|
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。工厂里的生产线一般包括一个或多个可变速的电机传动装置,用于大功率传送带、机械手、桥式吊车、钢材扎制生产线以及塑料和合成纤维生产线等。50年代以前，所有这些应用都需要使用直流电机传动，交流电机由于其固有的以同步或几乎同步于电源的频率运行，所以难以真正的调节或平滑的改变速度。然而，直流传动存在的诸如运行中产生火花、对环境要求叫高、电刷易于磨损、维护麻烦等等的自身结构上的问题促使人们不断寻求更好的解决问题的方法。一般来说，交流传动与相当的直流传动相比通常有价格方面的优势，而且具有较少维护、较小的电机尺寸和更高的可靠性。然而对这些传动系统可利用的控制灵活性是非常有限的，而且它们的应用主要局限在风机、泵和压风机等应用方面，其速度只需要粗略调节而对暂态响应和低速特性没有严格要求。用于机床、高速电梯、测功器、矿井提升机等的传动装置，有更加复杂的要求，而且必须提供允许调节多个变量的灵活性，例如速度、位置、加速度和转矩等。这样的高性能应用，一般在速度闭环下要求高速段保持高于0.5%的调速精度和至少20：1的宽调速范围，以及高于50rad/s的快速暂态响应。以前，这样的传动装置几乎全部是直流电机的应用领域，并根据具体应用的需要配置各种结构的AC-DC变换器。然而，采用适当控制的感应电动机传动在高性能应用上已胜过直流传动，并且交流传动更加广泛的应用于计算机外围设备的传动、机床和电动工具、机器人和自动装置的传动、电动汽车和电器火车传动等等。
经过近三十年的发展，交流调速电气传动已上升为电气调速的主流，正在越来越广泛的领域取代传统的直流调速传动。
......
目录
第一章 前言
第二章 系统方案论证
第三章 系统主电路设计
第四章 系统控制电路设计
第五章 系统电气控制线路设计
参考资料
『1』 黄俊，王兆安编. 电力电子变流技术『M』. 北京：机械工业出版社，1999.12
『2』 姜立东等编注. VHDL语言程序设计及应用『M』. 北京：邮电大学出版社，2001.8
『3』 北京理工大学ASIC研究所. VHDL语言100例详解. 北京：清华大学出版社，2001.3
『4』 王占奎等编. 交流变频调速应用例集『M』. 北京：科学出版社，1995，1～11
『5』 李爱云，张承慧编著. 现代逆变技术及应用『M』. 北京：科学出版社，2000，62～64
『6』 陈国呈编著. PWM变频调速及软开关电力变换技术『M』. 北京：机械工业出版社，2000.3
『7』 张燕宾编著. SPWM变频调速应用技术『M』. 北京：机械工业出版社，1997.12
『8』 毛明. 一种新型通用变频调速器的设计『D』. 四川：四川大学，2001
『9』 张金柱. 新型全数字化SPWM变频器的研制『D』. 广西：广西大学，2001.5
『10』 许振茂编著. 变频调速装置及其调试、运行与维护『M』. 北京：兵器工业出版社，1994.2
『11』 梁彤. 低成本通用变频器的研究与开发『D』. 太原：华北工学院，2001
『12』 吴守箴，臧英杰编. 电气传动的脉宽调制技术『M』.北京：机械工业出版社，1998，
『13』 胡崇岳编. 现代交流调速技术『M』，第二版. 北京：机械工业出版社，1998，34～45
『14』 杨亚玲. 基于DSP的变频调速系统及其可视化的研究『D』. 广西：广西大学，2002.5
『15』 黄俊，王兆安主编. 电力电子技术『M』，第四版. 北京：机械工业出版社，2000，
『16』 任志远，王琪. 逆变焊机中IGBT散热及过热保护技术的研究『J』. 矿业研究与开发,Jun.2000, Vol.20,No.3:27～28
『17』 张立，赵永健编著. 现代电力电子技术——器件、电路及应用『M』. 北京：科学出版社，1995
『18』 成兰，乔金富. 变频器逆变元件IGBT保护环节的设计『J』. 纺织高校基础科学学报，Dec.，1998,Vol.11,No.4 : 371～375
『19』 王正仕，许德鸿. 一种IGBT的实用驱动电路『J』. 电气传动，1999年，第6期
『20』 杨岳峰，张奕黄. IGBT的瞬态保护和缓冲电路『J』. 电机电器技术，2003年第3期：10~11
『21』 王秀清，畅卫功等. PWM变频调速系统驱动电路和保护电路的研究『J』. 天津轻工业学院学报，No.3 2000 : 36～40
『22』 孙文焕，程善美，董玮等. 现场可编程逻辑器件在变频调速系统中的应用『J』. 电气传动，2001年第1期：3～7
『23』 王振红主编. VHDL数字电路设计与应用实践教程『M』. 北京：机械工业出版社，2003.6
『24』 赵俊超等主编. 集成电路设计VHDL教程『M』. 北京：北京希望电子出版社，2002.8
『25』 卢毅，赖杰 编著. VHDL与数字电路设计『M』. 北京：科学出版社，2001.4
『26』 全国大学生电子设计竞赛组委会编. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选（1994~1999）. 北京：北京理工大学出版社，2003.3 : 8～9
『27』 陆坤，李之权，张义中等编. 电子设计技术『M』. 四川：电子科技大学出版社，1997.5
『28』 张乃国主编. 电源技术『M』. 北京：中国电力出版社，1998.10 : 67~81
『29』 郑萍 主编. 现代电气控制技术（25）『M』. 重庆：重庆大学出版社，2000.12
『30』 A.Cheriti, A Rugged Soft Commutated PWM Inverter for AC Drives, IEEE PESC’90
『31』 Altera
简单介绍
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，他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PWM波形的生成原理，采用VHDL语言，从硬件和软件上探讨了基于CPLD，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和直流电源的设计。
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。
|
