交流传动控制系统设计研究

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摘要:本文主要介绍交流电机的控制使用，主要因为交流电机已经取代以前直流电机的重要作用，因此进一步研究交流调速控制，对于我们以后工业发展和节能减排等有着十分现实的意义。

关键词:STM32;交流电机;SVPWM

1绪论

如今生产生活中交流电机的使用已经远远超过了直流电机，而在交流电机中由于转子旋转的速度与旋转磁场的转速不同，分成了异步电动机和同步步电动机。前者由于负载的转速与输入电网的频率之比可以不为定值。［1］它与后者相比内部结构简单，制造、使用和维护方便、运行可靠，而且质量轻，花费成本低，因此我们把交流异步电动机作为研究对象。［2］

2系统硬件总体设计

系统的主电路采用交－直－交变压型电路。该系统主电路主要由整流，滤波以及IPM等部分组成。本文选择的控制部分也是当今使用最为广泛的STM32F1系列单片机，可用来处理反馈环节返回来的变量以及产生精确地SVPWM波来驱动IPM模块，总体框图如图1所示。2．1电流采样电路。它的主要作用是采集系统运行时的电流，通过该模块处理后返回到MCU中，电流采样电路如图2所示。2．2测速模块。本系统中我们采用的是M法，我们将它的A和B两个引脚同时进行计数。由于它每一次旋转都可以产生产生1024个脉冲。两个引脚同时计数可以让我们的结果更加精确。将这两个引脚的输入到MCU的IO口中进行处理。2．3主电路设计。它是来执行变频调速的关键环节。该电路采用的是交－直－交变压变频。如图中间经过的是直流，它采用的是大电容来进行滤波操作。本系统采用的整流器是二极管，最右侧输出的波形接近正弦波。2．4IPM选择。在选用它时，我们首先要考虑的是系统能正常运行。额定电压值计算:Un1．5Ud=1．5×540=810V额定电流值计算:In=(1．2～2)*λ*Im=(1．2～2)×1．5×槡2×8=20．34～33．9A该式中的为我们通常所说的安全裕量。λ为所有电机的过载倍数，最终选择的IPM型号为PM50RSA120。该型号的最大耐压为1200V，电流为50A。［3］

3系统软件设计

大体分为两部分即首先是主程序设计，它包括我们使用的各模块的初始化，以及使用的MCU的各部分功能的初始化，还要加一个循环语句确保程序一直可以执行。其次另外一部分是中断设计，它的作用是在上一部分程序完成的基础上，执行各种矢量算法，以及输出SVPWM波形来进行调制IPM。当有一些故障出现时也要进入中断服务函数，处理或者运行新程序使系统停止，这些程序都是在keil5下操作完成的。

4结语

本文在深入学习了解交流变频调速控制方法的基础上，设计了一套基于STM32和IPM模块的交流异步电机变频调速控制系统。介绍了主电路、控制电路等部分电路的硬件设计以及系统软件的设计，并对整个系统做了仿真与测试，验证了本系统设计方案的可行性与优越性。

参考文献:

［1］常红军．交流传动系统PSpice与Matlab仿真技术的研究［D］．河北工业大学，2006．3．

［2］任晓刚．永磁同步电机无速度传感器控制的研究［D］．西南交通大学，2014．

［3］陈桂．基于MATLAB的异步电动机矢量控制系统的仿真［J］．电子机械程，2003，(05):48－50．

作者:李帅男 单位:吉林化工学院