交流电机变频_工频运行切换锁相同步控制系统.pdf

交流电机变频／I频运行切换锁相同步控制系统 陈文娅(控制理论与控制工程) 指导教师：张加胜(教授) 摘要 传统的变频／工频运行切换控制只能实现交流电动机在切换前后运 行频率和转向(相序)的一致，而由于切换前后交流电源的相位不同， 往往会导致电机的电流和转矩发生较大的瞬时冲击性波动，对变频器、 电网、电机及其负载都会带来严重冲击，同时会产生刺耳的噪声污染、 缩短设备寿命，甚至会导致设备损坏。 本课题以单片机数字化测控技术为核心，研究开发一种交流电机变 频／工频运行切换锁相同步控制系统。主要研究内容包括：(1)强、弱电 信号的频率与相位检测；(2)应用C8051F系列单片机实现包含变频器的 锁相环(PLL)控制；(3)通过软件编程和系统调试完成变频／工频平滑 切换的锁相同步控制系统。本论文设计实现了一种将变频器作为锁相环 路中的一个环节一压控振荡器的系统组成方案；提出了一种鉴频／鉴相组 合分时切换和以PI调节器取代低通滤波器的PLL新型控制方法；针对变频 器输出PWM电压基波相位检测的困难，提出了一种新型PWM波相位检 测电路和参数设计方法。 本系统经单片机配合外围硬件实现智能化软件分析判断，通过PLL 闭环自动调节变频器输出频率，与电网达到同频同相后，产生控制切换 指令信号，使接触器发生切换，实现变频／I频平滑切换的锁相同步控制。 通过计算机仿真和实验研究结果，证明了本系统方案及检测与控制方法 的正确性与可行性。 关键词：锁相环，单片机，相位检测，同步切换控制 Ⅱ The Phase—Locked Controi of SynchronizationSystem AC Variable Motor l Work Frequency FrequencySwitching CHEN andControl Wen—ya(ControlTheory Engineering) DirectedProfessorZHANG by Jia-sheng Abstract Traditionalvariable control frequency／work frequencyswitching make and ACmotor systems only frequencyturning(phasesequence)of identical differenceofAC switchingaround，as powersupplyphases canresultin around，often instantaneousoffluctuationsof switching impact motorcurrentand Call serious to bring transduc