基于80c51單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 柵極加電壓保護(hù)，通常的做法是在柵極并聯(lián)穩(wěn)壓二極管或者電阻。 ③ 為可靠關(guān)閉 IGBT， 防止擎住現(xiàn)象，要給柵極加一負(fù)偏壓，因此最好采用雙電源供電?？刂齐娐酚梢韵码娐罚l率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓/電流檢測(cè)回路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)回路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大隔離的“驅(qū)動(dòng)電 路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”。 的互補(bǔ) SPWM主控脈沖，適用于三相橋結(jié)構(gòu)的逆變器； 2）采用數(shù)控方式不僅能提高系統(tǒng)控制精度，也易于與微機(jī)聯(lián)機(jī)； 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 9 3）采用多載波 比自動(dòng)切換方式，隨著逆變器的輸出頻率降低，有級(jí)地自動(dòng)增加載波比，從而抑制低頻輸出時(shí)因高次諧波產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈沖和噪聲等所造成的惡劣影響。其外部管腳排列如圖 1 所示。 L 為高電平時(shí)解除封鎖。電壓控制時(shí)鐘（ VCT）控制 PWM 信號(hào)的基波電壓幅值，使輸出電壓自動(dòng)地正比于其輸出頻率，在給定的輸出頻率下，平均逆變輸出電壓的幅度由 fVCT 控制。圖中假定載波在一個(gè)周期內(nèi)有 9 個(gè)脈沖（這個(gè)脈沖數(shù)被稱為頻率比），載波脈沖的兩個(gè)邊沿都用一個(gè)可變的時(shí)間間隔量 δ 加以調(diào)制，而且使 δ∝ sinθ（ θ 為未被調(diào)制時(shí)載波脈沖邊沿所處的時(shí)間，或稱角相位）。圖 3 中的 VRY是 R相和 Y 相間的線電壓波形。 輸出電壓模擬信號(hào) VAV 為一數(shù)字信號(hào)，它模擬逆變器輸出線電壓的平均值。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8個(gè)單斷模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。8253 的通道 1 提供 VCT 時(shí)鐘信號(hào)，分頻系數(shù)由 P0 口寫(xiě)入8253， RCT、 OCT 時(shí)鐘脈沖直接使用系統(tǒng)時(shí)鐘Φ經(jīng) 8253 的 0 通道分頻產(chǎn)生。 采用實(shí)時(shí)計(jì)算法要有數(shù)學(xué)模型，其中一種較為常用的是采樣型 SPWM 法，它分為自然采 樣法、對(duì)稱規(guī)則采樣法和不對(duì)稱規(guī)則采樣法。根據(jù)三角形相似關(guān)系，得到 所以 其中， M=Uc/Ur 為調(diào)制比， t 為采樣點(diǎn)（這里為頂點(diǎn)采樣）的時(shí)刻。 圖 8 為 SPWM 波形生成原理圖。式中 CLKf 為時(shí)鐘頻率， n值的二進(jìn)制數(shù)即為載波頻率設(shè)定字 。 單片機(jī) 80C51 單片機(jī)介紹 單片機(jī)的 40個(gè)引腳大致可分為 4類：電源、時(shí)鐘、控制和 I/O 引腳。 ① RST（ Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。 ② Vpp功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加編程電源 Vpp。在該控制電路中，由 外圍電路芯片 產(chǎn)生推遲時(shí)鐘（ OCT）和參考時(shí)鐘（ RCT）、頻率控制時(shí)鐘（ FCT）和電壓控制時(shí)鐘（ VCT）3 路時(shí)鐘信號(hào)供給 HEF4752。因此驅(qū)動(dòng)電路的任務(wù)有兩個(gè)：電平轉(zhuǎn)換和隔離。它采用單電源供電，使用時(shí)須外接一個(gè)電阻和一個(gè) 10V的穩(wěn)壓管，把 25V 的隔離電源變?yōu)?+15V的導(dǎo)通電壓和－10V的關(guān)斷電壓。 該電源可以采用線性電源，也可采用開(kāi)關(guān)電源。 第 5 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)是整個(gè)逆變控制的核心，它決定著逆變器的輸出特性。單片機(jī)首先初始 HEF4752，打開(kāi)中斷系統(tǒng)。防止其溢出而中斷 SPWM控制信號(hào)的輸出。 開(kāi)始 單片機(jī)初始化 開(kāi)中斷 送初始化數(shù)據(jù)至 HEF4752 送控制數(shù)據(jù)至 HEF4752 允許輸出 更新看門狗 HEF4752 工作是否正常？ 延時(shí) N 過(guò)載否？ 停機(jī) 結(jié)束 Y Y 調(diào)整控制數(shù)據(jù) N 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 20 中斷入口 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 發(fā)停止命令給 HEF4752 根據(jù)讀入內(nèi)容判斷故障來(lái)源并做相應(yīng)處理 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 中斷返回 系統(tǒng)初始化 設(shè)定定時(shí)器、 SPWM、 系統(tǒng)工作方式 設(shè)定 I/O、通信接口及鍵盤、顯示工作方式 參數(shù)及變量 返回 圖 8 初始化子程序流程圖 顯示故障原因，報(bào)警 圖 9故障保護(hù)中斷子程序流程圖 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 21 結(jié) 論 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于 :利用單片微機(jī)和集成芯片配合產(chǎn)生 SPWM 波形控制逆變開(kāi)關(guān)的通斷，控制算法容易編程實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn) 了全數(shù)字化控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與采用模擬器件相比，減少了生產(chǎn)成本，性能良好；具有易于改變控制算法、程序易于移植、控制精度高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，采用變頻技術(shù)后，可以節(jié)省大量的能源，有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保效果。楊老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，耐心細(xì)心的作風(fēng)和實(shí)事求是的精神使我印象深刻，受益匪淺。 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 22 參考文獻(xiàn) [1]. 王曉明 .電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. [2]. 張毅剛 彭喜元 .MCS— 51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021. [3]. 王兆安 黃俊 .電力電子技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [4]. 李朝青 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ，2021. [5]. 張立科 .單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航 . 北京人民郵電出版社， 2021. [6]. 韓志軍 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 入門向?qū)c設(shè)計(jì)實(shí)例 . 機(jī)械工業(yè)出版社 . [7]. 劉鳳君．正弦波逆變器 [M]．北京：科學(xué)出版社， 2021. [8]. 徐志躍．基于 HEF4752的變頻器設(shè)計(jì) [J]．電氣傳動(dòng)， 2021. [9]. 王仁祥 .通用變頻器選型與維修技術(shù) .北京：中國(guó)電力出版社， 2021. [10]. 李華德 ,白晶 ,李志明 . 交流調(diào)速控制系統(tǒng) . 北京 :電子工業(yè)出版社 , 2021. 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 23 總電路圖
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