【正文】 ，因此，驅(qū)動(dòng)電路必須能提供足夠的驅(qū)動(dòng)電流和功率。柵極電阻過(guò)大，器件的開(kāi)關(guān)速度降低，開(kāi)關(guān)損耗增大，也會(huì)降低其工作效率和對(duì)其安全運(yùn)行造成危險(xiǎn)，所以柵極電阻的上限受到開(kāi)關(guān)損耗的限制。EXB840引腳定義如下:引腳1用于連接反偏置電源的濾波電容,引腳2和9分別是電源和地,引腳3為驅(qū)動(dòng)輸出,引腳4用于連接外部電容器,防止過(guò)流保護(hù)誤動(dòng)作(一般場(chǎng)合不需要這個(gè)電容),引腳5為過(guò)流保護(hù)輸出,引腳6為集電極電壓監(jiān)視端,引腳14和15為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端,其余引腳不用。 EXB840組成的驅(qū)動(dòng)電路4 控制回路設(shè)計(jì)控制回路是為變頻器的主電路提供通斷信號(hào)的電路，其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)控制。以下將介紹SPWM技術(shù)工作原理和設(shè)計(jì)中所選用能產(chǎn)生SPWM波芯片SA4828的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。由于場(chǎng)控自關(guān)斷器件的不斷涌現(xiàn)。若采用等脈寬PWM調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)變頻與變壓，由于輸出矩形波中含有較嚴(yán)重的高次諧波，會(huì)危害電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。當(dāng)正弦值為最大值時(shí)，脈沖的寬度也最大，而脈沖間的間隔最??；當(dāng)正弦值較小時(shí)，脈沖的寬度也小，而脈沖間的間隔則較大，那么這樣的電壓脈沖系列就可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大為減小，這種調(diào)制方式稱(chēng)為正弦波脈寬調(diào)制[9]。提高載波(三角波)的頻率，是減小SPWM調(diào)制波中諧波分量的有效方法。 SPWM波生成方法采用模擬電路的優(yōu)點(diǎn)是完成三角波與正弦波的比較并確定輸出脈沖寬度的時(shí)間很短，幾乎瞬間完成。在本設(shè)計(jì)中選用SA4828。下圖給出了其引腳排列示意圖和原理框圖[11]。CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。、：Intel(Motorola)總線(xiàn)控制write、read信號(hào)。（2）輸出類(lèi)管腳說(shuō)明RPHB、YPHB、BPHB：這些引腳通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制逆變橋的R、Y、B相的下臂開(kāi)關(guān)管。ZPPR：零相位脈沖輸出端。當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí)，進(jìn)行各種必要的處理[12]。當(dāng)輸入電源電壓過(guò)高，將使直流側(cè)電壓過(guò)高。因此有必要對(duì)系統(tǒng)的電壓進(jìn)行保護(hù)。過(guò)壓設(shè)定值從電位器上取出。 欠壓產(chǎn)生的原因有兩種：一是輸入的交流電壓長(zhǎng)時(shí)間低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。欠壓保護(hù)電路的原理與過(guò)壓保護(hù)電路類(lèi)似。當(dāng)取樣電壓低于設(shè)定值時(shí)(欠壓情況下)，比較器輸出低電平，光耦器件導(dǎo)通，輸出低電平保護(hù)信號(hào)。因此故障自診斷功能就是由單片機(jī)控制發(fā)出各種等效故障信號(hào)，檢測(cè)對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路是否動(dòng)作，若動(dòng)作則說(shuō)明保護(hù)電路正常，反之說(shuō)明保護(hù)電路本身有故障，應(yīng)停機(jī)對(duì)保護(hù)電路進(jìn)行檢查，直到顯示器顯示正常為止。這里采用瑞士LEM 公司生產(chǎn)的霍爾效應(yīng)磁場(chǎng)補(bǔ)償式電流傳感器來(lái)進(jìn)行電流的檢測(cè)。它的性能的好壞及工作的正常與否對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)有著重要的影響。[15]。虛擬寄存器R14,R15的地址：000EH，000FH，使單片機(jī)能在異常情況下封鎖SA4828的輸出，（ ）,測(cè)量調(diào)試波的頻率，用于顯示。5 變頻器軟件設(shè)計(jì) 流程圖。 初始化編程時(shí)R0—R5各寄存器內(nèi)容76543210R0FRS2FRS1FRS0CFS2CFS1CFS0R1PDT6PDT5PDT4PDT3PDT2PDT1PDT0R2PDY5PDY4PDY3PDY2PDY1PDY0R3AC00WS1WS0R4WD15WD14WD13WD12WD11WD10WD9WD8R5WD7WD6WD5WD4WD3WD2WD1WD0 (1)載波頻率設(shè)定。