課程設計---異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)設計

1、<p>　　信息工程課程設計報告書</p><p>　　課 程 名 稱 </p><p>　　課程設計總評成績 </p><p>　　學生姓名、學 號 </p><p>　　學 生 專 業(yè)

2、班級 </p><p>　　指 導 教 師 姓名 </p><p>　　課程設計起止日期 </p><p><b>　　課程設計基本要求</b></p><p>　　課程設計是工科學生十分重

3、要的實踐教學環(huán)節(jié)，通過課程設計，培養(yǎng)學生綜合運用先修課程的理論知識和專業(yè)技能，解決工程領域某一方面實際問題的能力。課程設計報告是科學論文寫作的基礎，不僅可以培養(yǎng)和訓練學生的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達能力，也是規(guī)范課程設計教學要求、反映課程設計教學水平的重要依據(jù)。為了加強課程設計教學管理，提高課程設計教學質量，特擬定如下基本要求。</p><p>　　1. 課程設計教學一般可分為設計項目的選題、項目設計方

4、案論證、項目設計結果分析、答辯等4個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都應有一定的考核要求和考核成績。</p><p>　　2. 課程設計項目的選題要符合本課程設計教學大綱的要求，該項目應能突出學生實踐能力、設計能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；該項目有一定的實用性，且學生通過努力在規(guī)定的時間內(nèi)是可以完成的。課程設計項目名稱、目的及技術要求記錄于課程設計報告書一、二項中，課程設計項目的選題考核成績占10%左右。</p><p

5、>　　3. 項目設計方案論證主要包括可行性設計方案論證、從可行性方案中確定最佳方案，實施最佳方案的軟件程序、硬件電路原理圖和PCB圖。項目設計方案論證內(nèi)容記錄于課程設計報告書第三項中，項目設計方案論證主要考核設計方案的正確性、可行性和創(chuàng)新性，考核成績占30%左右。</p><p>　　4. 項目設計結果分析主要包括項目設計與制作結果的工藝水平，項目測試性能指標的正確性和完整性，項目測試中出現(xiàn)故障或錯誤原因的

6、分析和處理方法。項目設計結果分析記錄于課程設計報告書第四項中，考核成績占25%左右。</p><p>　　5. 學生在課程設計過程中應認真閱讀與本課程設計項目相關的文獻，培養(yǎng)自己的閱讀興趣和習慣，借以啟發(fā)自己的思維，提高綜合分和理解能力。文獻閱讀摘要記錄于課程設計報告書第五項中，考核成績占10%左右。</p><p>　　6. 答辯是課程設計中十分重要的環(huán)節(jié)，由課程設計指導教師向答辯學生提

7、出2～3個問題，通過答辯可進一步了解學生對課程設計中理論知識和實際技能掌握的程度，以及對問題的理解、分析和判斷能力。答辯考核成績占25%左右。</p><p>　　7.學生應在課程設計周內(nèi)認真參加項目設計的各個環(huán)節(jié)，按時完成課程設計報告書交給課程設計指導教師評閱。課程設計指導教師應認真指導學生課程設計全過程，認真評閱學生的每一份課程設計報告，給出課程設計綜合評閱意見和每一個環(huán)節(jié)的評分成績（百分制），最后將百分制評

8、分成績轉換為五級分制（優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格）總評成績。</p><p>　　8. 課程設計報告書是實踐教學水平評估的重要資料，應按課程、班級集成存檔交實驗室統(tǒng)一管理。</p><p>　　一、課程設計項目名稱</p><p>　　異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)設計</p><p>　　二、項目設計目的及技術要求</p>&

9、lt;p><b>　　設計目的</b></p><p>　　設計SPWM控制正弦脈寬調(diào)制變頻控制器，掌握系統(tǒng)結構和工作原理，理解SPWM控制方法。</p><p>　　技術要求及初始條件：</p><p>　　1.三相異步電機參數(shù)： PN＝30KW，f＝50Hz，UAB＝380V ，定子電流IS＝60A，電流過載倍數(shù)γ＝2，nN＝1470

