交流傳動控制系統設計研究

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摘要:本文主要介紹交流電機的控制使用，主要因為交流電機已經取代以前直流電機的重要作用，因此進一步研究交流調速控制，對于我們以后工業發展和節能減排等有著十分現實的意義。

關鍵詞:STM32;交流電機;SVPWM

1緒論

如今生產生活中交流電機的使用已經遠遠超過了直流電機，而在交流電機中由于轉子旋轉的速度與旋轉磁場的轉速不同，分成了異步電動機和同步步電動機。前者由于負載的轉速與輸入電網的頻率之比可以不為定值。［1］它與后者相比內部結構簡單，制造、使用和維護方便、運行可靠，而且質量輕，花費成本低，因此我們把交流異步電動機作為研究對象。［2］

2系統硬件總體設計

系統的主電路采用交－直－交變壓型電路。該系統主電路主要由整流，濾波以及IPM等部分組成。本文選擇的控制部分也是當今使用最為廣泛的STM32F1系列單片機，可用來處理反饋環節返回來的變量以及產生精確地SVPWM波來驅動IPM模塊，總體框圖如圖1所示。2．1電流采樣電路。它的主要作用是采集系統運行時的電流，通過該模塊處理后返回到MCU中，電流采樣電路如圖2所示。2．2測速模塊。本系統中我們采用的是M法，我們將它的A和B兩個引腳同時進行計數。由于它每一次旋轉都可以產生產生1024個脈沖。兩個引腳同時計數可以讓我們的結果更加精確。將這兩個引腳的輸入到MCU的IO口中進行處理。2．3主電路設計。它是來執行變頻調速的關鍵環節。該電路采用的是交－直－交變壓變頻。如圖中間經過的是直流，它采用的是大電容來進行濾波操作。本系統采用的整流器是二極管，最右側輸出的波形接近正弦波。2．4IPM選擇。在選用它時，我們首先要考慮的是系統能正常運行。額定電壓值計算:Un1．5Ud=1．5×540=810V額定電流值計算:In=(1．2～2)*λ*Im=(1．2～2)×1．5×槡2×8=20．34～33．9A該式中的為我們通常所說的安全裕量。λ為所有電機的過載倍數，最終選擇的IPM型號為PM50RSA120。該型號的最大耐壓為1200V，電流為50A。［3］

3系統軟件設計

大體分為兩部分即首先是主程序設計，它包括我們使用的各模塊的初始化，以及使用的MCU的各部分功能的初始化，還要加一個循環語句確保程序一直可以執行。其次另外一部分是中斷設計，它的作用是在上一部分程序完成的基礎上，執行各種矢量算法，以及輸出SVPWM波形來進行調制IPM。當有一些故障出現時也要進入中斷服務函數，處理或者運行新程序使系統停止，這些程序都是在keil5下操作完成的。

4結語

本文在深入學習了解交流變頻調速控制方法的基礎上，設計了一套基于STM32和IPM模塊的交流異步電機變頻調速控制系統。介紹了主電路、控制電路等部分電路的硬件設計以及系統軟件的設計，并對整個系統做了仿真與測試，驗證了本系統設計方案的可行性與優越性。

參考文獻:

［1］常紅軍．交流傳動系統PSpice與Matlab仿真技術的研究［D］．河北工業大學，2006．3．

［2］任曉剛．永磁同步電機無速度傳感器控制的研究［D］．西南交通大學，2014．

［3］陳桂．基于MATLAB的異步電動機矢量控制系統的仿真［J］．電子機械程，2003，(05):48－50．

作者:李帥男 單位:吉林化工學院