1 引言 目前,变频调速已广泛应用于石油化工、家电等诸多领域,在变频调速的控制理论不断发展的同时,与之相应的控制手段和技术也朝着数字化与软件化方向迅速发展。电力电子技术的发展为交流调速奠定了物质基础,电力电子器件正在向大功率化、高频化、模块化、智能化方向发展。所以变频器在满足各项性能指标的同时,减小体积、简化控制、降低成本是目前面临的问题之一。当前应用比较广泛的控制方法虽然控制效果比较好,但过于复杂。本文设计的变频器专门针对小功率电机,具有体积小,成本低的优点。2 系统组成 变频器的整体结构如图 1 所示。 图 1 变频器的结构图 整个系统主要有两部分组成,即控制电路和主回路。控制电路是以嵌入式微控制器 AT89C51 为核心,主回路由整流电路和智能功率模块(IPM)组成。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,其结构紧凑、性能稳定、工作可靠。在整个系统中,控制系统给主回路提供控制波形,并担负起全系统的控制和监护。 SA4828 发出的 6 路 PWM 控制信号,通过 IPM 电源及光电耦合器进行隔离之后,输出给 IPM 逆变器,控制 IPM 直接加在异步电动机上的输出信号,实现对电机的变频调速功能。当 IPM 检测电路检测到有故障时将一路信号送到 SA4828,SA4828 的输出 PWM 波立即变成低电平,从而关断 IPM。另一路送给单片机进入中断处理程序。3 主电路的参数选择 电机参数为额定功率 0.75kW,额定电流 2.1A,额定电压 380V。 整流器的输入电压为单相工频交流电,当没加滤波电容时,单相桥式整流电路输出的平均直流电压为: 由 加上滤波电容后,Udc 的最大值可达到交流线电压的峰值:3.1 整流二极管模块的参数计算 整流二极管的选择应从电机在最大负载电流下仍能可靠工作的情况下考虑。所以流过二极管的电流有效值为:式中,Im 为电机最大负载电流峰值,其值一般取为电机额定电流的 5~6 倍。故二极管的额定电流为: 二极管的耐压值为: 式中,U21 为变压器二次线电压有效值。根据市场供货情况选择二极管整流模块的参数为 1000V,30A。 3.2 滤波电容的选择 当输入单相线电压为 220V 时,整流输出的最大电压是 311V,考虑到电压为 10%的波动,则最大输出可达 342V,因此滤波电容的耐压值应在此电压之上,并有一定的安全裕度,故取滤波电容的耐压值为 450V。 理论上,滤波电容的值越大越好,但考虑到体积成本等因素,电容...