10、r/min 。</p><p>　　2.進線交流電源：三相380V，頻率50Hz 。</p><p>　　3.性能指標：調(diào)速范圍5：1，轉速穩(wěn)態(tài)精度在10％以內(nèi)，額定轉速和額定負載時裝置效率高于0.9，功率因數(shù)高于0.85，電網(wǎng)電壓波動10％時，輸出電壓波動不大于5％。</p><p><b>　　設計任務: </b></p>

11、<p>　　1.交-直-交三相SPWM逆變器主電路設計。</p><p>　　2. 集成SPWM調(diào)制波發(fā)生器電路設計。</p><p>　　3. 集成驅動電路設計。</p><p>　　4. 低頻補償電路設計。</p><p>　　5. 檢測及保護電路設計。</p><p><b>　　6.提供總電

12、路圖。</b></p><p><b>　　設計要求: </b></p><p>　　1．對系統(tǒng)設計方案的先進性、實用性和可行性進行論證，說明系統(tǒng)工作原理。</p><p>　　2. 畫出單元電路圖，說明工作原理，給出系統(tǒng)參數(shù)計算過程。</p><p>　　3. 對項目設計結果進行分析。</p>

13、<p>　　3. 畫出整體電路原理圖，圖紙、元器件符號及文字符號符合國家標準。</p><p>　　4.課程設計說明書應嚴格按統(tǒng)一格式打印，資料齊全，堅決杜絕抄襲，雷同現(xiàn)象。</p><p>　　三、項目設計方案論證(可行性方案、最佳方案、軟件程序、硬件電路原理圖和PCB圖)</p><p><b>　　1 方案論證</b><

14、;/p><p><b>　　1.1 變極調(diào)速</b></p><p>　　變極調(diào)速一般是通過改變定子繞組的接線方式來改變電動機的定子繞組極對數(shù)，從而達到調(diào)速的目的。它既不是恒轉矩調(diào)速方式，也不是恒功率調(diào)速方式。</p><p><b>　　優(yōu)點:</b></p><p>　　1 具有較硬的機械特性，穩(wěn)定

15、性良好。</p><p>　　2 無轉差損耗，效率高。</p><p>　　3 接線簡單、控制方便，易維修、價格低。</p><p><b>　　缺點:</b></p><p>　　有級調(diào)速，級差較大，不能獲得平滑調(diào)速，且由于受到電動機結構和制造工藝的限制，通常只能實現(xiàn)2-3種極對數(shù)的有級調(diào)速，調(diào)速范圍相當有限。<

16、/p><p>　　1.2 變轉差率調(diào)速</p><p>　　變轉差率調(diào)速實現(xiàn)方法眾多，例如調(diào)壓調(diào)速、轉子串電阻調(diào)速、串極調(diào)速和滑差離合器調(diào)速等方法。</p><p>　　交流電動機的輸出功率的表達式為:</p><p><b>　　(1-1)</b></p><p><b>　　其中M—電磁

17、轉矩。</b></p><p>　　ω—電機旋轉磁場的速度。</p><p>　　—旋轉磁場的同步速度</p><p><b>　　s—轉差率</b></p><p>　　式(1一1)中稱為交流電動機的轉差功率，這一部分功率主要消耗在轉子阻抗上。因此，當s增大時，電動機的損耗也將會增大。由此可以看出，調(diào)節(jié)電機

18、轉差率、調(diào)速是一種耗能的調(diào)速方法，是低效率的調(diào)速方式。</p><p><b>　　1.3 變頻調(diào)速</b></p><p>　　是通過改變電動機定子電源的頻率，來實現(xiàn)調(diào)速的方法即調(diào)節(jié)來調(diào)速。在轉矩恒定時、基本不變，交流電動機的輸出與輸入電磁功率。:成比例變化，損耗基本沒有增加，是一種高效的調(diào)速方法。</p><p>　　優(yōu)點: 效率高，調(diào)速

19、過程中無附加損耗。應用范圍廣，可用于籠型交流電動機。調(diào)速范圍大，特性硬，精度高。對于低負載運行時間較多或起停運行較頻繁的場合，</p><p>　　缺點: 技術復雜，造價高，維護檢修困難。從上述比較可以看出，與變極調(diào)速和變轉差率調(diào)速相比，變頻調(diào)速可在寬廣的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，并可獲得很好的起動和運行特性，是一種效率比較高的調(diào)速方法。</p><p><b>　　最有調(diào)速為變頻調(diào)

