基于DSP的异步电机变频调速系统设计+电路图(2)
3.3.1 主程序 26
3.3.2 PWM下溢中断服务子程序 28
4. 实验结果与分析 36
致谢 38
参考文献 39
附录 40
1 绪论
1.1 本课题的研究背景和研究意义
随着世界经济的不断发展，科学技术不断提高，环保和能源问题日趋成为人们争论的主题。充分有效地利用能源已成为紧迫的问题，为了寻求高效可用的能源,各个国家都投入了大量人力财力，进行不懈的努力。就目前而言，电能是全世界消耗最多的能源之一，同时也是浪费最多的能源之一，为解决能源问题必须先从电能着手，其中起代表性的就是电机的控制。电机是一种将电能转换成机械能的设备，它的用途非常广泛，在现代社会生活中随处可见电机的身影，在发达国家中生产的总电能有一半以上是用于电机的能量转换，这些电机传动系统当中90%左右是交流异步电机。在国内,电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%。并且使用中的电机绝大部分还是中小型异步电机，加之设备的陈旧，管理、控制技术跟不上，所浪费的电能甚多。能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都起着极为重要的作用。在高速增长的经济环境下，我国能源工业面临着经济增长与环境保护的双重压力。有资料表明，受资金、技术、能源价格的影响，我国能源利用效率比发达国家低很多。由此可见，在我国异步电机的变频调速系统将有巨大的市场潜能。
在电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术迅速发展的今天，电气传动技术正面临着一场历史性的革命。经过了二十多年的发展，近代交流传动逐渐成为电气传动的主流。在交流电机调速系统中，效率最高、性能最佳的是变频调速系统，因此，对变频调速的研究是当前电气传动研究中最为活跃、最有实际应用价值的工作。变频器产业的潜力非常巨大，值得强调的是，这里的“变频器产业”应该是“变频器技术产业”，或者是inverter technology产业。正如IT产业不仅限于PC一样，变频器技术产业包括所有与变频器技术相关的产业，如电力电子器件的生产、驱动保护集成电路的生产、电气传动与系统控制技术、工业应用等。
1.2 异步电机交流变频调速技术发展概况及其运用
1.2.1电机调速发展现况和趋势
电机调速是电力电子技术应用的最大领域之一,具有极大的吸引力,同时也具有较强的挑战性。它的市场异常庞大,据报道,世界上大约有100亿以上各种电机在工作,近年来,我国空调一年的产量已经超过1000万台,仅此一项市场已非常庞大;另外,其应用面极其广泛,例如机床、电动工具、电力机车、机器人、家用电器、计算机的驱动器、汽车、船舶、轧钢、造纸和纺织行业等等。同时,电机行业也是一个比较老的行业,其在工业上已应用了一个多世纪,虽然随着新材料的使用、计算机技术的发展,电机建模的改进和电机计算机辅助设计软件的不断推出,电机在功率密度、效率、可靠性等方面已与最初的电机有了很大的改进,但相对的变化比较缓慢。直流电机由于其便于控制和控制精度比较高的特点,在很长一段时间内被广泛应用,被人们认为难以被其它电机所取代,但随着电力电子技术的发展,各种新型器件和先进的控制方法在电机调速变换器系统中的应用,在很多的场合直流电机正逐渐被交流异步电机所代替。有人认为,在二十一世纪,直流电机将会在传动领域逐渐消失,而交流异步电机和其它类型电机的应用范围将逐渐增加。同步电机效率高,可工作在功率因数为1的工作状况下,在响应要求不高的场合,可以采用结构简单、成本低的变换器系统给它供电,正由于其具有上述优点,虽然同步电机价格比较高,但仍具有相当的竞争力。永磁同步电机因为具有比较高的效率,虽然其控制需要加装轴位置传感器,并且难以工作在弱磁调速区,但对于长期运行是有利的。无刷直流电机虽然价格比较高,但在低惯量、小尺寸的应用场合,优点比较显著,目前在中小功率范围应用比较普遍。另一种开关磁阻电机(SMR),其结构简单、价格低廉,但必须加装位置检测装置,转矩脉动和噪声也比较大,若对位置估测、转矩脉动和噪声问题有比较好的解决方案,这种电机有可能是交流异步电机的竞争对手。
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