1.概述

　　在電氣傳動領域中，隨著自關斷器件技術水平的不斷提高，脈寬調制技術（簡稱PWM技術）也日趨成熟。PMW交流變頻調速以其高效率、高功率因數、輸出波形好、結構簡單等優點，在井下風機、水泵、造紙機等設備中得到了廣泛的應用。將單片機應用于交流變頻調速系統，可有效地避免傳統調速方案中的一些缺點，達到了提高控制精度的目的[1]，其特點：

　　（1）采用單片機可以使絕大多數控制邏輯通過軟件實現，簡化了電路。

　　（2）單片機具有更強的邏輯功能，運算速度快，精度高，有大容量的存儲單元，可以實現較為復雜的控制。

　　（3）無零點漂移，控制精度高。

　　（4）可以提供人機界面，多機連網工作。

　　根據國內外有關變頻調速的最新研究成果及研究動向，參閱大量的文獻、資料，本著先進性與成熟性兼顧、標準化、可靠性、連續性、及時性的系統設計原則，設計了如圖1所示的系統結構框圖。

圖1系統結構框圖

圖2整流電路

　　整個電路分為三大部分：主回路、驅動電路以及用單片機控制PWM產生器的控制電路，另外還有過流檢測和保護電路，這樣使得系統工作更穩定、可靠。

2.系統主回路設計

　　2.1整流濾波電路的設計

　　為了給逆變器提供一個穩定的直流電壓，需要將電網輸入的交流電進行整流。通常整流電路可分為可控整流和不可控整流。可控整流可以使系統的功率因數接近l，并且具有較小的紋波，頻率高，可降低較小幅值的濾波電容。但是采用可控整流電路會使得系統成本上升，并且控制電路復雜。

　　目前比較經濟可靠的方案，一般都是采用二極管整流，使電網功率因數與逆變輸出電壓無關而接近于1。在本系統中，我們采用了三相二極管不可控整流，如圖2所示，采用它無需控制電路驅動，電路簡單、可靠，成本低，缺點就是紋波較大，需采用較大幅值的濾波電容。

　　2.2三相逆變電路的設計

　　三相交流負載需要三相逆變器，在三相逆變電路中，應用最廣的是三相橋式逆變電路[2]。采用IGBT作為可控元件的電壓型三相逆變電路如圖3所示，可以看出電路由三個半橋組成。

圖3三相逆變電路

圖4IR2110驅動半橋電路

　　電壓型三相逆變橋的基本工作方式與單相逆變橋相同，是導電方式，即每個橋臂的導電角度為，同一相（同一半橋）上下兩個臂交替導電，各相開始導電的時間依次相差。這樣，在任一瞬間，將有三個橋臂同時導通。可能是上面一個臂，下面兩個臂，也可能是上面兩個臂下面一個臂同時導通。因為每次換流都是在同一相上下兩個橋臂之間進行的，因此，也被稱為縱向換流。用T記為周期，只要注意三相之間互隔T/3（T是周期）就可以了，即B相比A相滯后T/3，C相又比B相滯后T/3。