基于80c51單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 EA功能：內(nèi)外 ROM 選擇端。 SPWM 波形產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)說明 SPWM 產(chǎn)生電路設(shè)計(jì) 如圖 4 所示。 10V， TTL電平不能勝任；②逆變橋中三個(gè)下橋臂是共地的，而三個(gè)上橋臂是懸浮的， HEF4752輸出的 6 路信號(hào)均是共地的，必須加以隔離。 TLP250 采用 8 腳的 DIP 封裝，輸入端光耦的隔離電壓達(dá)到 3000V，輸入電HEF4752 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 18 流為 5~10mA，可以驅(qū)動(dòng) 100A/600V的 IGBT。 12V電源，一共需要 7 路電源，如圖 6 所示。采用單片開關(guān)電源芯片可大大簡(jiǎn)化電路。 TLP250 驅(qū)動(dòng)電路 圖 6 隔離電源 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 19 主程序：圖 7 給出 了本系統(tǒng)的主程序流程圖。在系統(tǒng)正常工作過程中，不斷更新看門狗定時(shí)器。如圖 9 所示。 致謝語(yǔ) 本文是在我尊敬的導(dǎo)師楊老師的指導(dǎo)下完成的。同時(shí)，我也要感謝全體 同學(xué)，感謝他們?cè)谄饺丈詈蛯W(xué)習(xí)上給予我的幫助，以及帶給我的快樂，我會(huì)終生難忘這美好的大學(xué)生活。我非常榮幸能夠得到楊老師的指導(dǎo)， 無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢、畢業(yè)課題的開題、研究和論文的撰寫等環(huán)節(jié)，無不得到導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和幫助。這種系統(tǒng)在電力電子設(shè)備與人們生活日益密切的今天有著廣泛的應(yīng)用。 初始化子程序：它實(shí)現(xiàn)鍵盤處理、刷新處理與下位機(jī)和其它程序主要完成硬件器件工作方式的設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和變量的初始化 等，其流程圖如圖 8 所示。傳送控制參數(shù)后，判斷 HEF4752有沒有保護(hù)動(dòng)作，允許輸出，則開始輸出 SPWM控制信號(hào)，逆變器開始工作。該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由三部分組成：主程序、初始化程序和中斷服務(wù)子程序。前者體積大，笨重，但電路簡(jiǎn)單，各路電源完全獨(dú)立，調(diào)試容易。 2) 隔離電源 為了驅(qū)動(dòng)主電路逆變橋的三個(gè)上橋臂的 IGBT，必須給每一路提供一個(gè)隔離的 25V 電源而三個(gè)下橋臂可以共用一個(gè)電源。 1) 電平轉(zhuǎn)換 IGBT 一般用集成電路芯片來驅(qū)動(dòng)，常用電路有富士公司的 EXB8 84850、 851 系列、三菱公司的 M5796 系列等。 圖 4 SPWM 產(chǎn)生電路 驅(qū)動(dòng)電路（有強(qiáng)弱電隔離） HEF4752 輸出的 6 路控制信號(hào)是 TTL 電平的，它們不能 直接驅(qū)動(dòng) IPM 中的6 個(gè) IGBT。 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 17 ⒋ I/O線 80C51 共有 4 個(gè) 8 位并行 I/O 端口： P0、 P P P3 口，共 32個(gè)引腳。 ② VPD功能：在 Vcc掉電情況下，接備用電源。 ⒈ 電源 : ⑴ VCC 芯片電源，接 +5V； ⑵ VSS 接地端； ⒉ 時(shí)鐘 : XTAL XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 2） 調(diào)制波頻率范圍設(shè)定 設(shè)定調(diào)制波頻率范圍的目的是在此范圍進(jìn)行 16位分辨率的細(xì)分，這樣可以提高控制精度。 圖 5 SPWM 波形生成原理圖 1）載波頻率設(shè)定 載波頻率（即三角波頻率） 越高越好，但頻率過高損耗會(huì)越大，另外，還受開關(guān)管最高頻率限制，因此要合理設(shè)定。則脈沖寬度為 采樣點(diǎn)時(shí)刻 t 只與載波比 N 有關(guān)。本文采用對(duì)稱規(guī)則采樣法，即利用經(jīng)過采 樣的正弦波（實(shí)際上是階梯波）與三角波相交，由交點(diǎn)得出脈沖寬度。 