20、速</b></p><p>　　2 變頻調(diào)速系統(tǒng)的u/f控制方式</p><p>　　電機定子繞組的反電動勢是定子繞組切割旋轉磁場磁力線的結果，本質上是定子繞組的自感電動勢。其三相交流異步電機每相電動勢的有效值是:</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中:—氣隙磁通在定子每相

21、中感應電動勢的有效值;</p><p>　　—與繞組結構有關的常數(shù);</p><p><b>　　—定子頻率;</b></p><p>　　—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù);</p><p><b>　　—每極氣隙磁通量;</b></p><p>　　由上式可見，如果定子每相電動勢的有

22、效值不變，改變定子頻率時會出現(xiàn)下面兩種情況:如果大于電機的額定頻率廠N，那么氣隙磁通量中、就會小于額定氣隙磁通量中、。其結果是:盡管電機的鐵心沒有得到充分利用是一種浪費，但是在機械條件允許的情況下長期使用不會損壞電機。</p><p><b>　　(1)基頻以下調(diào)速</b></p><p>　　由式(2-1)可知，要保持中不變，當頻率關從額定值向下調(diào)節(jié)時，必同時降低使

23、常數(shù)，即采用電動勢與頻率之比恒定的控制方式。當電動勢的值較高時，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認為定子相電壓，則得常數(shù)。這是恒壓頻比的控制方式。在恒壓頻比的條件下改變頻率f時，我們能證明:機械特性基本上是平行下移的，如圖2-1所示，當轉矩T增大到最大值后，特性曲線就折回來了。如果電動機在不同轉速n下都具有額定電流，則電機都能在溫升允許條件下長期運行，這時轉矩T基本上隨磁通變化，由于在基頻以下調(diào)速時磁通恒定，所以轉矩T也恒定。根據(jù)電機

24、與拖動原理，在基頻以下調(diào)速屬于“恒轉矩調(diào)速”的性質。低頻時，和都較小，定子阻抗壓降所占的分量就比較顯著，不能再忽略。</p><p><b>　　(2)基頻以上調(diào)速</b></p><p>　　在基頻以上調(diào)速時，頻率可以從往上增高，但電壓卻不能超過額定電壓, 最多只能保持=、。由式(2-1)可知，這將迫使磁通隨頻率升高而降低，相當于直流電機弱磁升速的情況。在基頻關以

25、上變頻調(diào)速時，由于電壓=不變，我們不難證明當頻率提高時，同步轉速隨之提高，最大轉矩T減小，機械特性上移，如圖2-2所示。由于頻率提高而電壓不變，氣隙磁動勢必然減弱，導致轉矩T減小。由于轉速n升高了，可以認為輸出功率基本不變。</p><p>　　把基頻以下和基頻以上兩種情況合起來，可得圖2-3所示的交流電動機變頻調(diào)速控制特性。</p><p>　　3 SPWM控制技術原理</p>

26、;<p>　　逆變器的輸出波形是一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形，</p><p>　　產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制波SPWM的原理是;用一組等腰三角形波與一個正弦波進行比較，如圖3-2所示，其相交的時刻(即交點)來作為開關管“開”或“關”的時刻。正弦波大于三角波時，使相應的開關器件導通;當正弦波小于三角載波時，使相應的開關器件截止。</p><p><b>　　u</b&

27、gt;</p><p><b>　　(a)</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　u</b></p><p><b>　　0</b></p><p>　　圖3-1與正弦波等效的等幅脈沖序列波

28、</p><p><b>　?。?</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　?。?</b></p><p><b>　　＋1</b></p><p><b>　　0</b>&l

29、t;/p><p><b>　　－1</b></p><p>　　圖3-2 SPWM控制的基本原理圖</p><p>　　3.1 單極性SPWM控制技術</p><p>　　如圖3-3所示。這時的調(diào)制情況是:當正弦調(diào)制波電壓高于三角載波電壓時，相應比較器的輸出電壓為正電平，反之則為零電平。只要正弦調(diào)制波的最大澎氏于三角載波的

