，由于腐蚀严重，使用直流电动机每周都要检查碳刷，维修起来比较困难，而交流电动机却可以用在十分恶劣的环境下不至于损坏。由于高性能，高精度，新型调速系统的出现和不断发展，交流拖动系统已达到同直流拖动系统样的性能指标，越来越广泛的应用于国民经济的各个生产领域。二〇年十月二十三日星期三交流调速装置能显著的节能。工业上大量使用的风机，水泵，压缩机类负载都是靠交流电动机拖动的，这类装置的用电量占工业用电量的，以往都不对电动机调速，而仅采用挡板，节流阀来控制风量或流量。大量的电能被白白的浪费掉，如果采用交流电动机调速系统来改变风量或流量的话，效率就会大大的提高，从各方面来看，改造恒速交流电动机为交流调速电动机，有着可观的能源效益。交流电动机因其结构简单，运行可靠，价格低廉，维修方便，故而应用面很广，几乎所有的调速传动都采用交流电动机。尽管从年开