【正文】 object is an induction motor, we mainly pleted the motor speed control. The main task of control system design pleted intelligent chip SA4828 is introduced, the main circuit (ac motor and inverter, driver circuit and power supply), speed regulation control strategy, buffer and protection circuit of the inverter 52 microcontroller hardware design and program design. Key words: AT89S52 single chip microputer。在工業(yè)應(yīng)用中，一般偏向廉價性能，故這里采用單片機(jī)作為控制單元。 對交流異步電機(jī)完成變頻調(diào)速的設(shè)備為變頻調(diào)速器，其作用是把電網(wǎng)輸出的穩(wěn)定不變的頻率與電壓的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺兊碾妷汉皖l率 VVVF 的交流電，以此達(dá)到對電機(jī)的無級調(diào)速控制。對比這兩種變頻器，間接變頻器因?yàn)橹虚g過程較多，所以控制復(fù)雜點(diǎn)，而且多級的效率疊加使得中的效率不高，但是這種方式的變頻范圍可以加大；對于直接變頻器因?yàn)椴捎弥苯幼儞Q，所以可以得到高的工作效率，也不容易出問題，但是頻率可調(diào)節(jié)的范圍就減小了，這種方法大多在容量大頻率低的場合。 而在大型功率電機(jī)等變頻調(diào)速的技術(shù)方面 ， 國家內(nèi)部 如今仍只有為數(shù)不多的科研單位有能力 造 出來 ，在智能化及系統(tǒng)可靠性上與國外相比還有相當(dāng)?shù)牟罹?，而且相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)比較落后，市場面很窄，性能和制造行業(yè)水平一般。在小功率交流變頻調(diào)速技術(shù) ,日本的富士山是轉(zhuǎn)換器獨(dú)立的最大容量 700 千伏安。伴隨工業(yè)自動化程度的逐步提高和全球化能源短缺，變頻器技術(shù)已廣泛地應(yīng)用在機(jī)械、化工、紡織、冶金、造紙、食品等行業(yè)，在水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備中應(yīng)用廣發(fā)，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。自動控制領(lǐng)域的理論 知識對于變頻調(diào)速有著很大的影響力，因?yàn)樽冾l調(diào)速中的轉(zhuǎn)矩控制，矢量控制，迷糊控制，重復(fù)控制，磁通控制等等新的控制理論是變頻調(diào)速性能好壞的一個決定因素；而微處理器的發(fā)展為控制提供了更大的方便，例如控制器的位數(shù)的提升，還有一些專用高速處理芯片 DSP、 FPGA 等的發(fā)展，為變頻調(diào)速的更好精度、更加多功能和全自動化實(shí)現(xiàn)提供了越來越多的可能 [2,6,7]。所以對于感應(yīng)電機(jī)的可靠調(diào)速控制，需要一種更加優(yōu)良的控制方式，有更好的保障。 傳統(tǒng)的 模擬電路 如果 要實(shí)現(xiàn) 某個 邏輯控制 ，學(xué)過 模電的讀者都會知道 需要很多電子 元 器件， 眾多的電子元器件會導(dǎo)致實(shí)際電路 更復(fù)雜 ，設(shè)備裝置體積龐大，而且可靠性能不高，容易故障。 單片機(jī)微處理器擁有強(qiáng)大的 邏輯 運(yùn)算處理性能、具有運(yùn)算速度快、運(yùn)算結(jié)果 精度高， 而 且 還擁 有大容量的 可編程邏輯 存儲單元 和 flash 單 元 。一旦設(shè)備不符合要求，常常做的方法是改變控制策略，但是主電路的硬件設(shè)施和接線結(jié)構(gòu) 一般 是 不需要 修改的 ， 也就是說，我們 只須對 下載在單片機(jī)內(nèi)部的 程序 進(jìn)行 修改即可， 于是 在 設(shè)備 系統(tǒng)的調(diào)試 器件和升級器件 ， 不需要改變設(shè)備，也可以 不斷測試 系統(tǒng)的 參數(shù)，選擇 功能更好，性能 最優(yōu) 的方案 ， 因此，操作十分的 方便?；谝陨蟽?yōu)勢， 本 課題設(shè)計的 系統(tǒng) 需要實(shí)現(xiàn) 的感應(yīng)電機(jī) PWM 變頻調(diào)速功能， 為此，我們可以選用 單片機(jī) 芯片，考慮到單片機(jī)的型號，我們選用 AT89S52 單片機(jī)芯片 。 平 波 逆 變控 制整 流 圖 21 變頻器結(jié)構(gòu)簡圖 變頻器調(diào)速控制方式 變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。有時我們也把這種控制方式稱為空間電壓矢量控制，因?yàn)榇沛湹嫩欅E是由電壓矢量相加獲得。 PWM 控制技術(shù) 的 控制 方式 簡單， 且具有 動態(tài)響應(yīng)好和靈活的優(yōu)點(diǎn) ，故是 電力電子技術(shù) 中 應(yīng)用最廣泛的 一種 控制方 法 ，也是 大家 研究的熱點(diǎn) ,包括單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制 。 