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随着工业技术的发展,变频调速器的应用越来越广泛,它显著的节能效果和灵活多变的运行方式,给人们留下了深刻的印象。虽然目前抽油机电机也有的采用了变频调速技术来实现节能,但是由于变频器大多都是从国外进口,其价格昂贵,影响了它的普及和推广应用。如何在提高变频器性能的同时尽量地降低其价格,是一个非常值得研究的问题。
本文针对这一情况,并顺应当前变频器集成化、高频化、模块化的发展趋势,决定采用性能价格比很高的专用集成电路SA4828和智能功率模块(IPM)开发一种低价格、高性能、具有实用价值的通用变频调速器。SA4828是MITEL公司于90年代末推出的专门为感应电机的变频驱动而设计的一款集成电路,它采用双缘调制技术,能够产生精确的SPWM脉冲,并且它能在紧急情况下快速关断脉冲,保护逆变器和电机。IPM是集门极驱动和短路、过流、欠压、过热保护功能于一体的IGBT功率器件。系统采用V/F控制方式,由于模块具有完善的保护措施,使该变频器既有较好的运行性能,又有安全稳定的运行状态,不会因为各种故障而轻易损坏。新型集成元件的采用也使得系统的开发周期缩短,生成信号简洁可靠,避免了分立元器件的离散性,使整机结构简洁,成本降低。
本文详细地分析、设计了该通用变频器的硬件电路及控制程序,介绍了两种最主要的集成元器件:SA4828和IPM模块7PM50RLA120,以及它们与AT89C51构成变频调速系统的应用。本文还分析了硬件电路中产生的干扰问题,并提出相应的抗干扰措施。最后用Matlab进行了系统仿真,并给出了实验波形。