基于DSC的异步电动机变频调速系统设计(3)
（d） 电磁转差率离合器调速方法
电动机带动电枢及励磁绕组旋转，励磁绕组由调速控制器提供直流电源。其装置结构及控制线路简单、运行可靠、文修方便；调速平滑、无级调速；由于有电刷和滑环增加了薄弱环节，稳定性差、调速范围较低、效率低。
（3） 变频调速：改变异步电动机定子端输入电源的频率，且使之连续可调来改变它的同步转速，实现电动机调速的方法。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，节电效果明显，而且易于实现过程自动化。但是也有一下缺点：
必须有专用的变频电源，目前造价较高；
在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力降低。
根据交流异步电动机的原理分析，我们知道：定子传入转子的电磁功率Pm主要有两部分组成，由于电动机工作时转子频率很低，转子铁损耗很小，忽略不计。一部分P2=（1-s）Pm为拖动负载的有效功率，也叫总机械功率；另一部分为转差率Ps=sPm.后者与转差率s成正比。从能量转换的方面来说，电动机调速时转差功率是否变化，是以热能消耗了还是回收到电网，自然是衡量一个调速系统性能好坏的指标。可以做如下分类：
转差功率消耗型调速系统：全部转差功率都转变成热能的形式而消耗掉。系统效率最低，但是结构简单，在要求不高的某些场合有应用。
转差功率回馈型调速系统：转差功率的一部分消耗掉，大部分通过交流装置回馈给电网。节能效率最高。
转差功率不变型调速系统：无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高。
因此，变频调速是交流电动机中目前较好的一种调速方法。这个结论，是从1899年三相异步电动机诞生之日起就已经知道的，而变频调速技术却直到20世纪80年代，才真正进入实用阶段。
1.6 课题的意义
在学习和掌握数字信号控制器（DSC）dsPIC30F2010组成、工作原理的基础上，完成异步电机变频调速系统的控制电路、主电路的设计和制作、调试。
通过本课题的完成，可以使学生初步具备异步电动机变频调速系统的电路设计能力，了解dsPIC30F2010及智能功率模块IPM的功能，能够运用工具软件完成系统硬件的原理图及应版图，具备应用C30语言编制简单的应用程序的能力。提高学生的动手和实践能力。
1.7 系统的主要功能
将交流的220V电源整流，降压滤波，驱动DSC芯片，通过编译好的程序，DSC产生SPWM波驱动智能功率模块IPM中的IGBT并逆变再连接交流异步电动机，通过调节SPWM波的占空比，实现变频调速。
2. DSPIC30F2010介绍
2.1 主要内部结构
本次课程设计控制芯片选用dsPIC30F2010高性能16位数字信号控制器，dsPIC30F2010 是美国Microchip 公司推出的28 引脚高性能数字信号控制器， 由于其内部具有6 个PWM 输出模块和一个正交编码器接口，所以在电机控制中运用较广。
其具有高性能改进型RISC CPU：改进的哈佛结构，优化的C编译器指令集，83条具备灵活寻址模式的基本指令，24位宽指令，16位宽数据总线，12KB片内闪存程序空间，512字节片内数据RAM，1KB非易失性数据EEPROM，16*16位工作寄存器阵列，最大30MIPS工作，27个中断源，三个外部中断源，每一个中断具有8个用户可选择的中断优先级，4个处理器异常和软件陷阱。
电机控制PWM模块特性：6个PWM输出通道，4个占空比发生器，具备4种工作模式的专用时基，输出极性可由编程设定，用于互补模式的死区时间控制，手动输出控制，用于同步A/D转换的触发器。