三相交流电动机变频调速系统的设计与仿真文献综述
变频调速电动机的应用及故障研究正文、文献、致谢
1 绪论随着现代化生产技术的提高，如今在大型的生产企业车间内的各种设备传动部件大都离不开电动机，而在许多场合都要求电动机能够调速使用。
在工业发达国家中，交流调速技术已在冶金、电力、铁路、运输、油田、化工等各个领域得到普及。
变频器是从20世纪中叶发展起来的一种交流调速设备，主要用于交流电机的变频调速，其在电气传动系统中占据的地位日趋重要，已获得巨大的节能效果。
自20世纪50年代诞生世界上第一个晶闸管以来，就以其在功率放大、快速响应、小功耗、高效等方面的优势推动了直流调速控制系统的快速发展，但其造价高、换相环节存在不足。
70年代陆续发明了功率晶体管、门极可关断晶闸管、场效应管、绝缘栅晶体管等，成为第二代电力电子器件。
与此同时，对于异步电动机的高阶、非线性、强耦合多变量系统数学模型的研究，解决了异步电动机矢量控制的理论，从此交流电机变频调速技术突飞猛进的发展起来，成为了交流调速取代直流调速的里程碑。
随着功率集成电路的出现，它把驱动、保护、检测和功率输出单元集中在一个芯片上，成为第三代电力电子器件，交流变频调速技术上升到新的高度。
发达国家在结合现代微处理器控制技术、电力电子技术、电极传动技术的基础上，相继推出了一系列的变频器并不断进行更新换代。
这些高精度、多功能、智能化的变频器将调速效率和精度提高到了前所未有的水平。
目前，国际上又推出谐振式逆变器，使开关元件在零电压或零电流时导通和关断、将开关损耗减少到最小程度，用较小的电感电容加入到主回路中、可得到大功率输出，共振无尖峰的高压输出，实现无阻尼。
2 变频调速的基本原理2.1 变频调速工作原理交流异步电动机的转子转速可用式(1-1>表示：(1-1>式中：——定子供电电源的频率；——电动机的极对数；——电动机的转差率。
由此可见，若均匀的改变定子供电频率，则可以平滑的改变电动机的转速，即电动机的转速与供电频率成正比。
由此可知，变频调速技术的关键是如何调制出可变频率的正弦波电源。
三相交流电动机变频调速系统的设计
三相交流电动机变频调速系统的设计三相交流电动机变频调速系统的设计随着现代技术的不断发展，变频调速系统的应用越来越广泛，尤其是在工业制造领域。
三相交流电动机是工业领域中最常见的电动机类型，对其进行变频调速可以有效提高其动力性能和节能降耗。
本文将介绍三相交流电动机变频调速系统的设计。
一、系统设计原理三相交流电动机变频调速系统是由变频器、电机、电缆、传感器等组成的。
其中变频器是核心设备，具有信号变换、功率升压、矢量控制等多种功能，通过对电源供应进行变换以实现电机运行的速度调整。
传感器主要用于检测电机的运行状态和参数，并通过反馈控制系统对电机进行调整，以达到所需的运行效果。
在此基础上，经过多次尝试和验证，可以设计出高效稳定的三相交流电动机变频调速系统。
二、系统设计流程1. 选择适合的变频器选择适合的变频器是三相交流电动机变频调速系统设计的第一步。
按照电机功率和工作环境的不同，应选择不同的变频器型号和规格。
同时还应注意变频器的控制方式和输出功率，以确保系统的稳定性和可靠性。
2. 确定电机参数电机参数是三相交流电动机变频调速系统设计的关键。
主要包括额定功率、额定转速、额定电流、额定电压等参数。
通过电机参数的确定，可以选择合适的变频器、传感器等设备。
3. 设计控制系统控制系统是三相交流电动机变频调速系统设计的核心。
其主要功能是接收并处理传感器反馈的电机运行状态和参数信息，并通过相应的算法和控制方式对电机进行调整。
在设计控制系统时，应根据不同的控制要求和运行效果选择不同的算法和控制方式。
4. 确定传感器类型传感器的选择直接影响到三相交流电动机变频调速系统的稳定性和精度。
常用的传感器有电流传感器、电压传感器、速度传感器等。
在设计时应充分考虑系统的实际应用环境和控制要求，选择合适的传感器类型和规格。
