电压源型异步电动机变压变频调速系统设计(编辑修改稿)

电压源型异步电动机变压变频调速系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

吸收环节。 显然 ,计算机的在线计算给系统的控制带来了很大 的灵活性。 其中的 AT89C51 单片机系统是整个系统工作的核心，用于产生 SPWM 驱动信号；由四 MOSFET 管组成的逆变桥是主控电路的主要部分，因为 MOSFET 工作频率高、驱动电路简单、工作损耗低，所以较好地满足了设计要求。 图 系统结构框图 整流 环节 逆变电路 滤波环节 变压输出 判定保护 AT89C51 单片机系统 电压取样 电压取样 输入接口电路 本科生课程设计（论文） 4 第 3章 主 要 电路 的 设计 逆变电路的作用是将直流电压转换成梯形脉冲波，经低通滤波器滤波后，从而使负载上得到的实际电压为正弦波。 主电路图 图 1 三相电压型桥式逆 变电路 主电路原理分析 图 1 是采用 IGBT 作为开光器件的电压型三相桥式逆变电路，可以看成由三个半桥逆变电路组成。 图 1 的直流侧通常只有一个电容就可以了，但为了分析方便，画作串联的两个电容器并标出假象中点 N′。 和单相半桥、全桥逆变电路相同，三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是 180176。 导电方式，即每个桥臂的导电角度为 180176。 ，同一相（即同一半桥）上下两个臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差 120176。 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 本科生课程设计（论文） 5 是在同一相上下两个桥臂之间进行，因此也被称为纵向换流。 工作波形分析和绘制 对于 U 相输出来说，当桥臂 1 导通时， 239。 dUN Uu  ，当桥臂 4 导通时，239。 dUN Uu 。 因此， 39。 UNu 的波形是幅值为 2dU 的矩形波。 V、 W 两相的情况和U 相相似， 39。 VNu 、 39。 WNu 的波形形状和 39。 UNu 相同，只是相位依次相差 120176。 39。 UNu 、 39。 VNu 、39。 WNu 的波形如图 2a、 b、 c 所示。 图 2 三相电压型桥式逆变电路的工作波形 负载线电压 UVu 、 VWu 、 WUu 可由下式求出 39。 39。 39。 39。 39。 39。 UNWNWUWNVNVWVNUNUVuuuuuuuuu139。 39。 39。 39。 39。 39。 UNWNWUWNVNVWVNUNUVuuuuuuuuu 本科生课程设计（论文） 6 图 2 是依照上式画出的 UVu 波形。 设负载中点 N 与直流电源假象点 N′之间的电压为 39。 NNu ，则负载各相的相电压分别为 把上式各式相加并整理可求得 设负载为三相对称负载，则有 0 WNVNUN uuu ，于是 所以1NNu也是矩形波，如图 2e 所示，其频率为1UNu的 3 倍，幅值为其 3/1 ，即 6/dU。 图 2f 给出了利用式（ 2）和式（ 4）绘出的 UNu 的波形， VNu 、 WNu 的波形形状和 UNu 相同，仅相位依次相差 120176。 三相逆变输出的电压与电流分析类似，负载参数已知，以 U 相为例，负载的阻抗角  不一样， Ui 的波形形状和相位都有所不同，图 2g 给出的 事阻感负载下 时 Ui 的波形。 桥臂 1 中的 1V 从通态转换到断态时，因负载电感中电流 不能突变，小桥 4 中的 4VD 先导通续流，待负载电流降为零，桥臂 4 中电流反相时， 4V 才开始导通。 负载阻抗角  越大， 4VD 导通时间越长。 在1NNu 0时，0Ui 时为 1VD 导通， 0Ui 时为 1V 导通；在 01 NNu 时， 0Ui 时 4VD 导通， 0Ui时为 4V 导通。 vi 、 wi 的波形与 Ui 形状相同，相位一次相差 0120。 将三个桥臂电流相加可得到直流侧电流 di。 把桥臂 5 的电流加起来，就可得到直流侧电流 di 的波形，如图 2h 所示。 可以看出，每隔 60176。 脉动一次，而直流侧电压是基本无脉动的，因此逆变器从交流侧向直流侧 传送的功率是脉动的，且脉动的情况和 di 脉动情况)(31)(31 1111 WNVNUNWNVNUNNN uuuuuuu 43239。 39。 39。 39。 39。 39。 NNWNWNNNVNVNNNUNUNuuuuuuuuu3 本科生课程设计（论文） 7 大体相同。 这也是电压型逆变电路的一个特点。 参数计算 下面对三相桥式逆变电路的输出电压进行定量分析。 把输出线电压 展开成傅里叶级数得： 23 1 1 1( s i n s i n 5 s i n 7 s i n 1 1 . . . . . . )5 7 1 1dUV Uu t t t t       23 1s i n ( 1 ) s i nkdnU t n tn    式中， 61nk， k 为自然数。 输出线电压有效值 UVU 为 2201 2UV UV dU u d t U 基波幅值 1UVmU 和基波有效值 1UVU 分别为 1 23 1 .1dU V m dUUU； 11 6 0 . 7 82U V mU V d dUU U U   接 下来，我们再对负载相电压 UNu 进行分析。 把 UNu 展开成傅里叶级数得 2 1 1 1( s in s in 5 s in 7 s in 1 1 . . . . . . )5 7 1 1dUN Uu t t t t        2 1= si n si nndnU。