30、由圖3-3（A)的調(diào)制結果必然形成圖3-3(B)所示的等幅不等寬而且兩側窄中間寬的SPWM脈寬調(diào)制波形。負半周用同樣的方法調(diào)制后再倒相而成。</p><p><b>　　調(diào)制波</b></p><p><b>　　載波（A）</b></p><p><b>　　（B）</b></p>&

31、lt;p>　　(A)調(diào)制波和載波 (B)單極性SPWM波形</p><p>　　圖3-3單極性脈寬調(diào)制波的形成</p><p>　　單極性調(diào)制的工作特點:每半個周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個逆變器件中，只有一個器件按脈沖系列的規(guī)律時通時斷的工作，另一個完全截止;而在另半個周期內(nèi)，兩個器件的工作情況正好相反。流經(jīng)負載Z的便是正、負交替的交變電流，如圖3-4所示。</p>&

32、lt;p>　　3.2 雙極性SPWM控制技術</p><p>　　雙極性調(diào)制技術與單極性相同，只是功率開關器件通斷情況不一樣。繪出了三相雙極式的正弦脈寬調(diào)制波形。當A相調(diào)制波>時，V1導通，V2關斷，使負載上的相電壓為UA=+U/z(假設交流電機定子繞組為星型聯(lián)接，其中性點0與整流器輸出端濾波電容器的中點0相連，那么當逆變器任一相導通時在電機繞組上所獲得的相電壓為U/2,當，V1關斷而V2導通，則UA

33、=-U/2 )所以A相電壓是以+U/2和-U/2為幅值作正、負跳變的脈沖波形。同理，的是由V3和V4交替導通得到的，的是由V5和V6交替導通得到的。由和相減，可得逆變器輸出的線電壓波形。的脈沖幅值為+U和－U。盡管相電壓是雙極性的，但是合成后的線電壓脈沖系列與單極性相電壓合成的結果一樣都是單極性的。</p><p>　　綜上所述，雙極性調(diào)制的工作特點:逆變橋在工作時，同一橋臂的兩個逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)

34、律交替地導通和關斷，而流過負載Z的電流是按線電壓規(guī)律變化的交變電流，如圖3-5所示。</p><p>　　3.3 SPWM的調(diào)制方法</p><p>　　SPWM波畢竟不是真正的正弦波，它仍然含有高次諧波的成分，因此盡量采取措施減少它。圖3-6是通過電動機繞組的SPWM電流波形。顯然，它僅僅是通過電動機繞組濾波后的近似正弦波。圖中給出了載波在不同頻率時的SPWM電流波形，可見載波頻率越高，

35、諧波波幅越小，SPWM波形越好。因此希望提高載波頻率來減小諧波。另外，高的載波頻率使變頻器和電機的噪聲進入超聲范圍，超出人的聽覺范圍之外，產(chǎn)生“靜音”的效果。但是，提高載波的頻率要受逆變開關管的最高開關頻率限制，而且也形成對周圍電路的干擾源。</p><p>　　SPWM的調(diào)制方式有三種:同步調(diào)制、異步調(diào)制和分段同步調(diào)制。在一個調(diào)制信號周期內(nèi)所包含的三角載波的個數(shù)稱為載波頻率比。在變頻過程中艱口調(diào)制信號周期變化過

36、程中，載波個數(shù)不變的調(diào)制稱為同步調(diào)制，載波個數(shù)才應變化的調(diào)制稱為異步調(diào)制。</p><p>　　3.3.1 同步調(diào)制</p><p>　　在改變正弦信號周期的同時成比例地改變載波周期，使載波周期與信號頻率的比值保持不變。對于三相系統(tǒng)，為了保證三相之間對稱，互差相位角，通常取載波頻率為3的整數(shù)倍。而且，為了雙極性調(diào)制時每相波形正負波形對稱，上述倍數(shù)必須是奇數(shù)，這樣在信號波處，載波的正負半周恰

37、好分布在處的左右兩側。由于波形的左右對稱，這就不會出現(xiàn)偶次諧波問題。但是這種調(diào)制，在信號頻率較低時，載波的數(shù)量顯得稀疏，電流波形脈動大，諧波分量劇增，電動機的諧波損耗及脈動轉矩也相應增大。而且，此時載波的邊頻帶靠近信號波，容易干擾基波頻域。為了克服這個缺點，必須在低頻時提高載波比，這就是異步調(diào)制方式。</p><p>　　3.3.2 異步調(diào)制</p><p>　　異步調(diào)制方式是指在整個變頻