5. 设计电缆及配电系统电缆及配电系统是三相交流电动机变频调速系统设计的重要组成部分。
在设计时应根据电机功率和长度选择合适的电缆规格和断路器等电器设备，以确保系统能够平稳运行。
三相交流调压调速系统设计与仿真
三相交流调压调速系统设计与仿真三相交流调压调速系统是一种常见的电力系统控制技术，广泛应用于电机驱动、风力发电、太阳能发电等领域。
调压调速系统的设计和仿真是一个重要的环节，可以通过仿真分析系统的性能、稳定性和可靠性等，从而指导实际系统的设计和运行。
首先，三相交流调压调速系统主要由三相桥式整流电路、直流侧LC 滤波器、逆变器、电机负载以及控制系统组成。
为了设计一个稳定可靠的系统，首先需要确定系统的输入电压和输出电压、电流的需求。
根据需求确定整流电路和逆变器的参数。
其次，根据确定的参数，进行系统的电路设计，包括整流电路、滤波器和逆变器。
整流电路采用桥式整流电路，可以将交流电转换为直流电；滤波器用于滤除整流电路输出的直流电中的高频脉动；逆变器将直流电转换为交流电，并输出给电机负载。
然后，设计系统的控制策略。
调压调速系统的控制策略通常包括电压闭环控制和速度闭环控制。
电压闭环控制用于控制逆变器输出的交流电电压，保持其稳定在设定值附近；速度闭环控制用于控制电机负载的转速，保持其稳定在设定值附近。
最后，进行系统的仿真。
利用电力仿真软件，可以对系统进行仿真分析，评估其性能、稳定性和可靠性。
通过仿真可以观察系统的响应过程、稳态性能以及系统动态参数等，并进行相应的调整和优化。
在仿真过程中，可以分别对电压闭环控制和速度闭环控制进行仿真。
首先，电压闭环控制仿真分析逆变器输出的交流电电压是否在设定值附近稳定；其次，速度闭环控制仿真分析电机负载的转速是否在设定值附近稳定。
通过分析仿真结果，可以发现系统的问题并进行相应的改进。
综上所述，三相交流调压调速系统的设计与仿真是一个重要的环节，可以帮助工程师评估系统性能并进行优化。
通过合理的参数选择、电路设计和控制策略，可以设计出稳定可靠的调压调速系统，满足实际应用需求。
交流电机调速综述课程设计论文
课程设计（报告）题目：交流电机调速综述学院：机电工程学院摘要最近几年，随着新型电力电子器件的不断涌现和计算机技术的飞速发展，高性能的交流电动机变频调速系统得到了广泛的应用，它的显著的节能效果和灵活的运行方式，给人们留下了深刻的印象。
本论文首先论述了变频调速的基础技术，简述了它在我国的发展和应用以及今后在这方面应做的工作；其次对系统的主电路、控制电路、电气控制电路以及实现控制的软、硬件进行了系统地分析，并对调速系统的实施方案进行了论证。
在此基础上，调速系统主电路采用了交-直-交型电路形式，并采用IGBT作为主电路的功率开关器件；根据SPWM波形的生成原理，从硬件和软件上探讨了基于MA818，用于IGBT控制的数字化PWM波形产生器的实现方法；根据系统的设计要求，选择了转速负反馈控制，提高了系统的精度和稳定度；最后完成了相应的电气控制电路。
经相关的实验及仿真波形分析，表明该系统满足预期的设计要求关键词：交流调速，变频调速，IGBT，SPWM，MA818西安工程大学课程设计（论文）目录第1章概述 (1)1.1交流变频调速技术的发展与研究现状 (1)1.2变频调速技术的优点和发展方向 (1)第2章交流变频调速异步电机. (4)2.1变频调速异步电机工作原理............................................................... ... .42.2 变频器供电对电机绝缘结构的影响. ....................................................... ... .42.3 谐波对电机效率和温升的影响. ....................................................... ... .42.4 