基于80c51單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 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。防止其溢出而中斷 SPWM控制信號(hào)的輸出。 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。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。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。 ① RST（ Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。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 。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。8253 的通道 1 提供 VCT 時(shí)鐘信號(hào)，分頻系數(shù)由 P0 口寫入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。 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。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）。 L 為高電平時(shí)解除封鎖。 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。 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。 主電路 第 4 章 控制電路設(shè)計(jì) 主電路采用了交 — 直 — 交變頻器，工作原理即：先將工頻交流電源通過整流器變換成直流電，再通過逆變器變換成可控頻率和電壓的交流電，由于這類變壓變頻器在恒頻交流電源和變頻交流輸出之間有一個(gè)“中間直溜環(huán)節(jié)”，所以又稱間接式變頻器?？赡?PWM 變換器主電路系采用 IGBT 所構(gòu)成的， IGBT (V V V V V V6）和六個(gè)續(xù)流二極管（ VD VD VD VD VD VD6）組成的雙極式 PWM 可逆變換器。 IGBT 為場(chǎng)控輸入器件，輸入功率小。任何電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩都是磁通和電流相互作用的結(jié)果，主磁通小了，鐵心利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力下降 。根據(jù)面積等效原理， PWM 波形和正弦波是等效的，而這種的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PWM 波形， 也稱為 SPWM（ Sinusoidal PWM） 波形。本課題設(shè)計(jì)主要介紹正弦波 SPWM的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。 眾所周之早期的交 直 交變壓變頻器說輸出的交流波形都是矩形波或六拍階梯波，這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)逆變器只能采用半控式的晶閘管，會(huì)有較 大的低次諧波， 使電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩存在脈動(dòng)分量，影響其穩(wěn)態(tài)工作性能。 變頻器供電電源會(huì)存電動(dòng)機(jī)端子和各相繞組的前 幾匝線圈上產(chǎn)生高頻瞬間脈沖峰值電，因此，如果不對(duì)絕緣系統(tǒng)采用增強(qiáng)措施．將會(huì)使繞組存高電壓應(yīng)力作用下過早失效，從而引起絕緣擊穿故障?；?80C51 單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 目 錄 第 1 章 概述 ........................................ 1 .................... 2 SPWM 變 頻調(diào)速系統(tǒng)概述 .......................... 2 第 2 章 SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)基本原 理 ..................... 3 SPWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)基本原理 ....................... 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總方案的確定 ........................... 4 第 3章 主電路 設(shè)計(jì) ................................. 5 ................................. 5 主電路設(shè)計(jì) .................................... 7 主電路電路圖 .................................. 6 第 4章 控制電路設(shè)計(jì) ............................... 9 控制電路設(shè)計(jì)總思路 ............................. 9 SPWM 波形產(chǎn)生電路 .............................. 9 第 5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................. 19 結(jié)論 .............................................. 22 致謝語 ............................................ 22 參考文獻(xiàn) .......................................... 23 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 1 引 言 隨著 電力 電子 技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)以及大規(guī)模 集成電路 的發(fā)展，基于集成PWM電路構(gòu)成的變頻調(diào)速系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、節(jié)能效果顯著、性價(jià)比高等突出優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。 在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中，隨著自關(guān)斷器件技術(shù)水平的不斷提高，脈寬調(diào)制技術(shù)（簡(jiǎn)稱 PWM 技術(shù)）也日趨成熟。為了改善交流電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能，在出現(xiàn)了全控式電力電子開關(guān)器件之后，科技工作者在20世紀(jì) 80年代開發(fā)應(yīng)用 PWM技術(shù)的逆變器，由于它的優(yōu)良技術(shù)性能，當(dāng)今國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的變壓變頻器都已采用這種技術(shù)。 SPWM(Sinusoidal PWM)法是一種比較成熟的 ,目前使用較廣泛的 PWM法 .前面提到的采樣控制理論中的一個(gè)重要結(jié)論 :沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 3 有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí) ,其效果基本相同 .SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ) ,用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PWM波形即 SPWM波形控制逆變電路中開關(guān)器件的通斷 ,使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等 ,通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值 。 當(dāng)前 逆變電源的控制技術(shù)中，滯環(huán)控制技術(shù)和 SPWM 控制技術(shù)是變頻電源中比較常用的兩種控制方法。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
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