80C51單 片機(jī)控制 HEF4752的 PWM 變頻調(diào) 速系 統(tǒng) 系統(tǒng)的組成 由 80C51 單片機(jī) 控制 HEF4752 的 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖所示，整個(gè)系統(tǒng)由速度給定環(huán)節(jié) no，微機(jī)控制系統(tǒng) MC， PWM 調(diào)制信號(hào)生成環(huán)節(jié) PWM，電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié) LT， 測(cè)速環(huán)節(jié)和電壓型逆變器等組成。 8253 芯片 intel8253 是 NMOS 工藝制成的可編程計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器， CR、 CE 和 OL 都是 16位寄存器，但是也可以作 8 位寄存器來用。它不受互鎖推遲間隔的影響，也不被控制輸入 L封鎖，其頻率等于逆變輸出頻率 fout，并為 6fout所調(diào)制， VAV 在 fVCT的閉環(huán)控制中非常有用，可用來改善輸出電壓對(duì)輸出頻率關(guān)系的非線性。這個(gè)脈沖波平均值的波形接近正弦波。 sinθ0 時(shí)，該處的脈沖變寬； sinθ0 時(shí)，該處的脈沖變窄。參考時(shí)鐘（ RCT）是一個(gè)固定時(shí)鐘，它決定逆變器的最高開關(guān)頻率 fs(max)， fRCT=280fs(max)，一旦 fRCT 確定，則 HEF4752 輸出脈沖的調(diào)制頻率就在 (max)～ fs(max)之間變化， 且逆變器的開關(guān)頻率是輸出頻率的嚴(yán)格整數(shù)倍 fs=Nfout， N 為頻 率比，其 N 值為 15， 21， 30， 42， 60， 84， 120， 168； 7）輸出推遲時(shí)鐘（ OCT）控制 HEF4752 每對(duì)輸出信號(hào)互鎖推遲間隔時(shí)間 τd（對(duì)晶體管模式）以防逆變器同一橋臂上、下兩只開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通引起直通，推遲間隔時(shí)間的選擇端（ K）一起決定 τd的長(zhǎng)短，其關(guān)系式為 : 一般情況 K 保持為高電平，通?？扇?fRCT=fOCT。 L 除起停電路外，還可方便地用于過流保護(hù)； 5）控制輸入 A、 B、 C 供制造過程試驗(yàn)用。各管腳功能描述如表 1 所列 HEF4752 工作原理 HEF4752 是一種基于同步式雙緣調(diào)制原理產(chǎn)生 SPWM 信號(hào)的專用集成電路 ,其原理框圖如圖 2所示 。調(diào)制頻率的可調(diào)范圍為 0～ 100Hz，且能使逆變器輸出電壓同步調(diào)節(jié)。下面詳細(xì)介紹各單元電路。 IGBT集成式驅(qū)動(dòng)電路 IGBT的分立式驅(qū)動(dòng)電路中分立元件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保護(hù)功能比較完善的分立電路就更加復(fù)雜，可靠性和性能都比較差，因此實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)采用集成式驅(qū)動(dòng)電路。前者的缺陷是將增加等效輸入電容 Cin，從而影響開關(guān)速度，后者的缺陷是將減小輸入阻抗，增大驅(qū)動(dòng)電流，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)需要取舍。它又分為電壓源型和電流源型兩種，電壓源型采用較大電容量的電容器進(jìn)行濾波，直流電路電壓波形平直，輸出阻抗小，電壓不易變化，相當(dāng)于直流恒壓源，它在當(dāng)前中小功率變頻調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。經(jīng)變換器逆變，可將直流電源變成穩(wěn)定的或可變的交流電源。三相交流電經(jīng)橋式整流后，得到脈動(dòng)的直流電壓經(jīng)電容器濾波后供給逆變器。確定主電路模塊之后，本課程設(shè)計(jì)將采用 HEF4752 芯片構(gòu)成 SPWM 波形生成電路，實(shí)現(xiàn) PWM 波的調(diào)制。共同決定的，如果保持 E1 和 1f 之比不變，就可以保持主磁通不變。主磁通大了，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的磁路飽和，并導(dǎo)致勵(lì)磁電流畸變，勵(lì)磁電流過大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使繞組過熱損壞電機(jī)。 pn 為 磁 極 對(duì)數(shù)。
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