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基于AT89C51单片机的变频调速控制系统设计

发布时间:2020-06-30 18:27:34 阅读: 来源:燃气阀厂家

1.概述

本文引用地址:在电气传动领域中,随着自关断器件技术水平的不断提高,脉宽调制技术(简称PWM技术)也日趋成熟。PMW交流变频调速以其高效率、高功率因数、输出波形好、结构简单等优点,在井下风机、水泵、造纸机等设备中得到了广泛的应用。将单片机应用于交流变频调速系统,可有效地避免传统调速方案中的一些缺点,达到了提高控制精度的目的[1],其特点:

(1)采用单片机可以使绝大多数控制逻辑通过软件实现,简化了电路。

(2)单片机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,可以实现较为复杂的控制。

(3)无零点漂移,控制精度高。

(4)可以提供人机界面,多机连网工作。

根据国内外有关变频调速的最新研究成果及研究动向,参阅大量的文献、资料,本着先进性与成熟性兼顾、标准化、可靠性、连续性、及时性的系统设计原则,设计了如图1所示的系统结构框图。

图1系统结构框图图2整流电路整个电路分为三大部分:主回路、驱动电路以及用单片机控制PWM产生器的控制电路,另外还有过流检测和保护电路,这样使得系统工作更稳定、可靠。

2.系统主回路设计

2.1整流滤波电路的设计

为了给逆变器提供一个稳定的直流电压,需要将电网输入的交流电进行整流。通常整流电路可分为可控整流和不可控整流。可控整流可以使系统的功率因数接近l,并且具有较小的纹波,频率高,可降低较小幅值的滤波电容。但是采用可控整流电路会使得系统成本上升,并且控制电路复杂。

目前比较经济可靠的方案,一般都是采用二极管整流,使电网功率因数与逆变输出电压无关而接近于1。在本系统中,我们采用了三相二极管不可控整流,如图2所示,采用它无需控制电路驱动,电路简单、可靠,成本低,缺点就是纹波较大,需采用较大幅值的滤波电容。

2.2三相逆变电路的设计

三相交流负载需要三相逆变器,在三相逆变电路中,应用最广的是三相桥式逆变电路[2]。采用IGBT作为可控元件的电压型三相逆变电路如图3所示,可以看出电路由三个半桥组成。

图3三相逆变电路图4IR2110驱动半桥电路电压型三相逆变桥的基本工作方式与单相逆变桥相同,是导电方式,即每个桥臂的导电角度为,同一相(同一半桥)上下两个臂交替导电,各相开始导电的时间依次相差。这样,在任一瞬间,将有三个桥臂同时导通。可能是上面一个臂,下面两个臂,也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行的,因此,也被称为纵向换流。用T记为周期,只要注意三相之间互隔T/3(T是周期)就可以了,即B相比A相滞后T/3,C相又比B相滞后T/3。

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