【正文】 8（b）三相橋式全控整流電路 三相橋式半控整流電路3. 中間電路變頻器的中間電路有濾波電路、制動(dòng)電路和諧振電路等不同的形式。供逆變電路使用，整流電路在變頻器當(dāng)中有不可控整流電路和可控整流電路兩種。原理圖見(jiàn)圖2—3和圖2—4SPWM通常有單極性方式和雙極性方式。正弦脈寬調(diào)制SPWM是現(xiàn)在變頻器普遍使用的控制技術(shù)。1. 主電路工作原理 如圖2—2所示，由電源輸入的恒壓恒頻的交流電經(jīng)R、S、T端輸入變頻器主電路，經(jīng)VD1—VD6整流后變換成直流電，由于濾波電容CFCF2容量很大，所以設(shè)置限流電阻R1，上電前，控制K或V1斷開(kāi)，濾波電容電壓升圖2—1 變頻器基本結(jié)構(gòu)圖2—2 變頻器主電路原理圖高后，再控制K或V1導(dǎo)通。一般由單片機(jī)系統(tǒng)板或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電路組成，屬于弱電部分。 變頻器結(jié)構(gòu)與功能 現(xiàn)在使用的變頻器大多數(shù)為交—直—交電壓型通用變頻器，一般變頻器包括主電路、控制電路、操作面板3部分。變頻器使用時(shí)，通過(guò)控制端子實(shí)現(xiàn)控制功能。 （1）恒壓頻比控制方式，最早使用的方式，現(xiàn)在仍在使用。大多數(shù)變頻器都規(guī)定為150%IN、60s或180%IN、。數(shù)字技術(shù)和微控制器技術(shù)的發(fā)展，使這種趨勢(shì)成為可能。 通用變頻器中出現(xiàn)專用家族是近年來(lái)的事。因此由集成電路構(gòu)成的一體化模塊的變頻器將在市場(chǎng)上更具有競(jìng)爭(zhēng)力。由于脈寬調(diào)制PWM（Pulse Width Modulation）可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)變頻變壓的特點(diǎn)，因此在交流傳動(dòng)乃至其他能量變換系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)越性在于：轉(zhuǎn)矩控制是控制定子磁鏈，在本質(zhì)上并不需要轉(zhuǎn)速信息，控制上對(duì)除定子外所有電動(dòng)機(jī)參數(shù)變化特性良好；所引入的定子磁鏈觀測(cè)器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器，這種控制被稱為無(wú)速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制。它是1972年德國(guó)伯拉斯切克（）等人首先提出，以直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)比較的方法闡述了這一原理，由此開(kāi)創(chuàng)了交流電動(dòng)機(jī)和等效直流電動(dòng)機(jī)控制的先河。當(dāng)前電力電子器件正朝著發(fā)熱減少、高載波控制、開(kāi)關(guān)頻率提高、驅(qū)動(dòng)功率減小的方向發(fā)展。變頻器不僅在工業(yè)的各行業(yè)廣泛應(yīng)用，就連家庭也逐漸成為通用變頻器的應(yīng)用場(chǎng)所。近幾年國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速技術(shù)也是迅速發(fā)展，出現(xiàn)了如華為、森蘭等一系列品牌。交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)具有節(jié)能、易維護(hù)、高性價(jià)比等諸多優(yōu)點(diǎn)，被普遍認(rèn)為是最有前途的調(diào)速方式。矢量控制的原理是采用坐標(biāo)變換的方法，以產(chǎn)生相同的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)和變換后功率不變?yōu)闇?zhǔn)則，建立三相交流繞組，兩相交流繞組和直流繞組三者之間的等效關(guān)系，從而求出與交流電機(jī)等效的直流電機(jī)模型，即實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)的解耦，以便按照對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的控制方法對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，矢量控制要求由磁通觀測(cè)器測(cè)出實(shí)際轉(zhuǎn)子磁鏈幅值及相位，因此如何利用先進(jìn)理論和技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁鏈位置的精確觀測(cè)是矢量控制技術(shù)的重要課題。此外，由于輸出波形由方波改進(jìn)為PWM波，減少了低次諧波，從而解決了電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題，也降低了電動(dòng)機(jī)的諧波損耗和噪聲。(2)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為了提高運(yùn)算速度，在20世紀(jì)80年代初期出現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)處理器，其中采取了一系列措施，包括集成硬件乘法器、提高時(shí)鐘頻率、支持浮點(diǎn)運(yùn)算等，以提高運(yùn)算速度。以微處理器為核心的數(shù)字控制已經(jīng)成為現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)的主要特征之一。3. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用為現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)提供了重要的技術(shù)手段和保證早期的交流調(diào)速系統(tǒng)的控制器〔或系統(tǒng)的控制回路)多為由模擬電子電路組成。2. 脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用優(yōu)化了變頻裝置的性能，為交流調(diào)速技術(shù)的普及發(fā)揮了重大作用。80年代中期以后用第二代電力電子器件GTR,GTO,VDMOSIGBT等制造的變頻裝置在性能與價(jià)格比上可以與直流調(diào)速裝置相媲美。從此，交流調(diào)速理論及應(yīng)用技術(shù)得到了較快的發(fā)展，大致體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。但是長(zhǎng)期以來(lái)由于受科技發(fā)展的限制，把交流電動(dòng)機(jī)作為調(diào)速電機(jī)所存在的問(wèn)題未能得到較好的解決，只有一些調(diào)速性能差、低效耗能的調(diào)速方法，如:① 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外串電阻及機(jī)組式串級(jí)調(diào)速方法。