(2)調(diào)制波頻率范圍設(shè)定。(3)最小刪除脈寬設(shè)定。SA4828的工作順序是先刪除最窄脈沖，然后在延遲，應(yīng)是延遲前的最小刪除脈寬。脈沖延時(shí)為: （54）式中：的二進(jìn)制數(shù)即是脈沖延遲時(shí)間設(shè)定字。： 波形選擇對(duì)應(yīng)波形WS1WS2波形00純正弦波01增強(qiáng)型10高效型(6)幅值控制。當(dāng)每次向控制寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)用這個(gè)常數(shù)重置看門(mén)狗，即叫醒一次。R0～R5各寄存器的內(nèi)容見(jiàn)下表。（3）正反轉(zhuǎn)選擇正反轉(zhuǎn)選擇位 /R控制三相PWM輸出的相序。輸出禁止位。（6）看門(mén)狗選擇看門(mén)狗選擇位WTE。s，死區(qū)延遲時(shí)間為6181。為了顯示調(diào)試波頻率，必須測(cè)量ZPPR引腳的輸出脈沖周期，其周期的倒數(shù)就是調(diào)制波頻率?？赡軙?huì)出現(xiàn)周期大于16位的T0所能定時(shí)的最長(zhǎng)時(shí)間。① 載波頻率設(shè)定字由式（51）可得： 取=4，所以=3。反算調(diào)制波頻率范圍為：=所以寄存器R0的值應(yīng)為010XXO11B，即43H。⑤波形選擇字和AC設(shè)定選用高效波形，選擇字是10；紅相控制幅值，AC=0。調(diào)制波頻率字計(jì)算可由（56）式得：===1074 式中和的點(diǎn)位相同，因此，是無(wú)因次量。SPEED： MOV R2，04H ；做乘法準(zhǔn)備，求字 MOV R3，32H ；將1074（0432H）作為被乘數(shù)MOV R6，00H MOV R7，30H ；乘數(shù)為 LCALL QMUL ；調(diào)用乘法子程序MOV A，R7 ；積的低8位送入SA4828寄存器R0MOV DPTR，0000H ；指向R0MOVX DPTR, A MOV A,R6 ；積的次低8位送入SA4828寄存器R1INC DPTR ；指向R1MOVX DPTR, A INC DPTR ；指向R2 MOV A,20H ；將20H中存放的位控制參數(shù)送寄存器R2MOVX DPTR, AMOV A,0FFH ；求調(diào)制波幅值控制字MOV B,31H ；送BMUL AB ；255MOV R2, 00H ；準(zhǔn)備做除法MOV R3, 00HMOV R4,B ；將積作為被除數(shù)MOV R5, AMOV R6, 64HMOV R7,64H ；除以100LCALL NDIV ；調(diào)除法子程序MOV A,R5 ；商送入SA4628的寄存器R3INC DPTR ；指向R3MOVX DPTR, AMOV DPTR,000FH ；指向R15MOVX DOTR,A ；將寄存器中的值寫(xiě)入SA4828控制寄存器SETB TR0 ；開(kāi)始定時(shí)RET（3）中斷子程序設(shè)計(jì)本例中選用的中斷源有2個(gè)：T0中斷和中斷。因?yàn)?051使用12MHz的時(shí)鐘頻率，一個(gè)機(jī)器周期是1us，所以調(diào)制波頻率的計(jì)算公式為：=0F4240H，也是一個(gè)3字節(jié)的數(shù)，因此，上式是一個(gè)3字節(jié)的除法運(yùn)算。① 雙字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)乘法子程序(R2R3)(R6R7)=(R4R5R6R7)QMUL: MOV A, R3MOV B, R7MUL ABXCH A, R7MOV R5, BMOV B, R2MUL ABADD A, R5MOV R4, A CLR AADDC A, BMOV R5, AMOV A, R6MOV B, R3MUL ABADD A, R4XCH A, R6XCH A, BADDC A, R5MOV R5, AMOV F0, CMOV A, R2MUL ABADD A, R5MOV R5, ACLR AMOV , CMOV C, F0ADDC A, BMOV R4, ARET② 雙字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)除法子程序當(dāng)滿(mǎn)足（R2R3）＜（R6R7）時(shí)，（R2R3R4R5）247。 早期的MATLAB主要用于解決科學(xué)和工程的復(fù)雜數(shù)學(xué)計(jì)算問(wèn)題。在SIMULINK平臺(tái)上，拖拉和連接典型的模塊就可以繪制仿真對(duì)象的模型框圖，并對(duì)模型進(jìn)行仿真。，有了電力系統(tǒng)模塊庫(kù)，該模塊庫(kù)主要由加拿大Hydro Quebec和TECSIM International公司共同開(kāi)發(fā)。整流器為二極管三相橋式不控整流器或大功率晶體管組成的全控整流器，逆變器是大功率晶體管組成的三相橋式電路，其作用正好與整流器相反，它是將恒定的直流電交換為可調(diào)電壓，可調(diào)頻率的交流電。