基于单片机的交流异步电机驱动器设计.docx

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基于单片机三相交流异步电机驱动器的设计

摘要

本文从研究背景及其意义出发，探讨了三相异步电动机变频驱动器在现代工业控制中的重要地位，并分析了国内外在该领域的研究现状。

本文详细阐述了三相异步电动机变频驱动器的相关理论基础，包括其发展历程、控制方式（如变压变频控制、矢量控制、直接转矩控制）以及PWM技术（如正弦波脉宽调制(SPWM)技术和消除指定次数谐波的PWM(SHEPWM)控制技术）。同时，对三相交流异步电动机的原理、等效电路以及电压空间矢量系统进行了介绍。在系统硬件设计部分，本文首先给出了系统硬件的总体设计方案，随后详细分析了整流电路、滤波电路以及基于IPM的逆变电路（包括自举电路、吸收电路、驱动电路和保护电路）的设计。此外，还探讨了馈电逆变电路的设计，特别是再生制动状态和泵生电压对系统的影响。在系统软件设计方面，本文详细描述了主程序、中断服务程序以及子程序模块的设计。子程序模块中，特别关注了电流及转速检测、按键与LCD显示以及PID调节等关键功能的实现。

最后，本文通过对三相交流异步电机驱动器设计的全面探讨，为相关领域的研究和实践提供了有价值的参考。通过本研究，不仅能够深入理解三相交流异步电机驱动器的工作原理和控制策略，还能够为实际工程应用提供有效的技术支持。

关键词：三相交流异步电机；驱动器设计；变频驱动器；PWM控制技术

DESIGNOFACASYNCHRONOUSMOTORDRIVERBASEDONSINGLE-CHAPMICROCOMPUTER

Abstract

Startingfromtheresearchbackgroundandsignificance,thisarticleexplorestheimportantpositionofthree-phaseasynchronousmotorvariablefrequencydrivesinmodernindustrialcontrol,andanalyzestheresearchstatusinthisfieldathomeandabroad.Next,thisarticleelaboratesonthetheoreticalbasisofthree-phaseasynchronousmotorvariablefrequencydrives,includingtheirdevelopmenthistory,controlmethods(suchasvariablevoltagevariablefrequencycontrol,vectorcontrol,directtorquecontrol),aswellasPWMtechnology(suchassinewavepulsewidthmodulation(SPWM)technologyandPWM(SHEPWM)controltechnologythateliminatesspecifiedharmonics).Atthesametime,theprinciple,equivalentcircuit,andvoltagespacevectorsystemofthree-phaseACasynchronousmotorswereintroduced.Inthehardwaredesignpartofthesystem,thisarticlefirstpresentstheoveralldesignschemeofthesystemhardware,andthenanalyzesindetailthedesignofrectificationcircuit,filteringcircuit,andIPMbasedinvertercircuit(includingbootstrapcircuit,absorptioncircuit,drivingcircuit,andprotectioncircuit).Inaddition,thedesignofthefeedinginvertercircuitwasalsoexplored,especiallytheimpactofregenerativebrakingstateandpumpgeneratedvoltageonthesystem.In