③ 在易燃 、易爆、多粉塵、多腐蝕性氣體的生產(chǎn)場(chǎng)合更不宜使用直流電動(dòng)機(jī)。但是，由于直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械式換向器和電刷存在以下弱點(diǎn)，這給直流調(diào)速系統(tǒng)帶來(lái)了不足。以交流電動(dòng)機(jī)作為控制對(duì)象的電力傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)稱之為交流調(diào)速系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：SLE4520 單片機(jī) SPWM脈沖ABSTRACTTo achieve good performance asynchronous motor speed is ideal, such as speed regulating pole change motor rotor asynchronous and winding speed rotor circuit resistance of all belong to have stepless speed regulation, And although speed regulating speed can be smooth, but not more than energyconsuming, speed limits, only small power, pared with dc speed control system. With the new technology, the new theory of frequency conversion technology unceasing development, the control mode, and can pletely Dc speed control system. But in the frequency conversion control is one of the key is the wave of SPWM not only requires the voltage and frequency variation, and the requirements of a linear relationship between output waveform in sine as close as possible, especially for some performance index to demand higher allcontrolling switching device IGBT etc, such as the high frequency switching, so requires SPWM wave generator to reach a certain switching frequency wave frequency also require relatively high. In order to solve this problem, you can use SLE4520 this integration chip, to meet the requirements of SPWM wave design is to use AT89C51 as host, and threephase PWM control SLE4520 integrated chips, setting an SPWM wave generated by MCU timing algorithms, and will produce pulses module to SLE4520, finally will SPWM inverter pulse to bridge the arm upperandlower IGBT inverter circuits to control. The design of the keyboard/strengths can display for converter intelligent control. In different working conditions, can show the different data, bined with the various fault protection circuit, can make the job security. Keywords：SCM（Single Chip Microputer） SLE4520 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)目 錄摘 要 IABSTRACT II1 緒論 1 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速發(fā)展現(xiàn)狀 1 SPWM控制技術(shù)介紹 3 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及意義 42 變頻器應(yīng)用電路 5 變頻器的發(fā)展動(dòng)向及技術(shù)指標(biāo) 5 變頻器的發(fā)展情況 5 變頻器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 7 變頻器的技術(shù)指標(biāo) 8 變頻器結(jié)構(gòu)與功能 9 變頻器主電路結(jié)構(gòu)及功能 9 變頻器控制電路結(jié)構(gòu)及功能 15 SPWM脈沖生成原理 173 變頻器V/F控制技術(shù) 20 V/F控制的原理 20 V/F曲線的選擇 20 轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)的V/F控制方式 21 轉(zhuǎn)速閉環(huán)的V/F控制方式 234 變頻器硬件電路設(shè)計(jì)部分 25 變頻器主電路設(shè)計(jì) 25 變頻器控制電路設(shè)計(jì) 26 AT89C51單片機(jī) 26 SLE4520集成芯片 27 通用鍵盤顯示電路 32 ADC0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與AT89C51的接口 36 存儲(chǔ)器EPROM2764和EEPROM2864的擴(kuò)展技術(shù) 39 以速度為控制對(duì)象的變頻器 405 變頻器系統(tǒng)軟件框架的構(gòu)建 43 主程序流程圖 43 單片機(jī)與SLE4520相結(jié)合形成SPWM脈沖 44 8279通用鍵盤和顯示電路軟件設(shè)計(jì) 49 變頻器運(yùn)行過(guò)程中參數(shù)調(diào)整模塊設(shè)計(jì) 56 變頻器采樣及故障檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) 57 定時(shí)器中斷模塊設(shè)計(jì) 58總 結(jié) 59致 謝 60參考文獻(xiàn) 611 緒論 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)機(jī)作為把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要設(shè)備，在實(shí)際應(yīng)用中，一是要使電動(dòng)機(jī)具有較高的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率；二是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求控制和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。