比較近幾年，隨著化工行業(yè)新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，高性能的交流電動機變頻調(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，對變頻調(diào)速技術(shù)原理作了定量分析，其次設(shè)計出變頻調(diào)速電路。系統(tǒng)采用廉價單片機和SPWM產(chǎn)生芯片方案，減小了設(shè)計成本并且易于控制。

　　隨著電力電子技術(shù)及自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展，帶動著交流傳動與控制技術(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，而且比較大程度的改變了傳統(tǒng)的控制理念和制造工藝，推動了技術(shù)的進步。深入了解交流傳動與控制技術(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

　　1.1 變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　變頻調(diào)速技術(shù)是一種以改變電機頻率和改變電壓來達到電機調(diào)速目的的技術(shù)。它改變了直流電機調(diào)速固有的缺點，節(jié)省了電能。變頻調(diào)速技術(shù)對交流電機來說是比較好的調(diào)速控制方案，其在工業(yè)發(fā)達國家已得到廣泛應(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。

　　1.2 變頻調(diào)速技術(shù)未來發(fā)展趨勢

　　交流變頻調(diào)速是異步電動機比較有發(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)展趨勢主要表現(xiàn)在以下方面：

　?。?）向?qū)Ｓ眯头较虬l(fā)展；

　　（2）向人性化方向發(fā)展；

　?。?）易用性不斷提高；

　?。?）功率結(jié)構(gòu)模塊化；

　?。?）智能化；

　　（6）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

　　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-D6六個二極管組成不可控全波整流橋。對于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機在制動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)動電路中功率管的信號來自于控制電路，主要由電源板、驅(qū)動板、CPU板組成。

　　電源板主要作用是為系統(tǒng)中各個弱電部分提供電源，設(shè)計中采用開關(guān)電源，進一步減小了系統(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)動板主要由SPWM專用芯片SA4828組成，產(chǎn)生有驅(qū)動能力的信號驅(qū)動功率管。

　　CPU板采用廉價的AT89C51單片機，控制方便，抗擾能力強。

　　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，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世紀的首要的傳動技術(shù)，利國利民。