模块八交流调速系统

科技创新与应用Ｊ　２０１３年第２期　科技创新　

交流调速系统的设计　

周丹　裴久玲　

（新疆阿拉尔市塔里木大学机械电气化工程学院，新疆阿拉尔８４３３００）　

摘要：动力系统的控制要求不断提高，在上世纪６０年代以前，直流调速系统在调速领域中站占治地位，而在全控型功率开关器　件出现以后，交流调速才得到了长足的发展，特别是集成电路的出现，使用合适的调速方式（如ＰＷＭ调速），使得交流调速动态和　

静态特性完全可以和直流调速相媲关，在本课题着重研究了现代交流调速系统中的变压变频调速，以及现在已经运用成熟的电　

压空间矢量调速系统，来解决本课题的调速问题。　

关键词：交流调速系￣Ｅ；ＰＷＭ调速；规模集成电路；电力电子器件　

１交流调速控制的选择　

现阶段的变压变频调速的控制方式，矢量控制系统：根据磁链的　是否闭环又可以分为直接矢量控制和间接矢量控制，她们都具有非常　

良好的动态和静态性能，调速范围也很宽在实践中得到了普遍的运用；　

不足之处是动态性能受电动机参数影响。　在本课题的设计中选择间接矢量控制方法即—磁链开环转差型矢　

量控制。　２电动机类型的选择　按照本课题的设计要求，以５００ＫＷ的电动机为被控对象，那么电　

动机就选择西安电动机厂生产的ＪＳ１４１０－－４型三相交流异步电动机。　

在电动机参数测量问题上，一般都是同过电动机空载和短路试验　

测的，但是因为条件的限制，对以上电动机的参数直接给出：　２．１三相交流鼠笼转子异步电动机，△型连接　

２．２功率：５００ＫＷ　

２．３额定电压：６ＫＶ　２．４额定电流：５７Ａ　

２．５额定转速：１４８５　

２．６电动机效率：９３－３％　

２．７电动机的功率因数：０．９２　３主电路元器件的计算　

主电路的动能介绍　主电路采用典型的交一直一交电压源通用变频器结构，输入功率级　

采用三相桥式不可控整流电路ｕＩ，整流输出环节由大容滤波，获得平滑　

的直流电压，逆变部分通过功率开关器件有规律的导通和关断产生变　

压变频的电压。　主电路中主要是对整流器和逆变器电力电子器件的计算　

实验三 单闭环不可逆直流调速系统实验

一、实验目的

(1)了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。

(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。

(3)认识闭环反馈控制系统的基本特性。

二、实验所需挂件及附件序号型 号备 注

1DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。

2DJK02 晶闸管主电路

3DJK02-1三相晶闸管触发电路该挂件包含“触发电路”、“正反桥功放”等几个模块。

4DJK04 电机调速控制实验 I该挂件包含“给定”、“调节器I”、“调节器II”、“转速变

换”、“电流反馈与过流保护”、“电压隔离器”等几个模

块。

5DJK08可调电阻、电容箱

6DD03-3电机导轨﹑光码盘测速

系统及数显转速表

7DJ13-1 直流发电机

8DJ15 直流并励电动机

9D42　三相可调电阻

10慢扫描示波器自备

11万用表自备

三、实验线路及原理

为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和

多闭环系统)。对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，而对调速指标较高的则采用

多闭环系统。按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。在单闭环系统

中，转速单闭环使用较多。

在本装置中，转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号，经“转速

变换”后接到“速度调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较经放大后，得到移相控

制电压Uct，用作控制整流桥的“触发电路”，触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极

之间，以改变“三相全控整流”的输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。电机的转

速随给定电压变化，电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定，速度调节器采用P（比