38、范圍內(nèi)，載波比都是變化的。一般在改變調(diào)制頻率時保持三角載波頻率不變，因此提高了低頻時的載波比，在低頻工作時，逆變器輸出電壓半波內(nèi)的矩形脈沖數(shù)可以隨著輸出頻率的降低而增加，相應的減小了負載電機的轉矩與噪聲，改善了低頻時的工作特性。但是由于載波比隨著輸出頻率的降低而連續(xù)變化時，逆變器輸出電壓的波形其相位也會發(fā)生變化，很難保持三相輸出的對稱關系，因此會引起電動機的工作不穩(wěn)定。</p><p>　　3.3.3 分段同步調(diào)

39、制</p><p>　　為了克服同步調(diào)制和異步調(diào)制的缺點，可以將他們結合起來，組成分段同步調(diào)制方式。分段同步調(diào)制是指在一定的頻率范圍內(nèi)，采用同步調(diào)制，保持輸出波形對稱的優(yōu)點，當頻率降低較多時，使載波比分段有級的增加，這樣就利用了異步調(diào)制的優(yōu)點。具體實現(xiàn)方法是把逆變器整個變頻范圍劃分為若干個頻段，在每個頻段內(nèi)都維持載波比恒定，對于不同頻段取不同的載波比，頻率較低載波比取大點，一般有經(jīng)驗參數(shù)可取.</p>

40、<p>　　4 變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路設計</p><p>　　4.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)的總體設計</p><p>　　圖4-1為變頻調(diào)速系統(tǒng)的總體方框圖，其中主電路部分由整流電路、濾波電路、逆變電路和驅動電路與吸收電路組成</p><p>　　4.2 主電路的設計</p><p>　　主電路原理圖如圖4-2所示，由整流電路、濾波電

41、路、逆變電路和吸收電路組成。主電路采用典型的交一直一交電壓源型通用變頻器結構，輸入功率級采用單相橋式不可控整流電路RB1，整流輸出經(jīng)中間環(huán)節(jié)大電容(由C1到C4電容組成)濾波，獲得平滑的直流電壓。逆變部分通過功率器件IGBT的導通和關斷，輸出交變的脈沖電壓序列。由于功率器件開關頻率過高，會產(chǎn)生電壓尖脈沖，因此需要吸收電路來消除該尖峰。圖中C5為C型吸收電路，R6到R11和C6到C11組成RC型吸收電路。發(fā)光二極管DS1用來顯示濾波電容兩

42、端的電量。</p><p>　　圖4-2主電路原理圖</p><p>　　下面詳細介紹各個部分電路及元件參數(shù)(被控電動機參數(shù)為:△聯(lián)接，額定功率為= 60W,額定電壓=220V,額定電流=60A,額定頻率= 50Hz，額定轉速n=1470r/min.)</p><p>　　4.2.1 逆變電路</p><p>　　三相交流負載需要三相逆變器，

43、在三相逆變電路中，應用最廣的是三相橋式逆變電路。采用IGBT作為可控元件的電壓型三相逆變電路如圖4-3所示，可以看出電路由三個半橋組成。</p><p>　　電壓型三相逆變橋的基本工作方式與單相逆變橋相同，也是導電方式，即每個橋臂的導電角度為，同一相(同一半橋)上下兩個臂交替導電，各相開始導電的時間依次相差。這樣，在任一瞬間，將有三個橋臂同時導通。可能是上面一個臂，下面兩個臂，也可能是上面兩個臂下面一個臂同時導通

44、。因為每次換流都是在同一相上下兩個橋臂之間進行的，因此，也被稱為縱向換流。</p><p>　　用T記為周期，只要注意三相之間互隔T／3(T是周期)就可以了，即B相比A相滯后T／3，C相又比B相滯后T／3。</p><p>　　具體的導通順序如下：</p><p>　　第1個T／6：V1，V6，V5導通，V4，V3，V2截止：</p><p>