谐波对电机噪声和振动的影响........................................... ... .5第3章系统硬件. (6)3.1 SPWM生成原理...................................................................................... .. (6)3.2 MA818结构及工作原理 (6)3.3 单片机89e28rd2特性 (7)3.4 A/D转换 (8)第4章软件 (10)4.1 数字PID控制 (10)4.2数字滤波技术 (10)4.3模数转换方式............. ........................................ . (13)4.4 MA818编程................. (14)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第1章概述1.1交流变频调速技术的发展与研究现状在过去的几十年里,世界范围的工业进步的一个重要因素是工厂自动化程度的不断提高。
交流电动机变频调速系统的仿真与实现
交流电动机变频调速系统的仿真与实现作者：夏洸来源：《企业文化·中旬刊》2013年第12期摘要：近年来，交流调速的发展迅速，其控制性能完全可以和直流调速系统相媲美。
本文首先阐述了常用的交流变频调速控制的策略。
其次，总结了交流变频调速系统设计的仿真方法及特点。
最后，说明了当前交流变频调速控制系统常见的硬件实现方案。
关键词：交流变频调速；系统仿真；硬件设计1.引言近年来，随着电力电子技术、大规模集成电路和自动控制理论的飞速发展，电机拖动控制领域取得了巨大的进步。
人们长期追求的交流调速代替直流调速的目标已经变成现实。
目前交流变频调速系统是交流电机调速方法中性能最好、效率最高的控制策略。
以调速范围宽、机械性能稳定、平滑性好为特征的变频调速的方法有很多，其中最具有代表性是：恒压频比控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制。
2.交流电机变频调速主要控制策略（1）恒压频比控制。
其原理就是在一定条件下忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，利用定子相电压代替电机的电动势即U=E，令U/f=常值实现调速。
恒压频比控制主要以气隙磁通为控制对象，不能实现转矩控制，其控制效果不佳。
（2）转差频率控制。
根据交流电动机的模型，控制电机转差频率就可实现对电机的转矩和转速控制。
但这种控制以电机静态模型为基础，在电机快速运行时很难达到理想的电机动态控制性能。
（3）矢量控制。
其原理就是将定子电流分解为相互正交的2个分量，分别代表定子电流励磁分量和电流转矩分量。
其控制效果接近直流电机的控制，具有较好的动态性能。
但矢量控制需要进行坐标变换和准确的电机参数以及解耦的定子电流的两个分量，控制难度较高。
尽管如此，矢量控制是一种比较有效的变频控制策略。
（4）直接转矩控制。
其基本思想就是使定子磁链形成六边形的磁链轨迹并通过改变磁通角的大小以达到控制电动机的目的。
这种方法可以实现对电动机磁链和转矩的直接控制，不考虑定子电流分量的解耦问题和复杂的坐标变化计算，但有关直接转矩精确控制的问题尚待进一步研究。
三相交流电动机变频调速系统的设计与仿真文献综述
学校代码：11517学号：201250712207HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING文献综述题目三相交流电动机变频调速系统的设计及仿真学生姓名专业班级学号系（部）指导教师(职称)完成时间 2014年3月25 日三相交流电动机变频调速系统的设计与仿真摘要电动机系统在工业生产活动中应用十分广泛。
2013年我国电动机年产量约为45000万千瓦，平均效率比发到国家低2-3个百分点，其拖动系统效率比发达国家低10-30个百分点。