其中系統(tǒng)交直交仿真圖如下：圖61 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)圖三相交流經(jīng)全橋整流濾波后電壓波形趨于平穩(wěn)，其波形如下：圖62 整流濾波電壓波形整流后波形已基本趨于平滑直流，經(jīng)三相電壓型逆變電路逆變后Uab相電壓波形類(lèi)似正弦的pwm波，其波形如下：圖63 逆變Uab線(xiàn)電壓波形經(jīng)LCL濾波后波形為正弦波，其波形如下：圖64 濾波后Uab線(xiàn)電壓波形將整流逆變后三相電壓驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)速波形如下：圖65 三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速波形其電磁轉(zhuǎn)矩Te波形如下:圖66 電機(jī)Te波形圖67 電機(jī)轉(zhuǎn)子電流波形圖68 電機(jī)定子電流波形結(jié)論本文以SPWM方法為理論基礎(chǔ)，以8051,SA4828為核心器件，在分別討論了它們的原理和特點(diǎn)后，設(shè)計(jì)了一種電壓型交直交變頻器，本設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn): (1)選用的變頻調(diào)速控制方式是比恒定控制，從而實(shí)現(xiàn)了恒磁通變頻調(diào)速即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 (6)采用SA4828作為IGBT的驅(qū)動(dòng)芯片，它不僅可以產(chǎn)生可靠的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而且可以在發(fā)生故障時(shí)對(duì)被驅(qū)動(dòng)的IGBT進(jìn)行快速有效的保護(hù)。但是真正使本設(shè)計(jì)產(chǎn)品化是不可能通過(guò)一次的研究就能夠完成的，因此本次研究?jī)H僅是交直交變頻器的基本原理，還有許多向題有待進(jìn)一步研究。從最初論文的選題到最終的審閱定稿都凝聚了許多老師大量的心血。感謝在百忙之中評(píng)閱論文及參加答辯的專(zhuān)家和評(píng)委。感謝電氣教研室各位老師在四年的學(xué)習(xí)和生活中對(duì)我的關(guān)心和幫助。 雖然本次設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，但以此為基礎(chǔ)將會(huì)研制出性能更加完善的。(8)變頻器具有過(guò)流保護(hù)、泵升電壓保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)三種保護(hù)功能。 (4)主回路采用交—直—交電壓型結(jié)構(gòu)，非常適用于中、小容量的交流調(diào)速系統(tǒng)。 交直交變頻器按中間直流濾波環(huán)節(jié)的不同，又可以分為電壓型和電流型兩種，由于控制方法和硬件設(shè)計(jì)等各種因素，電壓型逆變器應(yīng)用比較廣泛。本設(shè)計(jì)中電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的仿真就是在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下，主要使用電力系統(tǒng)模塊庫(kù)和SIMULINK兩個(gè)模塊庫(kù)進(jìn)行。SIMULINK原本是為控制系統(tǒng)的仿真建立的工具箱，在使用中易編程、易拓展，并且可以解決MATLAB不易解決的非線(xiàn)性、變系數(shù)等問(wèn)題。MATLAB比較易學(xué)，它只有一種數(shù)據(jù)類(lèi)型（即64位雙精度二進(jìn)制），一種標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出語(yǔ)句，它用解釋方式工作，不需要編譯。NDIV: MOV B, 16NDIVL1: CLK CMOV A, R5RLC A MOV R5, AMOV A, R4RLC AMOV R4, AMOV A, R3RLC AMOV R3, AXCH A, R2RLC AXCH A, R2MOV F0, CCLR CSUBB A, R7MOV R1, AMOV A, R2SUBB A, R6JB F0, NDVM1JC NDVD1NDVM1: MOV R2, AMOV A, R1MOV R3, AINC R5NDVD1: DJNZ B, NDVL1CLR F0RET6變頻器用MATLAB/SIMULINK仿真 MATLAB/SIMULINK簡(jiǎn)介MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件。所以，當(dāng)中斷時(shí)，只取TH0，將七寸放到11H中，除法運(yùn)算的整數(shù)商存在12H，小數(shù)商存放到13H中。由于調(diào)制波頻率可能比較低，因此用T0溢出中斷來(lái)記錄一個(gè)ZPPR周期中T0溢出的次數(shù)，這個(gè)溢出次數(shù)保存到10H中。調(diào)制波幅值控制字計(jì)算可由（57）式得： =這是2個(gè)單字節(jié)數(shù)相乘，再除以一個(gè)單字節(jié)的數(shù)，其結(jié)果是一個(gè)單字節(jié)數(shù)。⑥看門(mén)狗設(shè)定不用看門(mén)狗，所以寄存器R4,R5的值均為00H。由