45、;　　第2個T／6：Vl，V6，V2導通，V4。V3，V5截止：</p><p>　　第3個T／6：V1，V3，V2導通，V4，V6，V5截止：</p><p>　　第4個T／6：V4，V3，V2導通，V1，V6，V5截止：</p><p>　　第5個T／6：V4，V3，V5導通，V1，V6，V2截止：</p><p>　　第6個T／6：V4

46、，V6，V5導通，V1，V3，V2截止。</p><p>　　下面來分析電壓型三相橋式逆變電路的工作波形。</p><p>　　對于A相輸出來說，當橋臂l導通時，</p><p><b>　　當橋臂4導通， </b></p><p>　　因此，的波形是幅值為的矩形波。B，C兩相的情況和A相類似，的波形形狀和相同，只是相

47、位依次相差。三相逆變電路輸出電壓波形如圖4-4：</p><p>　　4.2.2 驅動電路</p><p>　　IR2110還設有保護功能SD端(1l腳)。只有當SD端輸入為邏輯高電平時，控制信號才有效。驅動芯片IR2110用于驅動半橋電路如圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 IR2llO驅動半橋電路</p><p><b&g

48、t;　　工作過程如下：</b></p><p>　　兩個輸出通道(上通道H0及下通道LO)通過邏輯電路與輸入信號HIN和LIN相對應，當保護輸入端SD為高電平時，施密特觸發(fā)器反相器的輸出端為低電平，兩個RS觸發(fā)器的置位信號無效，則兩或非門的輸出跟隨HIN及LIN變化，控制信號有效；當SD端輸入低電平時，因施密特觸發(fā)器的輸出端為高電平，兩個RS觸發(fā)器置位，兩或非門輸出恒為低電平，控制信號無效。只有當sD

49、端輸入恢復低電平，且HIN和LIN輸出脈沖的上升沿到來時，控制信號才有效。</p><p>　　4.2.3 吸收電路</p><p>　　開關過電壓是IGBT在開關狀態(tài)轉換過程中產(chǎn)生的過電壓，也叫瞬態(tài)過電壓，消除這種電壓尖峰的電路叫吸收電路(snubber)。</p><p>　　4.3 系統(tǒng)保護電路的設計</p><p>　　電路如圖4-6

50、所示。由于保護電路屬于系統(tǒng)的弱電控制部分，而故障信號又是從主電路中取出的，為保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定應實行弱電和強電隔離，即使兩者之間既保持控制信號聯(lián)系，又要隔絕電氣方面的聯(lián)系。這就要求我們在設計保護電路的同時應該考慮抗干擾問題。以下將分別介紹各個保護裝置。</p><p>　　圖4-6系統(tǒng)的保護電路</p><p>　　4.3.1 過壓、欠壓保護電路</p><p>　　

51、系統(tǒng)中設置了直流電壓過壓、欠壓保護電路。因為IGBT集射極耐壓及承受反壓的能力有限，而我國電網(wǎng)電壓的線性度較差，電壓會有一定的波動范圍，這會導致直流回路過壓或欠壓，因此應設置直流電壓過壓、欠壓保護電路，如圖4-7所示。</p><p>　　直流電壓保護信號取自主回路濾波電容器兩端，經(jīng)電阻R1,R4分壓和光耦隔離后送入控制電路。光電耦合器是用來抑制輸入信號的共模干擾。利用光電耦合器把各種模擬負載與數(shù)字信號源

52、隔離開來，也就是把“模擬地”與“數(shù)字地”斷開。被測信號通過光電耦合獲得通路，而共模干擾由于不能形成回路而得到有效抑制。注意在這里的隔離光耦是工作在線性工作區(qū)內(nèi)。</p><p>　　圖4-7過壓、欠壓保護電路</p><p><b>　　(1)工作原理</b></p><p>　　在過(欠)壓保護中，當采樣電壓高(低)于保護參考點V2 (V1)

53、，則OVH(OVL)輸出低電平，與其它故障信號相與后送入DSP的/PDPINTA中斷a，當DSP的}PDPINTA管腳接收到低電平信號，DSP將做出相應的中斷處理，立即封鎖PWM輸出及停止運行。</p><p>　　(2)保護點參數(shù)選擇，設置電網(wǎng)電壓士10%為允許的電壓變化范圍。</p><p>　　欠壓保護電壓:U1 =(1-10%} = 311(1-10%) = 280V ( 4-1