我国采用电动机变频调速系统普遍较低，中小电动机基本是通用常规类型，还没有形成变频调速电动机系列，变频器电动机集成、智能电动机、机电一体化技术还不太成熟，与发达国家相比还有一定的差距。
随着电力电子器件的发展，以及控制理论的进步，变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善、响应速度快、节能显著等优点，已经广泛应用于电力、制造等经济领域，交流变频调速技术以其优越的性能得到迅速发展。
1.掌握51系列单片机在三相电机控制中的特点、实现方式。
2.电机控制系统核心是选用89C51单片机（专用芯片）。
3.预期目标要具备单片机主控电路、测量电路、IPM接口电路、人机对话、显示电路等。
4．确定本设计的具体方案及步骤，完成硬件系统原理图及方框图、软件流程图、软件编程。
5．系统软件的设计，通过实验仿真，使整个系统能够基本实现电机的平滑调速。
关键词：单片机/Matlab／Simulink /SPWM /变频调速1 绪论交流变频调速技术自发展以来，以其优越的性能得到迅速发展，进入21世纪伴随着电力电子器件的发展，以及控制理论进步，变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善，响应速度快、节能显著等优点，已经广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域。
电力电子器件的发展是交流变频调速技术发展的物质基础，现在，电力电子器件正在向大功率化、高频化、模块化、智能化发展，目前已广泛用于交流调速的功率模块采用IGBT。
三相交流电机的变频调速矢量控制系统设计
三相交流电机的变频调速矢量控制系统设计摘要本文阐述了矢量控制理论，提出了基于DSP的三相交流电机变频调速矢量控制系统，介绍了该系统的硬件组成以及实现方法。
关键词三相交流电机；变频调速；矢量控制；DSP随着计算机技术、自动控制技术和电力电子技术的进步，交流电机的变频调速技术有了飞速的发展，并以其卓越的性能、显著的节电效果应用于运输、家电和矿山开采等各个领域，代表了电气传动的主流方向。
早期的变频调速主要采用恒压频比控制方式，所依据的是电动机稳态等效电路和稳态转矩公式，与调速性能优异的主流传动系统相比，它的静、动态性能还不能达到直流双闭环系统的水平。
为了解决这类问题，许多学者提出了各种改进方案，而矢量控制技术的提出对于交流电机的控制理论来说具有里程碑的意义，它使得异步电动机可以实现高性能控制。
1 矢量控制技术矢量控制技术史一种高性能的交流电动机调速控制理论和控制技术，它的出发点是模仿控制直流电动机的方式来控制交流电动机，把磁场矢量的方向作为坐标轴的基准方向，采用坐标变换的方法实现交流电机的转速可磁链控制的解耦。
1.1 矢量控制的基本思路在不考虑电枢反应和磁场饱和情况下，直流电机的输出转矩为：Te=Gaf Ia If式中：Gaf表示直流电动机的运动电动势常数；Ia表示电枢电流；If表示励磁电流。
在直流电机中，由励磁电流产生的磁链与由电枢电流产生的电枢磁链是垂直的，二者在空间上自然垂直或者解耦。
也就是说，改变电枢电流对于由励磁电流产生的磁链来说不受影响；而改变励磁电流时，则只影响它本身所产生的电流，由电枢电流产生的电枢磁链则不受影响。
如果把三相异步电动机放在一个同步旋转的参考坐标系中进行控制，则稳态时的正弦变量呈现为直流量，此时的异步电动机可获得类似于直流电动机的性能特性。
1.2 矢量控制基本方程在同步旋转的MT坐标系中，将M轴方向固定在转子磁场方向，T轴与其垂直，对于笼型异步电机，由于转子短路，有um=ut=0，因此电压方程可表示为：结合磁链方程可得：上式表明，转子磁链Ψr和T轴电流iT无关，仅由M轴电流iM产生，因此，iM被称为定子的励磁电流分量。
三相永磁电机变频调速控制系统的设计
（） 流检 测 电 路 ａ电 （ ） 电压 检测 电路 ｂ
