500W以下的三相VF变频器设计

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1、500W以下的三相VF变频器设计作者：卢少武 卢珞先 钱成明 来源：武汉理工大学发布时间：2009-3-2915:07:45收藏评论S500W以下的三相VF变频器设计介绍以Philips公司的LPC2148为核心控制器，基于正弦脉宽调制理论，实现变 频器的VF控制并给出系统结构图。该变频器结合了功率因素补 偿技术，有效减 小用电负荷对电网的危害并增强其适应性， 达到谐波治理的目的；同时具有显著 的节能效果，突出绿色电源的安全节能性。关键词 变频器 LPC2148 功率因素补偿VF控制引言随着现代控制和计算机技术的飞速发展，交流变频调速系统的性能指标已达 到了完全可以与直流调速相媲美的程度，其卓

2、越性能使其应用范围越来越广 1。对于变频调速系统的核心部件一一变频器，小功率变频器是大公司所不重 视的，但小功率电机的应用日益广泛， 在工业自动化的运动机构，甚至于日常健 康 用品中都越来越多地用到小功率变频器。本系统采用了功率因素补偿技术， 有效减小了用电负荷对电网的危害并增强其适应性，达到谐波治理的目的，同时具有显著 的节能效果，突出了绿色电源的安全节能性。另外，采用 Philips公 司的LPC2148乍为控制器，充分利用其A/D转换、PWMJ出、串行通信等功能。 设计利用3个双边沿控制的SPWMfc形，构成三相桥主回路的控制，利用LPC2148 的捕获功能实现一路软件 PWM6制PFC

3、(Power Factor Correction) 。1 功率因素补偿(PFC)工业控制应用中电力网经常需要与整流器相连。 经典的整流器是由二极管或 品闸管组成的一个非线性电路，在电网中会产生大量的电流谐波。PFC的目的就是消除这些窄而陡的电网脉冲，这些陡的电流会引起频射干扰；更严重的是， 它的有效值比所需的负载输出功率要大。 这不仅会造成输入电机温升过高，还会 使滤波电容的温升提高并降低其可靠性2 o将PFC技术应用在boost变换器中。功率因素补偿电路的首要任务是，利用 boost变换器将沿正弦半波曲线上升和下降的不同输入电压转换为稳定的、比输入正弦电压幅值稍高的直流输出电压。 在整个正弦

4、电压的半个周期里，导通时 间由软件PWM6制，它检测到输出电压并利用误差放大器与内部基准电压进行比较，通过负反馈来设置导通时间，从而使输出电压保持定值不变。 其第2个任 务是，检测输入电网的电流并使它变为与输入电网电压同相位的正弦波。这也 需要通过调整boost变换器的导通时间来实现。导通时间由负反馈环决定，将实际 电网电流采样并与基准正弦波电流比较。这两个正弦波的差值是误差电压，由 误 差电压来调节导通时间使两个正弦波具有相同的幅值。最终控制boost变换器导通时间的电压是直流输出电压的误差电压和输入电网电流的误差电压的合成电 压。这种合成由LPC2148内部的乘法器实现，其输出与输出电压的

5、误差电压和输 入电流的误差电压的乘积成正比。2 VF控制系统的实现2.1 VF控制的硬件实现变频器是运用近代电力电子与控制技术的一种新兴产品，主要用在各种工业和民用的机电设备上。其特点是，通过改变供电频率来控制电机转速，进而达 到 提高机电设备自动化程度与节约能源的目的。VF控制电路结构简单、成本较低、机械特性硬度较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得 到广泛应用。涉及的变频器电路由主回路、驱动控制电路、人机界面、PFC功率因素校正电路、保护电路、RS485!信接口电路和辅助电源电路等几部分组成。通过对各个模块的软硬件设计，实现一个结构简单、功耗低、成本低、动态性能良好的