54、6）</p><p>　　過壓保護電壓;U2=(1+10%}=311(1+10%)=342V (4-17)</p><p>　　4.3.2 限流啟動電路</p><p>　　此電路是用來防止在開啟主回路時，由于儲能電容大，加之在接入電源時電容器兩端的電壓為零，故當主電路剛合上電源的瞬間，濾波電容器的充電電流是很大的，過大的沖擊電流將可能使整流橋的二極管損

55、壞。因此為了保護整流橋，在主電路上串接入限流電阻R1，當濾波電容上的電壓達到電機正常運行的65%時，電壓繼電器常開觸頭閉合，將電阻y短路，結束限流起動過程，進入正常運行狀態(tài)。</p><p>　　四、項目設計結果分析（分析試驗過程中獲得的數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象或問題的正確性和必然性，分析產(chǎn)生不正確結果的原因和處理方法）</p><p>　　1.在基頻以下的變頻調(diào)速中，本文通過設定完全轉矩補償?shù)腣

56、/F曲線，可以提升變頻后的最大轉矩，得到較好的控制特性。</p><p>　　2.變頻驅動器主電路的逆變采用了SPWM調(diào)制技術，理論表明，當載波頻率較高時，其輸出脈沖序列的基波電壓幅值與所要求的等效正弦波幅值相等。故這種調(diào)制方式能很好地滿足異步電機變壓變頻的要求。通過對其頻譜的分析，還證明了提高載波頻率，可以有效抑制諧波電壓和電流，從而改善電機的運行性能。</p><p>　　3.專為電機

57、控制而設計的單片機8OC196MC能方便可靠地實現(xiàn)雙極性SPWM調(diào)制，特別適用于高頻逆變場合。其SPWM控制信號采用片內(nèi)WFG外設電路生成，用戶只需考慮調(diào)制函數(shù)表的設定，依靠查表和計算就可以快速確定SPWM占空比，極大地簡化了系統(tǒng)結構。</p><p>　　4.開關驅動電路使用IGBT專用混合驅動芯片IR2110，實驗表明，使用集成混合驅動電路具有較高的可靠性。</p><p>　　五、參

58、考文摘（相關文摘不少于5篇，記錄每篇文獻的作者姓名.文獻名稱.文獻發(fā)行城市：文獻出版社，出版年；文獻內(nèi)容摘要, 每篇不少于100字）</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】阮毅、陳伯時編 《電力拖動自動控制系統(tǒng)—運動控制系統(tǒng)》第4版 上海：機械工業(yè)出版社 2009；</p><p>　　摘要：《電力拖動自動控制

59、系統(tǒng):運動控制系統(tǒng)(第4版)》第3版2003年出版，第3版主要體現(xiàn)了三方面的技術進步：全控型電力電子器件取代半控型器件，變換技術由相位控制轉變成脈寬調(diào)制；模擬電子控制已基本上讓位于數(shù)字電子控制；交流可調(diào)拖動系統(tǒng)逐步取代直流拖動系統(tǒng)已經(jīng)成為不爭的事實，而且交流拖動控制技術本身也有不小的進展。第4版在繼承與發(fā)揚第3版特色的基礎上，將計算機仿真與輔助設計逐步融入運動控制系統(tǒng)的性能分析與設計中。第4版共3篇，第1篇直流調(diào)速系統(tǒng)，第2篇交流調(diào)速

60、系統(tǒng)，第3篇伺服系統(tǒng)。編寫的思路繼承了前三版的特色，理論和實際相結合，應用自動控制理論解決運動控制系統(tǒng)的分析和設計問題，以轉矩和磁鏈(或磁通)控制規(guī)律為主線，由簡入繁、由低及高地循序深入，論述系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能。為了適應技術的發(fā)展，補充和添加了部分新內(nèi)容，以供選用。 《電力拖動自動控制系統(tǒng):運動控制系統(tǒng)(第4版)》可作為高等學校電氣工程與自動化、電氣工程及其自動化專業(yè)和自動化專業(yè)的教材，也可供有關工程師和技術人員參考。<