由于 主 回路 中诸如 开关 管等 器件 要频 繁 的开通 和关 断 ， 使
图３
电压 电流 检 测 电 路
作 者简 介 ： 苏许兵 （９ ５ ， ， １ ８ 一） 男 江西广 丰人 ， 汉理 工大 学信 息工程 系硕 士研 究 生 ， 究方 向为 智能控 制 。 武 研
发生器
到 此标 志时 会 自动跳 入相 应 的程序 模 块 。 面所 写 的 即为 时 间 下 片分 配程 序 的片段 。
ｉ ｆ ＿ｒ） ｆ（ ｇ ｐｇ ｉ
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可 靠 等 优 点
关 键 词 ： 流 电机 ： 弦 波 脉 宽 调 制 ； 变 器 交 正 逆
中 图分 类 号 ：Ｐ ｌ ．２ Ｔ ３１ ５
文 献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ２ ７ ０ （０ ０ ０ — １０ ０ １ ７ — ８ ０ ２ １ ）４ ０ ０ — ２
得 变 频 调 速 系 统 的 主 电 路 中 可 能 存 在 有 比较 大 的 电 流 电 压 脉
１ 系统 组 成
整 个 变频 调 速控 制 系统 主要 由整 流 电路 、 波 电路 、 变 滤 逆 电路 、 检测 与保 护 电路及 控制 电路 组成 。系统采 用交 一直 一交 电压 型变频 器结 构 ， 采用 Ｓ ＷＭ 变频 技术 。控制 电路 的核 心 由 Ｐ Ｌ Ｓ １ 理器 构成 。 Ｍ３ ６ ５处
器 、 关管驱 动 电路等 外 围器件 的 参数计 算 。 制 电路 以 Ｌ Ｓ １ 开 控 Ｍ３ ６ ５实现 Ｓ ＷＭ 信 号的输 出。 Ｐ 设计 时基 于对 系统安 全
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[9]林程森、王中帅.基于单片机控制的变频调速系统[J].科技应用，2011年5期
[10]黄灿胜，杨秀增.基于单片机实现SPWM变频调速系统设计[J].钦州学院学报，2010年6月第3期
[11]高金旺.交流异步电动机变压变频调速系统设计与仿真[J].机械设备，2011年5期
文献[14]电机车变频调速技术的研究现在已趋于成熟，但是以往都是以DSP为控制核心的SPWM设计，SPWM着眼于生成三相对称正弦电压源，而SVPWM是把PWM逆变器与电机看成一个执行机构，着眼于如何产生使电机获得恒定的圆形磁链轨迹，并且电机绕组电流波形的谐波成分更小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近于圆形，更易于数字化控制。具有DSP强大运算功能的32位ARM作为微控制器同时弥补了单DSP在控制方面的不足，节约成本并降低了系统的复杂性，在低成本的变频调速系统中有着广阔的发展前景。同时也对电机车变频调速系统的硬件和软件控制策略进行了设计，使得整个系统具有良好的调速性。
1.掌握51系列单片机在三相电机控制中的特点、实现方式。
2.电机控制系统核心是选用89C51单片机（专用芯片）。
3.预期目标要具备单片机主控电路、测量电路、IPM接口电路、人机对话、显示电路等。
4．确定本设计的具体方案及步骤，完成硬件系统原理图及方框图、软件流程图、软件编程。
5．系统软件的设计，通过实验仿真，使整个系统能够基本实现电机的平滑调速。
关键词：单片机/Matlab／Simulink/SPWM/变频调速
1 绪论
交流变频调速技术自发展以来，以其优越的性能得到迅速发展，进入21世纪伴随着电力电子器件的发展，以及控制理论进步，变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善，响应速度快、节能显著等优点，已经广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域。
结语