例）调节对阶跃输入有稳态误差，要想消除上述误差，则需将调节器换成PI(比例积分)调

节。这时当“给定”恒定时，闭环系统对速度变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电

压波动时，电机的转速能稳定在一定的范围内变化。

在电流单闭环中，将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈信号加到“电

单片机控制双向可控硅导通角的计算公式

一、概述

1. 单片机控制在现代电子设备中广泛应用，其中双向可控硅是一种重要的半导体器件。

2. 本文旨在探讨单片机控制双向可控硅导通角的计算公式，帮助读者更好地理解和应用相关知识。

二、双向可控硅简介

1. 双向可控硅是一种三端触发型器件，可同时控制正向和反向的导通。

2. 双向可控硅的导通角是指整个交流周期内双向可控硅的导通时间。

三、单片机控制双向可控硅的原理

1. 单片机通过输出脉冲控制双向可控硅的导通。

2. 利用单片机的定时器模块生成高精度的脉冲信号，来控制双向可控硅的导通角度。

四、双向可控硅导通角的计算公式

1. 双向可控硅导通角的计算公式为：

α = (UD / Uπ) * 180°

其中，α为双向可控硅的导通角；UD为双向可控硅的导通电压；Uπ为双向可控硅的触发电压。

2. 通过该公式，可以根据双向可控硅的导通电压和触发电压，计算得到双向可控硅的导通角度。

五、实例分析

1. 以某型号双向可控硅为例，其导通电压UD为0.7V，触发电压Uπ为0.5V。

2. 代入计算公式，可得该双向可控硅的导通角α为：

α = (0.7 / 0.5) * 180° = 252°

该双向可控硅的导通角为252°。

六、结论

1. 本文通过探讨单片机控制双向可控硅导通角的计算公式，帮助读者更好地理解了相关知识。

2. 通过计算公式，可以方便地计算得到双向可控硅的导通角度，为单片机控制相关电路的设计和工程应用提供了参考。

七、参考资料

1. 《电子器件手册》

2. 《单片机应用技术》

以上便是本文的全部内容，希望对读者有所帮助。八、实际应用场景

1. 双向可控硅作为电力电子器件，在工业控制系统中有着广泛的应用，例如交流调压调速系统、电力变流器、热功率控制系统等。

基于80C196MC的异步电动机变频调速系统的硬件设计

摘要:变频调速以其广泛的应用范围、优异的调速性能和节能高效等优点被广泛应用。本文基于80C196MC单片机,构建了变频调速系统,住要进行了变频调速系统的硬件设计。

关键词:80C196MC 单片机 电动机变频调速 硬件设计

随着智能功率模块以及新型电力电子器件的研发,以及计算机技术的应用和现代控制理论的发展,在交流调速技术领域也出现了不少新的控制策略,交流调速已经开始全面取代直流调速。在这其中,变频调速以其广泛的应用范围、优异的调速性能和节能高效等优点被广泛应用。本文拟基于80C196MC单片机,实现对异步电机的变频调速系统的硬件设计。

1 变频调速系统介绍

本文所设计的单片机控制的变频调速系统主要组成部分为由滤波环节、整流器、逆变器、控制回路及检测环节等。其主要特点为:

1)系统采用典型交-直-交电压源型变频器结构作为其主电路,为限制过大的充电电流,设置串联限流电阻R1。否则,在不用限流电阻的情况下,会有相当大的充电电流在系统合闸时出现,可能会导致滤波大电容和整流模块烧毁。只在电容刚开始充电时,限流电阻才进行限流,继电器K当电容两端的电压充到一定值时会有吸合动作,目的是短路限流电阻R1。

电路中电阻R4、二极管VD、和电容C2构成一个典型的吸收缓冲电路。用电阻R2和R3分压进行电容电压的检测,分别控制过压保护电路和继电器K。采用三菱公司智能 IGBT 模块作为功率器件。功率器件具有可靠性高、驱动电路简单等优点,内含过流、过压、过热保护。

2)系统控制电路的构成有 80C196MC 的电路板,以及以80C196MC为核心分别扩展的模拟信号处理板和数字信号处理板,完成的功能包括频率给定、低频补偿给定、按键选择调制方式及显示等,在综合处理各种故障信号后,将最终的总的故障信号传输至EXETINT

故障中断入口。

2 系统主电路的设计

在系统主电路的设计中,本文以三相异步电动机为例,对各个部分电路作用原理及元件参数机型详细介绍。三相笼型异步电动机参数为:UN=220V,PN=100W, n=1400r/min,IN=0.48A, 使用Y接法。