61、/p><p>　　【2】阮毅、陳維鈞編 《運動控制系統(tǒng)》 清華大學出版社 2006；</p><p>　　摘要：《運動控制系統(tǒng)》按照《全國高等學校自動化專業(yè)系列教材》編審委員會制定的要求編寫，適用于高等院校自動化專業(yè)以及電氣工程與自動化、電氣工程及其自動化專業(yè)本科“運動控制系統(tǒng)”課程，也可供電力電子與電力傳動研究生和從事運動控制系統(tǒng)的工程技術人員參考?！哆\動控制系統(tǒng)》共3篇7章，內(nèi)容涵蓋: 可

62、控電源電動機系統(tǒng)的特殊問題及機械特性，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標，交、直流調(diào)速系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)結構，靜態(tài)和動態(tài)性能指標及分析方法，反饋控制的基本特點，調(diào)節(jié)器結構及參數(shù)的設計方法，控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，計算機仿真軟件在運動控制系統(tǒng)中的應用等?！哆\動控制系統(tǒng)》以控制規(guī)律為主線，按照從直流到交流、從開環(huán)到閉環(huán)、從調(diào)速到伺服循序漸進的原則編寫。</p><p>　　【3】謝青紅、 張筱荔編 《TMS320F2812

63、 DSP原理及其在運動控制系統(tǒng)中的應用》 電子工業(yè)出版社 2009；</p><p>　　摘要：《TMS320F2812 DSP原理及其在運動控制系統(tǒng)中的應用》介紹了美國TI公司最新推出的TMS320F2812DSP芯片的原理及其在運動控制系統(tǒng)中的應用。前5章介紹了TMS320F2812 DSP芯片的總體結構及各個硬件功能模塊；第6章介紹了一些常用的DSP編程實例；第7～11章分別介紹了DSP在機器人、汽車、電力

64、電子、電機控制方面的應用，并闡述了利用DSP對各種控制對象進行控制的方法，結合每種控制原理和方法的介紹，給出了具體的編程實例和非常詳細的程序注釋?！禩MS320F2812 DSP原理及其在運動控制系統(tǒng)中的應用》可作為工業(yè)領域中從事電動機驅動、機器人、控制和電力電子技術的科研及工程技術人員的參考書，也可作為高等院校電力電子、自動控制、電氣工程等專業(yè)的高年級本科生和碩士研究生的教學參考書。</p><p>　　【4

65、】王曉明編 《電動機的DSP控制:TI公司DSP應用(第2版)》 北京航空航天大學出版社 2009；</p><p>　　摘要：《電動機的DSP控制:TI公司DSP應用(第2版)》以TI公司的DSP為例，詳盡、系統(tǒng)地介紹了直流電動機、交流異步電動機、交流永磁同步電動機、步進電動機、無刷直流電動機和開關磁阻電動機這些常用電動機的控制原理，并介紹了利用DSP對電動機進行控制的方法。結合每一種控制原理和方法的介紹，《電

66、動機的DSP控制:TI公司DSP應用(第2版)》都給出了具體的編程例子，并給出了非常詳細的程序注釋，使讀者一看就懂，一學就會。與第1版相比，增加了定點DSP數(shù)據(jù)Q格式表示法和交流異步電動機無速度傳感器控制技術。電動機的數(shù)字控制是電動機控制的發(fā)展趨勢，為電動機控制而專門設計的DSP已逐漸地成為實現(xiàn)電動機全數(shù)字實時控制的最有力的工具?！峨妱訖C的DSP控制:TI公司DSP應用(第2版)》適合于對電動機的DSP控制感興趣的初學者使用，可作為從事

67、電動機控制和電氣傳動研究的工程技術人員、高校教師、研究生和本科生自學用書。</p><p>　　【5】楊耕、 羅應立編 《電機與運動控制系統(tǒng)》 清華大學出版社 2006；</p><p>　　摘要：隨著教學改革的深入，各高等院校在自動化、電氣自動化專業(yè)中把電動機原理和電機控制系統(tǒng)合為一門課程已成為趨勢。本書是滿足相關教學需求的一本基礎教材。本書的主要內(nèi)容有： (1)機電能量轉換的基本原理