通过这几周在校园网上查阅各类文献资料，特别是有关变频调速系统的设计，参考各文献资料的设计思路，设计方法，对三相交流电动机变频调速系统的设计有个软硬件的指导。基于容易实现，方便操作，贴近使用的设计理念，以AT89S52单片机为核心，用单片机设计出控制三相交流异步电动机变频调速SPWM波发生器的硬件电路和汇编语言软件应用程序。设计交-直-交变频主电路，选择适合整流电路和逆变电路的开关器件。利用对称规则采样法获得SPWM波MATLAB软件在电力电子中的仿真有以下几个方面的发展：采用更有效的硬件和MATLAB软件开发功能更完善的实验用的实时仿真系统和教学仿真系统；随着电力电子技术的应用日益广泛，MATLAB软件也必将涉及到与电力电子器件、装置、系统等有关的电力电子技术仿真。
文献[8]：以dsPIC30F401 l单片机为控制器核心，设计了异步电动机变频调速控制系统。对比以往的控制系统，在人机信息交换界面和提高直流电压利用率两个方面做出了改进。文章中给出了该控制系统软件和硬件的实现方法，以及实现波形和结果。经试验表明该系统控制电机能够达到良好的变频调速效果，并且操作简单、调节精度高、稳定性好、成本低且具有较强的实用性。
文献[11]交流异步电动机变频调速在电力拖动系统中得到广泛的应用，采用变压变频调速方式是电源频率f与电压u的对应关系为恒压频比，剁用MATLAB／SIMULINK平台建模进行仿真。本文结合典型规格样机(4极5．5kW)性能实测结果．浅析交流异步电动机变压变频调速系统仿真的正确性与工程的实用性。
文献[12]随着电力电子技术的发展，用交流异步电动机来调速的愿望已经实现。其中尤以变频调速收到关注。设计引入先进的FPGA，作为其核心控制芯片。系统同时采用SPWM专用芯片SA4828。SA4828是大规模集成电路，专门用来产生三相SPWM波形。本文用FPGA控制SA4828产生三相SPWM波来控制逆变电路，从而实现对三相交流异步电动机的调速。
[5]周海军.变频世界[J].中国计算机用户，2013年9月.
[6]安达.变频调速系统电动机的选用原则[J].内蒙古石油化工，2012年第9期
[7]谢瑶.单片机控制的变频调速系统[J].武汉海阔科技有限公司，2011年5期
[8]刁亮、朱景伟.基于单片机的异步电动机变频调速系统[J].电机技术，2012年02期
文献[13]电动机的数字控制是电动机控制的发展趋势，用单片机对电动机进行控制是实现电动机数字控制的最常用的手段。本文献详尽、系统地介绍直流电动机、交流电动机、步进电动机和无刷直流电动机这些常用电动机的控制原理和采用单片机进行控制的方法。结合这些控制原理和方法的介绍，给出了单片机控制电路和软件。同时，还介绍用于电动机驱动的常用功率元器件的特性和驱动电路，用于电动机闭环控制的常用传感器的原理以及与单片机的接口电路，用于电动机优化控制的数字PID和数字滤波的算法和编程。
文献[3]电动机变频调速技术是工业部门普遍运用，最具经济值的一种电动机运行的专用技术，并可惠及社会各经济行业乃致日常生活之中。本文简要论述了变频调速技术逐步取代直流电动机的起因、技术原理以及变频调速系统的组成，相关要求选用条件等环节分析和应予注意的相关事项。
文献[4]介绍了SVPWM的基本原理及其在Matlab／Simulink环境下的仿真，并给出硬件的实现方法。在分析变频调速原理和三相异步电机的数学模型的基础上，建立三相异步电机空间矢量控制系统的仿真模型，搭建转速、电流双闭环变频调速系统。通过调节各个模块的参数，得到理想的仿真波形，实现整个系统的仿真。硬件系统则是以DSP芯片TMS320F2812为核心，设计相应的外围电路得到SVPWM波。仿真和实验的结果证明该SVPWM调制方案正确可行。
文献[16]介绍了半控型电力电子器件晶闸管；全控型电力电子器件GTO、GTR、MOSFET、IGBT及MCT等器件的特性、工作原理、主要参数及常用器件选择方法；各器件的驱动、缓冲保护及应用。分析讨论了相控整流电路、逆变电路、交流电力控制电路、直流斩波电路。
