具有CAN接口的中低压变频器研究与设计

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中图分类号：
TN773
具有 CAN 接口的中低压变频器
研究与设计
检测技术与自动化装置
陈 芳
许伟明 副教授 左小五讲师
二○一二年一月
学校代码：10252
学 号：092370316
上海理工大学硕士学位论文
具有 CAN 接口的中低压
变频器研究与设计
姓 名 陈芳
系 别 光电信息与计算机工程学院
专 业 检测技术与自动化装置
研究方向 嵌入式系统
指导教师 许伟明 副教授 左小五 讲师
学位论文完成日期 2012 年1月
University of Shanghai for Science and Technology
Master Dissertation
Research and Design Middle-Low Voltage
Converter with CAN Interface
Name Fang Chen
Department School of Optical-Electrical and
Computer Engineering
Specialty Detection Technology
and Automatic Equipment
Research Direction Embedded System
Supervisor Associate professor Weiming Xu
Lecturer Xiaowu Zuo
Complete Date January 2012
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的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名：
年 月
摘 要
电动机是工矿企业中使用数量最多、应用面最广的电气设备之一，因此电动
机的运动控制与企业的产品质量及效益息息相关。另外，由于交流电动机具有价
格低、适应性强、易实现高速及大容量化、维修简单等优点，因此交流电机调速
已逐渐取代直流电机调速。交流电机变频调速在动态响应、频率范围、调速精度、
功率因数、输出性能、低频转矩、工作效率、使用方便等方面是以往的交流调速
方式所无法比拟的，因此交流电机变频调速已成为交流调速的主要方式，其优越
性主要体现在两个方面：一是节电效果显著；二是调速性能卓越。
PWM 技术是交流变频调速领域里的一项关键技术，
在
变频调速技术的发展
过程中起着重要的作用，
而
恒压频比控制(U/f)又是通用变频器中使用最为广泛的
一种控制方式，因此，本课题是以三相交流异步电动机作为被控对象，以
dsPIC33FJ64GS610 为处理器，采用电压空间矢量 PWM(SVPWM)技术实现对交流
电机的恒压频比控制。
本文讨论了变频器的工作原理，对恒压频比控制方式作了介绍，并对其关键
技术 PWM 技术中的正弦脉宽调制技术 SPWM 及电压空间矢量脉宽调制技术
SVPWM 作了详细的论述，重点分析了 SVPWM 技术。在 MATLAB/SIMULINK 软
件平台上
，
用其模块库、S函数构建了三相异步电动机和 SVPWM 的仿真模型且
进行了仿真试验，仿真试验结果表明，此系统的控制性能及精度良好。在硬件方
面，以 dsPIC33FJ64GS610 为控制器，分别对主电路、检测电路、保护电路、驱
动电路及 CAN 通讯接口电路进行了设计。在软件方面，对系统的主程序及部分
子程序键盘处理子程序、CAN 通讯子程序、U/f 控制子程序进行了设计。
关键词：变频调速 恒压频比控制 变频器 dsPIC33FJ64GS610
SVPWM 建模仿真 CAN 通讯
ABSTRACT
Motor is one of electrical equipments which is the largest number and the most
widely used in industrial and mining enterprises, so the motion control of motor is
closely related to the product quality and efficiency of enterprise. In addition, there are
many advantages with AC motor such as lower price 、good adaptability 、easy to
achieve high-speed and large capacity、simple maintenance etc, so the DC motor speed
regulation has been gradually replaced by the AC motor speed regulation. In dynamic
response 、frequency range 、speed regulation accuracy 、power factor 、output
performance、low-frequency torque、work efficiency、ease of use and other aspects, the
past AC speed adjustment mode can not compare to AC variable-frequency speed
regulation, so AC variable-frequency speed regulation has become the main way of AC
speed regulation, its advantage is mainly embodied in two aspects: one is the power
saving effect is remarkable; the other one is the performance of speed regulation is
excellence.
The PWM technology is a key technology in the field of AC variable-frequency
speed regulation, it plays an important role in the development process of variable
frequency technology, the constant U/f control is a control mode which is the most
widely used in general-purpose converter, therefore, this topic is based on three-phase
AC asynchronous motor as a controlled object, dsPIC33FJ64GS610 as the processor,
adopt the Space Vector PWM(SVPWM)technology to achieve constant U/f control to
AC motor.
This paper discusses the working principle of the converter, a brief introduction
on constant U/f control, discusses SPWM technology and SVPWM technology in
detail, analyses the SVPWM technology. Using the module library 、S-function in
MATLAB/SIMULINK software platform built the simulation model of three-phase
asynchronous motor and SVPWM, also simulated them, the simulation results show
that both the control performance and accuracy of the system is good. As for hardware,
using dsPIC33FJ64GS610 as the controller, main circuit、detection circuit、protection
circuit、drive circuit and CAN communication interface circuit are designed. As for
software, designed the main program of the system and part of subroutines such as
keyboard handling subroutine 、CAN communication subroutine 、U/f control
subroutine.
摘要：

中图分类号：TN773具有CAN接口的中低压变频器研究与设计检测技术与自动化装置陈芳许伟明副教授左小五讲师二○一二年一月学校代码：10252学号：092370316上海理工大学硕士学位论文具有CAN接口的中低压变频器研究与设计姓名陈芳系别光电信息与计算机工程学院专业检测技术与自动化装置研究方向嵌入式系统指导教师许伟明副教授左小五讲师学位论文完成日期2012年1月UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyMasterDissertationResearchandDesignMiddle-LowVoltageConverterwithCANInterfa...

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