圖 23 單極性 PWM 控制波形 ① Ur 正半周， V1 保持通， V2 保持?jǐn)?, 當(dāng) uruc 時 ,使 V4 通， V3 斷， u0=Ud 。 雙極性 PWM控制方式 在 ur 的半個周期內(nèi)，三角載波有正也有負(fù)，所得到的的 PWM 波也有正有負(fù)，而且輸出 PWM 波只有177。 閉環(huán)控制原理 閉環(huán)控制是根據(jù)控制對象輸出反饋校正的控制方式 ,它是一個測量的實(shí)際和計劃發(fā)生偏差 ,根據(jù)修正的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn) 來調(diào)節(jié) 。負(fù)反饋和正反饋方面結(jié)束與一個類似的意思。這種控制如下圖所示： 余積卿： 基于單片機(jī)的感應(yīng)電動機(jī) PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 8 控 制 主 體 被 控 系 統(tǒng)反 饋 系 統(tǒng)目 標(biāo) 值 偏 差 信 息 輸 出 圖 25 閉環(huán)系統(tǒng)原理框圖 PID 控制器 的 設(shè)計是 基于 連續(xù)系統(tǒng) PID 控制規(guī)律 理論 ，經(jīng) 過 采樣將其 離散化，并表達(dá)成離散形式 的 PID 方程，再 依據(jù) 離散 形式 方程 設(shè)計 控制程序。 我們可以也采用上位機(jī)做界面控制 ，獲得更加直觀，有效的顯示、控制方式。其中平波電容器 C 完成中間能量存儲的功能，解耦逆變器和交流電網(wǎng)，并且可向電機(jī)輸出無功功率。 電壓型逆變電路 在直流側(cè)電壓型逆變電路和一個大電容 ,功能類似于電壓源 ,直流電壓脈動小、直流低阻抗電路性能特征。兩種情況：上面一個臂，下面兩個臂或者上面兩個臂，下面一個臂。 再來分析三相橋式逆變電路的運(yùn)行波形。 主要特性 壽命：循環(huán) 1000 寫 /擦 程序存儲 器三級鎖定 具有 可編程 的 串行通道 P2 口： ～ P2 口 8 位雙向口線對應(yīng)引腳的 21～ 28 號，內(nèi)部也自帶上拉電阻的，用于擴(kuò)展時，是地址的高 8 位，如果不擴(kuò)展，就可當(dāng)做常用的輸入輸出口，可驅(qū)動 4 個 LS型 TTL 負(fù)載。它能夠和大多數(shù)的單片機(jī)相連，也可獨(dú)立使用。 （ 2）輸出引腳說明： ZPPR：輸出調(diào)制波信號的頻率引腳； WSS：采樣波形引腳輸出。數(shù)組包含 8 八個寄 存器 R0 保存 ~ R5 和 R1 R15。R15寫道 ,存儲在 R0 保存 ~ R5 48 數(shù)據(jù)發(fā)送到控制寄存器。載波頻率CARRf 通過下式 125 1 2 ??? nC L KC A R Rff （ 31） 求出。 3 8 42 mC A R R YR A N GE ff ?? （ 32） 式中： m值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)即是調(diào)制波頻率設(shè)置字。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 CA RR YPDT fP D Tt ??? 512127 （ 34） 式中： PDT 值對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)即為脈沖取消時間設(shè)定字。 (1)調(diào)制波頻率選擇調(diào)制波頻率選擇字由 PFS0～ PFS15 十六位組成。故驅(qū)動電路的任務(wù)有：電平轉(zhuǎn)換及隔離。 余積卿： 基于單片機(jī)的感應(yīng)電動機(jī) PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 16 圖 37 TLP250 驅(qū)動電路 它使用單電源供電方式，在使用中須外接電阻和 10V 的穩(wěn)壓管，把 25V 的隔離電源轉(zhuǎn)換為－ 10V 的關(guān)斷電壓和 +15V 的導(dǎo) 通電壓。集成電路 IPM 一般都帶有保護(hù)電路，可以實(shí)現(xiàn)欠壓、過流、過熱、短路等的保護(hù)。主程序中首先必須完成初始化，包括系統(tǒng)寄存器的初始化、參數(shù)初始化和一些芯片的初始化，這里對 SA4828 完成了初始化，初始化結(jié)束后打開單片機(jī)的中斷，然后判斷 SA4828 是否工作正常，如果工作正常就進(jìn)入寫寄存器階段，然后完成相應(yīng)的控制信號輸出，這樣就可使得變頻器工作過。 余積卿： 基于單片機(jī)的感應(yīng)電動機(jī) PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 18 故障保護(hù)中斷子程序：系統(tǒng)工作過程難免會出現(xiàn)故障，比如過壓、過流、欠壓、開關(guān)管損壞等等，對于這些緊急的問題我們采用中斷系統(tǒng)進(jìn)行立即處理。 在論文設(shè)計期間 與同學(xué) 們之間的 交流 和老師的指導(dǎo) ，使自己學(xué)到了 不少 知識。 余積卿： 基于單片機(jī)的感應(yīng)電動機(jī) PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 22 參考文獻(xiàn) [1] 王曉明 .電動機(jī)的單片機(jī)控制 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx. 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