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毕业设计-用于井下通风系统中的防爆变频器设计，共58页，26798字，附设计图纸、开题报告、实习报告
摘要
本文介绍了一种新型的用于井下通风系统中的防爆变频器。变频技术随着微电子学、电力电子技术、电子计算机、自动控制理论等的发展已经进入一个崭新的时代，而把变频技术应用在煤矿的井下通风系统中，使井下在局扇的使用率和节能方面都有重大的意义。
本装置的控制方法采用最优的空间电压矢量调制PWM（SVPWM）法。与传统的SPWM法相比，它具有算法简单、控制方便、谐波成份和转矩脉动小等优点。
主电路采用交-直-交电压型结构，由6个IGBT构成逆变器，由IR2130对IGBT进行驱动，因而主电路结构简单易调，开关频率较高。并详细地论证了其控制原理并给出了系统全部设计电路。
本文所设计的原理性样机已达到要求的基本指标。
关键词：变频调速 空间电压矢量PWM EPLD IGBT IR2130

Abstract
This paper has introduced a kind of is new to ventilate the frequency converter of explosion proof in system under well. The technology of frequency conversion has entered a brand-new times along with the development of microelectronics, power electronic technology and computer, automatic control theoretical etc., and the well that applies the technology of frequency conversion in coal mine takes off ventilation system , makes well take off energy saving and the utilization rate in department fan aspect has important meaning.
The control method of this installation is made with optimum space voltage vector PWM( SVPWM) law. Compared with traditional SPWM law, it is simple that it has algorithm , control convenient, harmonic composition and torque pulsation little etc. advantage.
Main circuit adopts to deliver - is straight - delivers voltage type structure, is formed by 6 IGBTs into inverter , drive by IR2130 for IGBT, thus the structure of main circuit is simple and easy to adjust , switch frequency is higher. And have expounded and proved and expounded and proved its control principle in detail and have given system all design circuits.
The principle prototype designed by this paper has reached the basic index of requirement.
Key Words:VVVF Space Vector PWM (SVPWM) EPLD IGBT IR2130

目录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1 防爆变频器的概述 1
1.2 现代防爆变频器的基本结构 2
1.3 防爆变频器的术语 2
1.4 三相异步交流电机的变频调速及方法 2
1.4.1三相异步电机工作的基本原理 2
1.4.2异步电机变频调速的基本控制方式 3
1.4.3其它控制方式 5
1.5 SVPWM（空间电压矢量PWM）控制技术 5
1.5.1PWM技术的概况 5
1.5.2SVPWM法的基本原理 6
1.5.3恒磁通控制的实现 10
第2章 防爆变频器总体设计 11
2.1 电路的设计 11
2.2 防爆外壳设计 11
2.2.1密封性 12
2.2.2防爆性 12
2.2.3热管 12
第3章 系统电路设计 13
3.1 电路总体设计 13
3.2 主电路的工作原理 15
3.2.1泵升电压保护电路 17
3.2.2过压保护电路 18
3.2.3逆变器功率器件IGBT的选择 20
3.3 过压保护电路的参数计算 20
3.4 开启电源限流电路的参数计算 21
3.5 驱动电路 21
3.6 模拟及上位机控制方式设定输出频率电路 23
3.7 接口电路 25
3.8 电源电路 25
第4章 变频器隔爆外壳的设计 26
4.1 关于隔爆外壳及隔爆接合面的介绍 26
4.2 隔爆外壳的结构及设计参数 26
4.3 接线盒装置 27
第5章 防爆外壳中热管的设计 28
5.1 热管技术 28
5.2 传统散热方式及缺陷 28
5.3 变频器隔爆外壳用热管散热器 29
5.3.1隔爆型热管散热器结构： 29
5.3.2隔爆型热管散热器的工作 30
第6章 经济技术分析 31
6.1 技术性 31
6.2 经济性 31
第7章 结论 32
参考文献 33
专题 35
1 绪论 35
2传统的起重机控制系统存在的问题 37
3变频调速装置的选用 38
4电动机的选用 39
5起重机的变频调速电路及注意事项 40
6结论 40
附录I 41
致谢 53

设计一种新型的用于井下通风系统中的防爆变频器。变频技术随着微电子学、电力电子技术、电子计算机、自动控制理论等的发展已经进入一个崭新的时代，而把变频技术应用在煤矿的井下通风系统中，使井下在局扇的使用率和节能方面都有重大的意义。目前市场销售的防爆变频器的控制多半为V/f比恒定控制，它的应用比较广泛，特别是在风机、泵及土木机械等方面应用较多,V/f比恒定控制的突出优点是可以进行电机开环速度控制。
研究目标、内容和关键问题、采取的研究方案，及本项目的创新之处和可行性分析：
研究目标：设计一台用于井下通风系统中的变频器。其主要作用是提高井下局扇的工作效率和节能，同时合理排放瓦斯。
研究内容：1 选用的变频调速控制方式是V/F比恒定控制，从而实现了恒磁通变频器调速即恒转矩调速。
2 选用了最优的PWM方法即SVPWM法，此法不仅思想先进、实现方法简单易行，而且直流电压利用率高、输出电流谐波成分小。
以CPLD作为控制器的核心器件，即解决了MCU的低速问题、复位问题、PC跑飞问题。主回路采用交-直-交电压型结构，非常适用于交流调速系统。
选用6只IGBT构成三相桥式逆变器，IGBT开关速度快、耐压高、承受电流大、驱动简单。
采用IR2130作为IGBT的驱动芯片，它不仅可以产生可靠的驱动信号，而且可以在发生故障时对被驱动的IGBT进行快速有效的保护。
共有三种变频器控制方式：按键控制、模拟控制、上位机控制。
变频器可以控制电机的启动和正反转并显示其运行状态。
变频器具有过流保护、泵升电压保护和过压保护三种保护功能。
关键问题：通风系统，防爆变频器，热管技术等，
研究方案：
创新点： 采用变频技术，使风扇的使用率和节能方面都有显著提高，对于推动我国煤矿企业中的技术人员更深入地了解变频控制技术及应用情况是很有益处的。
可执行性：风扇的使用率和节能方面都有显著提高，更能提高井下对爆炸的安全系数。随着工业化进程的发展，对传动方式提出了可调速拖动的更高要求，是变频技术的发展空间很大，更具有很大得发展潜力。
绪论
1．背景
2．本课题研究的主要内容
3．国内外智能电表抄表系统的发展趋势
系统介绍
井下通风系统的组成
防爆变频器的工作原理
硬件配置
井下气体中甲烷含量增多时，能合理排放
变频器对局扇工作时使其节能
整理资料，画电路图、程序流程图
总结与展望