最近幾年，隨著化工行業(yè)新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，高性能的交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。本論文首先論述了變頻調(diào)速的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)原理作了定量分析，其次設(shè)計(jì)出變頻調(diào)速電路。系統(tǒng)采用廉價(jià)單片機(jī)和SPWM產(chǎn)生芯片方案，減小了設(shè)計(jì)成本并且易于控制。

　　隨著電力電子技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，帶動(dòng)著交流傳動(dòng)與控制技術(shù)迅速發(fā)展，數(shù)字控制的交流調(diào)速正在逐漸取代模擬控制的直流調(diào)速。交流變頻調(diào)速技術(shù)不但大大節(jié)省了電能，而且最大程度的改變了傳統(tǒng)的控制理念和制造工藝，推動(dòng)了技術(shù)的進(jìn)步。深入了解交流傳動(dòng)與控制技術(shù)的走向，具有十分積極的意義。

　　1 目前變頻調(diào)速技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

　　1.1 變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　變頻調(diào)速技術(shù)是一種以改變電機(jī)頻率和改變電壓來達(dá)到電機(jī)調(diào)速目的的技術(shù)。它改變了直流電機(jī)調(diào)速固有的缺點(diǎn)，節(jié)省了電能。變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)交流電機(jī)來說是最好的調(diào)速控制方案，其在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已得到廣泛應(yīng)用。但國內(nèi)自行開發(fā)和生產(chǎn)能力還很弱，很大程度上依賴于國外技術(shù)，因此變頻調(diào)速技術(shù)在我國有很大的發(fā)展空間和市場(chǎng)。

　　1.2 變頻調(diào)速技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)

　　交流變頻調(diào)速是異步電動(dòng)機(jī)最有發(fā)展前途的調(diào)速方法。總的來說，變頻調(diào)速技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下方面：

　?。?）向?qū)Ｓ眯头较虬l(fā)展；

　?。?）向人性化方向發(fā)展；

　?。?）易用性不斷提高；

　　（4）功率結(jié)構(gòu)模塊化；

　?。?）智能化；

　?。?）內(nèi)置電抗器減小諧波影響。

　　2 變頻調(diào)速技術(shù)原理分析

　　該硬件系統(tǒng)主要包括主電路與控制電路兩個(gè)部分。其中主電路包括交-直-交變頻電路，控制電路包括AT89C51單片機(jī)控制模塊、SA4825 SPWM波模塊及外圍輸入控制設(shè)備模塊。

　　3.2 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)主電路的主要功能是通過半導(dǎo)體器件的通斷把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源。

　　主電路如圖2所示，

　　由圖可知，電路主要由交-直部分和直-交部分組成。

　　3.2.1交-直部分

　　D1-D6六個(gè)二極管組成不可控全波整流橋。對(duì)于380V的額定電源，一般二極管反向耐壓值應(yīng)選1200V。輸入交流電壓經(jīng)過整流橋整流和電容C濾波后變?yōu)橹绷麟娫础?/p>

　　3.2.2直-交部分

　　V1-V6為IGBT絕緣柵雙極型功率管，構(gòu)成逆變電路的主要器件，也是變頻器的核心元件。把直流電逆變頻率，幅值都可調(diào)的交流電。與之相并聯(lián)的續(xù)流二極管的作用是把在電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)過程中將再生電流返回直流通路，并為逆變管V1-V6在交替導(dǎo)通和截止的換相過程中提供通道。

　　驅(qū)動(dòng)電路中功率管的信號(hào)來自于控制電路，主要由電源板、驅(qū)動(dòng)板、CPU板組成。

　　電源板主要作用是為系統(tǒng)中各個(gè)弱電部分提供電源，設(shè)計(jì)中采用開關(guān)電源，進(jìn)一步減小了系統(tǒng)的功耗，提高效率。開關(guān)電源提供的低壓電源有：±5V、±15V 、±24V向CPU其附屬電路、控制電路、顯示面板等提供電源。

　　驅(qū)動(dòng)板主要由SPWM專用芯片SA4828組成，產(chǎn)生有驅(qū)動(dòng)能力的信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率管。

　　CPU板采用廉價(jià)的AT89C51單片機(jī)，控制方便，抗擾能力強(qiáng)。

　　4 展望

　　變頻調(diào)速除節(jié)電外，還有增產(chǎn)、降耗、優(yōu)質(zhì)的效果。由于它具有體積小、重量輕、精度高等優(yōu)點(diǎn)，深受使用人員歡迎，變頻調(diào)速確是節(jié)能、降耗、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的理想設(shè)備，是邁入21世紀(jì)的首要的傳動(dòng)技術(shù)，利國利民。