為了解決這個(gè)問(wèn)題,可以利用SLE4520這塊集成芯片,來(lái)生成滿足要求的SPWM波。****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書摘 要使異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)性能好的調(diào)速一直是人們的理想,過(guò)去如變極調(diào)速、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速均屬于有級(jí)調(diào)速；而調(diào)壓調(diào)速雖能平滑調(diào)速,但調(diào)速范圍不大,耗能多,僅限于小功率,無(wú)法和直流調(diào)速系統(tǒng)相比。在變頻調(diào)速中關(guān)鍵的一項(xiàng)就是控制端SPWM波的產(chǎn)生,它不僅要求電壓和頻率變化呈線性關(guān)系,而且要求輸出波形盡可能接近于正弦波,特別是對(duì)于一些性能指標(biāo)要求較高的全控型開(kāi)關(guān)器件如IGBT等,其開(kāi)關(guān)頻率很高,因此就要求SPWM波發(fā)生器要達(dá)到一定的開(kāi)關(guān)頻率,基波頻率也要求相對(duì)較高。在不同的工作狀態(tài)下，可以顯示不同的數(shù)據(jù)，再配合上各種故障保護(hù)電路，可以使得變頻器安全的工作。以直流電動(dòng)機(jī)作為控制對(duì)象的電力傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)稱之為直流調(diào)速系統(tǒng)。因此，長(zhǎng)期以來(lái)在變速傳動(dòng)領(lǐng)域中，直流調(diào)速一直占據(jù)主導(dǎo)地位。② 機(jī)械式換向器必須經(jīng)常檢查和維修，電刷必須定期更換，使得直流調(diào)速系統(tǒng)維修工作量大，維修費(fèi)用高，也直接影響設(shè)備正常的生產(chǎn)。交流電動(dòng)機(jī)，特別是鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、堅(jiān)固耐用、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、運(yùn)行可靠、很少維修、使用環(huán)境及結(jié)構(gòu)發(fā)展不受限制等優(yōu)點(diǎn)。尤其是20世紀(jì)70年代以后，由于科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展為交流調(diào)速的發(fā)展創(chuàng)造了極為有利的技術(shù)條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。裝置的效率、可靠性、成本、體積均無(wú)法與同容量的直流調(diào)速裝置相比。如:高壓IGBT、IGCT、IEGT、SGCT等。近年來(lái)，新型全數(shù)字化專用PWM生成芯片HEF4752,SLE4520,MA818等達(dá)到實(shí)用化，并己經(jīng)實(shí)際應(yīng)用。微機(jī)控制技術(shù)及大規(guī)模集成電路的應(yīng)用提高了交流調(diào)速系統(tǒng)的可靠性和操作、設(shè)置的多樣性和靈活性，降低了變頻調(diào)速裝置的成本和體積。然而，單片機(jī)對(duì)大量數(shù)據(jù)處理或浮點(diǎn)運(yùn)算能力有限，因此有待于進(jìn)一步提高運(yùn)算速度。SPWM變頻器調(diào)壓調(diào)頻一次完成，整流器無(wú)需控制，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，而且由于以全波整流代替了相控整流，因而提高了輸入端的功率因數(shù)，減小了高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。SPWM變頻器的輸出電壓雖然接近于正弦波，但感應(yīng)電動(dòng)機(jī)本身因?yàn)闅庀洞磐?、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子電流是強(qiáng)藕合的，所以調(diào)速性能不如直流電動(dòng)機(jī)，采用矢量控制技術(shù)可提高其調(diào)速性能。2 變頻器應(yīng)用電路 變頻器的發(fā)展動(dòng)向及技術(shù)指標(biāo)變頻器是將固定頻率的交流電變換為頻率連續(xù)可調(diào)的交流電的裝置，主要應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。 交流變頻調(diào)速技術(shù)是與電力電子器件制造技術(shù)、交流技術(shù)、控制技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展密切相關(guān)的。變頻器的發(fā)展情況可以從以下幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)明。在低壓交流電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)控制中，應(yīng)用最多的的功率器件有GTO、GTR、IGBT及職能模塊IPM（Intelligent Power Module），集GTR的低飽和電壓特性和MOSFET的高頻開(kāi)關(guān)特性于一體的后兩種器件是目前通用變頻器中廣泛使用的主流功率器件。 第二階段：矢量控制，也稱磁場(chǎng)定向控制。直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制不同，它不是通過(guò)控制電流、磁鏈等量來(lái)間接控制轉(zhuǎn)矩，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量來(lái)控制。自從1991年INTEL公司推出8196MC系列以來(lái)，專門用于電動(dòng)機(jī)控制的芯片在品種、速度、功能、性價(jià)比等方面都有很大的發(fā)展。 變頻器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 小功率變頻器應(yīng)該像普通開(kāi)關(guān)電器，如接觸器、斷路器一樣，具有使用簡(jiǎn)單、方便、安全可靠的基本性能。小功率變頻器應(yīng)當(dāng)像接觸器、軟啟動(dòng)器等電器元件一樣使用簡(jiǎn)單、安裝方便、工作安全可靠。