文献[17]通过分析永磁电机变频调速系统的构成和运行原理，采用DSP作为主控单元实现数字处理和SVPWM的控制算法，用智能功率模块及其外围电路完成变频主电路的变频调速系统的设计，实现了系统的硬件电路和软件算法详
文献[5]本文对变频电机交流调速系统进行开环恒压频比控制的变频调速的仿真，并根据仿真结果进行了分析，进而对变频电机磁电路设计进行考核验证，对变频电机的磁路设计具有指导意义。
文献[6]介绍了变频调速系统选用电动机时应注意电流、速度控制、容许最高频率范围及防止冲击(浪涌)电压引起电动机绝缘性能恶化。
文献[7]描述了单片机控制的PWM变频调速系统的设计方法。其中主电路采用二极管进行不可控整流，同时用PW M逆变器调压调频，用GTO开关元件组成交直交电压型变频器。变频器采用恒压频比控制方式，控制电路的核心是8051单片机，在通过键盘输入给定值并与反馈值进行比较后，将信号送给PWM调制波集成芯片HEF4752V，以产生2～5 kHZ的开关信号来控制T的导通和截止，即通过改变电压和频率得到逼真可调的正弦波形。
学校代码：11517
学号：*********207
HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING
文献综述
题目三相交流电动机变频调速系统的设计及仿真
学生姓名
专业班级
学号
系（部）
指导教师(职称)
完成时间2014年3月25日
三相交流电动机变频调速系统的设计与仿真
摘要电动机系统在工业生产活动中应用十分广泛。2013年我国电动机年产量约为45000万千瓦，平均效率比发到国家低2-3个百分点，其拖动系统效率比发达国家低10-30个百分点。我国采用电动机变频调速系统普遍较低，中小电动机基本是通用常规类型，还没有形成变频调速电动机系列，变频器电动机集成、智能电动机、机电一体化技术还不太成熟，与发达国家相比还有一定的差距。随着电力电子器件的发展，以及控制理论的进步，变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善、响应速度快、节能显著等优点，已经广泛应用于电力、制造等经济领域，交流变频调速技术以其优越的性能得到迅速发展。
文献[20]设计了一套基于TMs320F2407芯片的变频调速系统，硬件平台以DsP为核心，系统中采用SVPWM算法来实现变频调速。阐述变频调速系统的基本构成、SVPWM算法的基本原理、参数计算以及实现方法，给出SVPWM算法在DsP2407上实现的具体计算过程，经过试验，整套系统能够正常并准确工作。同时基于MATLAB／Simulink设计了仿真模型进行算法仿真，仿真波形与理论基本相符。
2主要内容
文献[1]主要介绍51系列单片机C语言学习教程，从实际应用入手,以实验过程和实验现象为主导,循序渐进地讲述51单片机C语言编程方法以及51单片机的硬件结构和功能应用。分别从入门篇、内外部资源操作篇、提高篇、实战篇和拓展篇来层层深入的展开详细讲解，便于学习。文献内容丰富,实用性强,大部分内容均来自科研工作及教学实践,许多C语言代码可以直接应用到工程项目中。
文献[2]介绍了51系列单片机的结构、基本原理、指令系统和硬件资源，重点介绍C51编程技术及其应用。通过实例以及练习不仅掌握相应知识点，而且能够通过完整的实例，快速、有效地掌握用C51语言开发51单片机的流程，并通过各章的习题掌握各章重点和难点，真正对相关知识做到融会贯通。为本设计的研究起到很好的指导意义。
文献[9]通过理论与技术分析设计了单片机变频调速控制系统并对其进行了模拟仿真。
文献[10]设计一种基于单片机实现SPWM变频调速的系统,给出了单片机实现三相交流电动机SPWM变频调速的硬件电路及采用对称规则进行采样的SPWM波形的软件方法。实践表明,该系统工作稳定,可靠性高,能用于三相交流电动机变频速度中,具有较好的实用价值。