基于感應(yīng)電機(jī)的一體化變頻器設(shè)計(jì).pdf

1、據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)今我國(guó)工業(yè)總用電量中，電動(dòng)機(jī)消耗的電能約占65％，而風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備的耗電量占全國(guó)電力消耗的30％。采用變頻器對(duì)水泵類負(fù)載進(jìn)行速度控制，可以節(jié)約大量電能。但是，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家都是選用通用變頻器，存在“大馬拉小車”的情況，造成浪費(fèi)。再者，水泵類負(fù)載的應(yīng)用環(huán)境比較惡劣，限制了變頻器的使用。異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但是調(diào)速困難。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)與微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，高性能的矢量控制系統(tǒng)得到了

2、快速的發(fā)展，使得交流異步電機(jī)的控制性能已經(jīng)接近甚至超過了直流電機(jī)。矢量控制系統(tǒng)需要在電機(jī)上安裝測(cè)速裝置用來獲得精確的電機(jī)轉(zhuǎn)速以達(dá)到控制的高性能，但是這樣不僅會(huì)破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還會(huì)帶來成本的增加。無(wú)傳感矢量控制的研究與發(fā)展，又很好的解決了測(cè)速裝置的問題?；谶@些，本文在水泵應(yīng)用方面，對(duì)一體化變頻器做了研究并設(shè)計(jì)出了基于感應(yīng)電機(jī)的一體化變頻器。
　　本文對(duì)交流調(diào)速的一些經(jīng)典控制方法做了簡(jiǎn)要的闡述，對(duì)三相感應(yīng)電機(jī)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)書序模型進(jìn)

3、行了推導(dǎo)和分析，指出三相感應(yīng)電機(jī)是一個(gè)多階的、非線性的、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。并對(duì)矢量控制中較為關(guān)鍵的坐標(biāo)變化技術(shù)做了詳細(xì)的闡述，并分析了感應(yīng)電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的具體數(shù)學(xué)公式。對(duì)無(wú)傳感矢量控制系統(tǒng)做了詳細(xì)的研究和探索，具體分析了其中的關(guān)鍵部分--磁通觀測(cè)和速度估算。磁通觀測(cè)能得到轉(zhuǎn)子磁鏈的位置信息，這是坐標(biāo)變換能否成功的關(guān)鍵所在，因此磁通觀測(cè)的正確與否決定了整個(gè)控制系統(tǒng)的成敗，并在設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)上驗(yàn)證了所涉及的無(wú)傳感矢量控制系統(tǒng)的性能。<

4、br>　　本文主要從軟件和硬件兩個(gè)部分并參考結(jié)構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中硬件部分重點(diǎn)設(shè)計(jì)了兩相電流采樣電路、母線采樣電路、過流保護(hù)電路、缺相保護(hù)電流、三相PWM驅(qū)動(dòng)電路。這些硬件電路都經(jīng)過了單獨(dú)驗(yàn)證和軟硬件聯(lián)合調(diào)試驗(yàn)證，確保設(shè)計(jì)的系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，并對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)做了溫度測(cè)試。軟件的設(shè)計(jì)在參考硬件的基礎(chǔ)上，采用穩(wěn)態(tài)下電流模型的磁鏈與電壓模型下計(jì)算得到的磁鏈的差值去補(bǔ)償反電勢(shì)以獲得真實(shí)的磁鏈信息。并在軟件設(shè)計(jì)中加入了過流保護(hù)、過溫保護(hù)、缺相保護(hù)用來確保