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为了配合某公司委托开发的一个产业化项目:开发一台设计容量为2.2kW,输入为交流三相电压380V,波动范围±15%,频率50/60Hz,输出为交流三相电压0~380V,频率0~400Hz,电流5A的通用变频器,本课题主要研究了通用变频器的软件设计。论文首先讲述了通用变频器的发展概况,接着介绍了本课题的硬件调试平台,然后系统地介绍了通用变频器的软件设计,最后介绍了操作面板的软硬件设计。
以DSP为主CPU的变频器软件编程是本课题的重点也是难点,在软件设计一章,笔者结合软件设计、调试时的方法技巧,以模块化程序设计思想为指导,从程序设计时的几个主要模块,系统地讲述了变频器各种复杂功能的实现,主要包括SVPWM波的生成,DSP的串行外设接口在实现非易失性数据存储中的应用,DSP的串行通信接口在实现操作面板操作模式中的应用,A/D转换模块在频率给定,电压、电流检测时的处理程序,通用变频器端子操作模式的软件实现,以及变频器保护和自动电压调节等功能的实现。
近年来,变频调速技术以其显著的节电效果、优良的调速性能以及广泛的适用性,已成为电气传动发展的主流方向。本课题从实用性角度出发设计通用变频器的软件,目前在国内市场上充斥着大量的从国外进口的变频器,性能上与国产变频器相当的产品,在价格上要高于国内产品的1/3,而且国外企业在售后服务方面更是费用昂贵,为了改变这种现状,也为了占有更大的国内市场,本课题开始自主研发通用变频器,实现变频器的各项功能,以期能满足一部分用户的需要,对以后进一步研发变频器也有重要的指导意义。
课题中采用SVPWM技术生成PWM波来控制逆变器工作,这种方法是从电动机的角度出发,目标是使交流电动机产生圆形磁场,大大提高了电压的利用率。U/f控制是异步电动机变频调速最基本的控制方式,它是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压,使电动机磁通保持恒定,在较宽的调速范围内,有较高的电动机效率,本课题中采用这种控制方式设计的通用变频器应用领域非常广阔,可应用于风机、泵类机械的节能运转及生产线的电气传动等。目前,交流调速的发展十分迅速,打破了过去直流拖动在调速领域中的统治地位,交流调速拖动已进入了与直流拖动相抗衡的时代,并有取代的趋势,同时,能源紧张所提出的节能、降耗需求,也为变频器的应用提供了更广阔的空间,这些都给变频器企业带来了更多发展契机,通用变频器软件的设计也有深远的价值。