銑床交流變頻調(diào)速系統(tǒng)設計

電氣自動化論文編號:ZD598 論文字數(shù):23823,頁數(shù):49，有外文翻譯，原理圖，
 目 錄
 
 第1章 緒論 1
 1.1 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展概況 1
 1.1.1 電力電子功率器件的發(fā)展 1
 1.1.2變頻控制技術(shù)的發(fā)展 2
 1.1.3 PWM控制技術(shù) 3
 1.2變頻調(diào)速傳動的意義 3
 1.3 本章小結(jié) 5
 第2章 變頻調(diào)速理論 6
 2.1變頻調(diào)速系統(tǒng)的分類 6
 2.1.1按變換頻率的方法分類 6
 2.1.2 按直流電源的性質(zhì)分類 6
 2.1.3 按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類 7
 2.1.4 按控制方式分類 7
 2.2 異步電動機調(diào)速方式 8
 2.3 變頻變壓(VVVF)調(diào)速原理 8
 2.3.1  VVVF控制原理 8
 2.3.2  VVVF控制方式 10
 2.4   PWM調(diào)制技術(shù) 12
 2.4.1  PWM控制技術(shù)簡介 12
 2.4.2  SPWM調(diào)制技術(shù) 13
 2.4.3  SPWM調(diào)制技術(shù)實現(xiàn) 17
 2.5  變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及其功能 18
 2.5.1  變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成 18
 2.5.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)的功能 20
 2.6  本章小結(jié) 21
 第3章 變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設計 22
 3.1  系統(tǒng)硬件電路整體設計 22
 3.2  主電路中元器件的選擇和參數(shù)計算 22
 3.2.1  整流模塊選擇 22
 3.2.2  濾波電容選擇 23
 3.2.3  智能功率模塊(IPM) 選擇 23
 3.2.4  制動電阻選擇 25
 3.3  系統(tǒng)控制電路的設計 27
 3.3.1   SA4828專用波形發(fā)生器應用 27
 3.3.2  人機接口電路設計 31
 3.3.3  變頻調(diào)速系統(tǒng)保護電路設計 37
 3.3.4  外部存儲器DS12887應用 41
 3.4  硬件抗干擾技術(shù) 43
 3.5  本章小結(jié) 44
 第5章 結(jié)論 45
 參考文獻 46
 致謝 47

第1章 緒論
1.1 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展概況
1.1.1 電力電子功率器件的發(fā)展
 變頻技術(shù)是建立在電力電子技術(shù)基礎之上的。電力電子時代是從50年代末晶閘管(SCR)的出現(xiàn)開始的，后來陸續(xù)推出了其他種類的器件，電力雙極型晶體管(BJT)、電力場效應晶體管(Power-MOSFET)、和可關(guān)斷晶閘管(GTO)，雙極型晶體管(IGBT),MOS控制晶閘管(MCT)和集成門極換流晶閘管(1GCT)。其發(fā)展的方向是損耗更低，開關(guān)速度更快、電壓更高，容量更大(3.3KV,1200A)，目前，采用溝道型柵極技術(shù)、非穿透技術(shù)等方法大幅度降低了集電極—發(fā)射極之間的飽和電壓〔VCE(sat)〕的第四代IGBT也己問世。
 第四代IGBT的應用使變頻器的性能有了很大的提高。其一是IGBT開關(guān)器件發(fā)熱減少;其二是高載波控制，使輸出電流波形有明顯改善;其三是開關(guān)頻率提高，使之超過人耳的感受范圍，即實現(xiàn)了電機運行的靜音化;其四是驅(qū)動功率減少，體積趨于更小。
 而智能功率模塊（IPM）的投入應用比IGBT約晚二年，由于IPM包含了IGBT芯片及外圍的驅(qū)動和保護電路.甚至還有的把光藕也集成于一體，因此是種更為好用的集成型功率器件，目前，在模塊額定電流10—600A范圍內(nèi)，通用變頻器均有采用IPM的趨勢，它具有開關(guān)速度快，驅(qū)動電流小，控制驅(qū)動更為簡單;內(nèi)含電流傳感器，可以高效迅速地檢測出過電流和短路電流，能對功率芯片給予足夠的保護，故障率大大降低;由于在器件內(nèi)部電源電路和驅(qū)動電路的配線設計上做到優(yōu)化，所以浪涌電壓，門極振蕩，噪聲引起的干擾等問題能有效得到控制;保護功能較為豐富，如電流保護、電壓保護、溫度保護一應俱全，隨著技術(shù)的進步，保護功能將進一步日臻完善。并且IPM的售價已逐漸接近IGBT而采用IPM后的開關(guān)電源容量、驅(qū)動功率容量的減小和器件的節(jié)省以及綜合性能提高等因素后在許多場合其性價比已高過IGBT，有很好的經(jīng)濟性。
 為此IPM除了在工業(yè)變頻器中被大量采用之后，經(jīng)濟型的IPM在近年內(nèi)也開始在一些民用品如家用空調(diào)變頻器，冰箱變頻器、洗衣機變頻器中得到應用。IPM也在向更高的水平發(fā)展，日本三菱電機最近開發(fā)的專用智能模塊ASIPM將不需要外接光藕，通過內(nèi)部自舉電路單獨電源供電并采用了低電感的封裝技術(shù)，在實現(xiàn)系統(tǒng)小型化、專用化、高性能、低成本方面又推進了一步。