通用变频器的仿真设计

中国矿业大学毕业论文（设计）开题报告课题名称：1. 本课题所涉及的内容国内（外）研究现状综述本课题所涉及的内容是：交流异步电动机原理的了解、熟悉与应用，通 用变频器的原理，通用变频器的主电路设计，通过MATLAB软件仿真完成 实验，以获得数据。本课题重点是通过设计变频器电路及参数的选取，建立 数学模型进行计算机仿真并在此基础上达到硬件实现的要求。众所周知，由于结构上的原因，直流电动机存在保养困难，寿命较短、 难以应用于易燃易爆气体的恶劣环境。而且结构复杂，造价高，难以制造大 容量、高转速和高电压的直流电动机。而交流电动机则可以弥补直流电动机 的这些不足。而近年开发的新技术，使交流调速基本都能满足工业要求，且 节能省钱，因此交流有取代直流的趋势。而与传统的交流拖动系统相比，利用变频器对交流电动机进行调速控 制的交流拖动系统有许多优点，下面简单介绍一下变频调速控制系统的主要 优点。(1) 在许多情况下，使用变频器的目的是节能，尤其是对于在工业中 大量使用的风扇、鼓风机和泵类来说，通过变频器进行调速控制可以代替传 统上利用挡板和阀门进行的风量-流量和扬程的控制，所以节能效果非常明 显。因为以节能为目的的调速运转对电动机的调速范围和精度要求不咼，所 以通常采用在价格方面比较经济的通用型变频器。对于现有的进行恒速运转 的异步电动机来说，只需在电网电源和现有的电动机之间接入变频器和相应 设备，就可以利用变频器实现调速控制，而无需对电动机和系统本身进行大 的设备改造。(2) 在采用了变频器的交流拖动系统中，异步电动机的调速控制是 通过改变变频器的输出频率实现的。因此，在进行调速控制时，可以通过改 变变频器的输出频率使电动机工作在转差较小的范围，电动机的调速范围较 宽，并可以达到提咼运行效率的目的。(3) 对于利用普通的电网电源运行的交流拖动系统来说，由于电动 机的起动电流较大并存在着与起动时间成正比的功率损耗，所以不能使电动 机进行高频度的起停运转。而对于采用了变频器的交流调速系统来说，由于 电动机的起停都是在低速区进行而且加减速过程都很平稳，使得功耗和发热 都较小，可以进行较高频度的起停运转。基于交流变频调速系统的更加宽广的应用范围，更大的发展空间及其优越的调速性能, 电子专业的学生来说，对变频器交流调速理论的学习和实践都是非常重要的，具有深i 义。2. 本课题有待解决的主要关键问题(1) 对通用变频器原理的掌握(2) 系统各项参数的设计，包括：异步电动机参数、变频器参数等； (3通用变频器主电路的设计；(4) 系统数学模型的建立，包括：变频器数学模型、电机数学模型模型 等；(5) 系统计算机仿真，参数调整等。3. 对课题要求及预期目标的可行性分析(包括解决关键问题技术和所需条 件两方面)通过对变频器参数的设定，控制方式的选取与整定能较好的实现交流异步电动机的正反转控制、软启动控制，保证电机满足系统的实际应用需求。(1) 可实现双极性可逆控制，在机床驱动系统、提升系统等方面有实际 的应用意义；(2) 提高了交流系统的总体效率和功率因数；4. 完成本课题的工作计划及进度安排 设计共计用时15周，具体安排如下：3月6日至3月30日：查找参考资料(书籍和文献)，阅读有关文献资料;4月1日至4月10日：初步构思所设计的变频器，对参数，电路等有初步 的想法4月11日至4月20日：对系统进行计算机仿真和调节器参数设计；4月21日至5月11日：撰写毕业论文；5月12日至一6月20日：进一步完善论文并准备毕业答辩。5. 参考书目陈伯时电力拖动自动控制系统(第3版) 机械工业出版社2005.7尹丽春大庆石油大学变频调速系统特性参数的分析与预测张燕宾 变频器应用教程 机械工业出版社说明：1. 本报告前4 项内容由承担毕业论文（设计）课题任务的学生独立撰写；2. 本报告必须在第八学期开学两周内交指导教师审阅并提出修改意见；3. 学生须在小组内进行报告，并进行讨论；4. 本报告作为指导教师、毕业论文（设计）指导小组审查学生能否承担该毕业设计（论文）课题和是否按时完成进度的检查依据，并接受学校的抽查。