能外，异步电动机本身固有的优点，又使整个系统得到更好的动态性能。采用数字锁相控制的异步电动机变频调速系统，调速精度可以达到。在交流调速技术中，交流电动机的调速方法有三种变极调速改变转差率调速和变频调速。其中变频调速具有绝对优势，并且它的调速性目前适于交流传动系统的微处理器有单片目前功率半导体器件正向高压大功率高频化集成化和智能化方向发展。脉宽调制技术就是利用功率半导体器件的高频开通和关断，把直流电压变成按定宽度规律变化的电压脉冲序列，以实现变频变压并有效地控制和消除谐波。技术可分为三大类正弦优化及随机。随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。技术可分为三大类正弦优就是利用功率半导体器件的高频开通和关断，把直流电压变成按定宽度规律变化的电压脉冲序列，以实现变频变压并有效地控制和消除谐波。部分内容简介器件，如双极型晶体管金属氧化硅场效应管绝缘栅双极型晶体管的实用化，使得开关高频化的技术成为可能。目前功率半导体器件正向高压大功率高频化集成化和智能化方向发展。脉宽调制技术就是利用功率半导体器件的高频开通和关断，把直流电压变成按定宽度规律变化的电压脉冲序列，以实现变频变压并有效地控制和消除谐波。技术可分为三大类正弦优化及随机。随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机数字信号处理器专用集成电路等。其中，高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器多总线结构流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成功率器件驱动信号的产生以及系统的监控保护功能都可以通过微处理器实现，为交流传动系统的控制提供很大的灵活性，且控制器的硬件电路标准化程度高，成本低，使得微处理器组成全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。交流调速系统世纪年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围高的稳速范围高的稳速精度快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。交流调速控制作为对电动机控制的种手段。作用相当明显，就交流调速系统目前的发展水平而言，可概括的如下已从中容量等级发展到了大容量特大容量等级。并解决了交流调速的性能指标问题，填补了直流调速系统在特大容量调速的空白。可以使交流调速系统具有高的可靠性和长期的连续运行能力，从而满足有些场合不停机检修的要求或对可靠性的特殊要求。可以使交流调速系统实现高性能高精度的转速控制。除了控制部分可以得到和直流调速控制同样良好的性能外，异步电动机本身固有的优点，又使整个系统得到更好的动态性能。采用数字锁相控制的异步电动机变频调速系统，调速精度可以达到。在交流调速技术中，交流电动机的调速方法有三种变极调速改变转差率调速和变频调速。其中变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。交流变频调速的优异特性调速时平滑性好，效率高。低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。调速范围较大，精度高。起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。变频器体积小，便于安装调试维修简便。易于实现过程自动化。必须有专用的变频电源，目前造价较高。在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。单片机控制的变频调速微处理器单片机取代模拟电路作为电动机的控制器，具有如下特点使电路更简单。模拟电路为了实现控制逻辑需要许多电子元件，使电路更复杂，采用微处理器后，绝大多数控制逻辑可通过软件来实现。可以实现较为复杂的控制。微处理器具有更强的逻辑功能，运算速度快，精度高，有大容量的存储单元。因此，有能力实现复杂的控制。灵活性和适应性。微处理器的控制方式是有软件来实现的，如果需要修改控制规律，般不必改变系统的硬件电路，只须修改程序即可，在系统调试和升级时，可以不断尝试选择最优参数，非常方便。无零点漂移，控制精度高数字控制不会出现模拟电路中经常遇见的零点漂移问题，无论被控量是大还是小，都可以保证足够的控制精度。可以提供人机界面，多机连网工作。用工业控制计算机可谓功能强大，它有极高的速度，很强的运算能力和接口功能，方便的软件功能，但是由于成本高，体积过大，所以只用于大型的控制系统。可编程控制器则恰好相反，它只能完成逻辑判断定时记数和简单的运算，由于功能太弱，所以它只能用于简单的电动机控制。在民用生产中，通常用介于工控机和可编程控制器之间的单片机作为微处理器。本次设计就是用单片机作为电动机的控制器。第章电机变频调速系统变频调速原理变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频可以调速这个概念，可以说是交流电动机与生俱来的。同步电动机不消说，即使是异步电动机，其转速也是取决于同步转速即旋转磁场的转速的式中电动机的转速，电动机的同步转速，电动机的转差率而同步转速则主要取决于频率式中输入频率，电动机的磁极对数由式与式可知变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系由上式可知，在电动机磁极对数不变的情况下，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。在进行电机调速时，通常要考虑的个重要因素是，希望保持电机中每极磁通量为额定值，并保持不变。如果磁通太弱，即电机出现欠励磁，将会影响电机的输出转矩，由式中电磁转矩，主磁通，转子电流，转子回路功率因素，如下符合所有的技术规范只要单电源供电片载电荷泵，具有升压电压极性反转能力，能够产生和电压低功耗，典型供电电流内部集成个驱动器内部集成个接收器驱动模块输出的路控制信号是电平的，它们不能直接驱动中的个。原因有两个需要的开关信号幅值约为，电平不能胜任逆变桥中三个下桥臂是共地的，而三个上桥臂是悬浮的，输出的路信号均是共地的，必须加以隔离。因此驱动电路的任务有两个电平转换和隔离。电平转换般用集成电路芯片来驱动，常用电路有富士公司的系列三菱公司的系列等。这里介绍种东芝公司的产品，电路非常简单。采用脚的封装，引脚如图。输入端光耦的隔离电压达到，输入电流为，可以驱动的。它采用单电源供电，使用时须外接个电阻和个的稳压管，把的隔离电源变为的导通电压和的关断电压。图驱动电路图管脚图图串口电平转换电路隔离电源为了驱动主电路逆变桥的三个上桥臂的，必须给每路提供个隔离的电源而三个下桥臂可以共用个电源。此外，及单片机系统还需要电源以及异步通讯所需的电源，共需要路电源，如图所示。该电源可以采用线性电源，也可采用开关电源。前者体积大，笨重，但电路简单，各路电源完全，调试容易。后者则轻便小巧，电路相对较复杂。采用单片开关电源芯片可大大简化电路。保护电路逆变器中的模块是变频器的主要部件，也是最昂贵的部件。由于它工作在高频高压大电流的状态，所以也是最容易损坏的部件。因此模块的保护工作显得十分重要。为此应做到以下几点选用智能型模块。中般都有过流过热短路欠压保护电路，当任情况发生时它能迅速给出报警信号。把该信号接到的端，可立即切断的路控制信号，关闭所有的。对编程时，设置合理的死区时间和欲删除的窄脉冲的宽度，前者可有效防止同桥臂上下开关元件的共态导通后者可降低开关损耗，减少发热。在单片机的调速过程中始终监视变频器输出端的电压和电流，旦超限将停止的工作并发出报警指示。在应用中，由于高频开关过程和功率回路寄生电感等叠加产生的和瞬时功耗会对器件产生较大的冲击，易损坏器件因此需设置缓冲电路即吸收电路，目的是改变器件的开关轨迹，控制各种瞬态过压，降低器件开关损耗保护器件安全运行。图隔离电源模数转换模块该模块主要是将对主电路进行的实时检测的模拟信号转换为数字信号，而后传送给单片机控制系统，实现系统的实时监测。常见的转换器有计数式转换器，双积分式转换器，逐次逼近式转换器，并行直接比较式转换器，式转换器等。本系统需处理多路模拟信号，故采用转换模块，它采用逐次逼近的方法完成转换其片内带有锁存功能的路模拟开关，可对路的输入模拟电压信号进行转换，完成次转换约需。其输出具有三态锁存缓冲器，可直接与单片机通信。图内部结构图管脚图管脚说明芯片有条引脚，采用双列直插式封装，如图所示，各引脚功能如下路模拟量输入端。位数字量输出端。图常用的缓冲电路位地址输入线，用于选通路模拟输入中的路地址锁存允许信号，输入，高电平有效。转换启动信号，输入，高电平有效。转换结束信号，输出，当转换结束时，此端输出个高电平转换期间直为低电平。数据输出允许信号，输入，高电平有效。当转换结束时，此端输入个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于。基准电压。电源，单。地。的工作过程是首先输入位地址，并使，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通路模拟输入之到比较器。上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动转换，之后输出信号变低，指示转换正在进行。直到转换完成，变为高电