【正文】 MAX232 是雙路驅(qū)動(dòng) /接收器，內(nèi)部包括電容型的電壓生成器，可以將 5V電源轉(zhuǎn)換成符合 EIA/T工 A232E 的電壓等級(jí)。 (12)高達(dá) 41個(gè)可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用輸入輸出引腳。16 通道的同步 A/D 轉(zhuǎn)換器。其中 TMS320LF2407A 是 TI公司面向電機(jī)控制推出的一款定點(diǎn)型 DSP 處理器，其特點(diǎn)可歸結(jié)如下 : (1)采用高性能靜態(tài) CMOS 技術(shù)，使得供電電壓降為 3. 3V，減小了處理器的功耗 。 (5)抱警輸出功能 在下橋臂側(cè)各種保護(hù)動(dòng)作閉鎖期間，輸出報(bào)警信號(hào)，如控制輸入為 ON 狀態(tài)，即使閉鎖期已結(jié)束，報(bào)警輸出功能也不復(fù)位，等到控制輸入變?yōu)?OFF 時(shí)，報(bào)警復(fù)位，保護(hù)動(dòng)作解除。短路保護(hù)及過(guò)電流保護(hù)實(shí)際上均是對(duì) IGBT 的集電極電流進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)論哪個(gè) IGBT發(fā)生異常都可保護(hù)，由于電流檢測(cè)內(nèi)置，故無(wú)需另加檢測(cè)元件。如果丁 M 模塊其中有一種保護(hù)電路動(dòng)作， IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)單元就會(huì)關(guān)斷電流，并輸出一個(gè)故障信號(hào) Fo。 欠壓保護(hù)電壓 :U1 = ?DCPU (110%} = 311? (110%) = 280V ( 316） 過(guò)壓保護(hù)電壓 。因?yàn)?IGBT 集射極耐壓及承受反壓的能力有限，而我國(guó)電網(wǎng)電壓的線性度較差，電壓會(huì)有一定的波動(dòng)范圍，這會(huì)導(dǎo)致直流回路過(guò)壓或欠壓，因此應(yīng)設(shè)置直流電壓過(guò)壓、欠壓保護(hù)電路，如圖 36所示。 系統(tǒng)保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 雖然在 保 護(hù)模塊中己經(jīng)設(shè)有過(guò)流、過(guò)熱等保護(hù)，但為了提高系統(tǒng)的可靠性及更好的保護(hù) IGBT 管，我們?nèi)皂氃O(shè)置一套快速而準(zhǔn)確的保護(hù)環(huán)節(jié)以防止各種故障。 基于 DSP 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 43 頁(yè) 24 故障信號(hào) F 使用時(shí)必須注意，當(dāng) TFO= 典型值 )有效時(shí)， IPM 會(huì)關(guān)斷開(kāi)關(guān)并使輸入無(wú)效。上橋臂每相各用一組電源，下橋臂三相共用一組。在這交替導(dǎo)通和截止的換相過(guò)程中，也不時(shí)地需要續(xù)流二極管提供通路。只要有一個(gè)保護(hù)電路起作用， IGBT 的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路即關(guān)閉，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)故障信號(hào)，可送至 DSP進(jìn)行相應(yīng)處理。目前的 IPM 一般采用 IGBT 作為大功率開(kāi)關(guān)器件。并聯(lián)在 電容兩端的為均衡電阻，由于電容的各個(gè)參數(shù)不是完全相同，此均衡電阻使串聯(lián)的電容分壓相同，同時(shí)在電源關(guān)斷時(shí)，給電容提供一個(gè)放電回路，此基于 DSP 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 43 頁(yè) 21 電阻阻值選用 47 ?k 。 整流二極管的計(jì)算，通過(guò)二極管的峰值電流 : AI N m ???? (31) 流過(guò)二極管電流的有效值 : AtdII mD )(3601 m1800 2 ??? ? ? (32) 二極管電流定額 : AII Dn ~)3~2( ?? = 一 (33) 考慮濾波電容的充電電流影響，要有更大的電流裕量，選用 AIN 10? 整流二極管的電壓定額 : )(933~6222202)3~2()3~2( VUU mn ????? (34) 選用認(rèn) = 1000V。由于功率器件開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高，會(huì)產(chǎn)生電壓尖脈沖，因此需要吸收電路來(lái)消除該尖峰。把上述各種故障信號(hào)進(jìn)行綜合處理后形成總的故障信號(hào)送入 DSP (TMS320LF2407A)的 PDPINTA 故障中斷入口，進(jìn)而封鎖 DSP的 PWM 波輸出。分段同步調(diào)制是指在一定的頻率范圍內(nèi)，采用同步調(diào)制，保持輸出波形對(duì)稱的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)頻率降低較多時(shí)，使載波比分段有級(jí)的增加，這樣就利用了異步調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)。由于波形的左右對(duì)稱，這就不會(huì)出現(xiàn)偶次諧波問(wèn)題。另外，高的載波頻率使變頻器和電機(jī)的噪聲進(jìn)入超聲范圍，超出人的聽(tīng)覺(jué)范圍之外，產(chǎn)生“靜音”的效果。 ABU 的脈沖幅值為 +U 和－ U。 基于 DSP 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 43 頁(yè) 13 調(diào)制波 載波（ a） （ B） (A)調(diào)制波和載波 (B)單極性 SPWM 波形 圖 29單極性脈寬調(diào)制波的形成 V1 Z V2 圖 210 單極性調(diào)制工作特點(diǎn) 單極性調(diào)制的工作特點(diǎn) :每半個(gè)周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個(gè)逆變器件中，只有一個(gè)器件按脈沖系列的規(guī)律時(shí)通時(shí)斷的工作，另一個(gè)完全截止 。 產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制波 SPWM 的原理是 。在基頻關(guān) Nf1 以上變頻調(diào)速時(shí)，由于電壓1U = NU1 不變，我們不難證明當(dāng)頻率提高時(shí)，同步轉(zhuǎn)速隨之提高，最大轉(zhuǎn)矩 T 減小，基于 DSP 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 43 頁(yè) 11 機(jī)械特性上移，如圖 25所示。當(dāng)電動(dòng)勢(shì)的值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓 II EU? ，則得 ?1fUI 常數(shù)。其三相交流異步電機(jī)每相電動(dòng)勢(shì)的有效值是 : MI NfkE ????? (28) 式中 : IE — 氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值 。在轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)、基本不變，交流電動(dòng)機(jī)的輸 ?????? ??? sMMP sZ 1??與輸入電磁功率 sM MP ?? 。 缺點(diǎn) : 有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速，且由于受到電動(dòng) 機(jī)結(jié)構(gòu)和制造工藝的限制，通常只能實(shí)現(xiàn) 23種極對(duì)數(shù)的有級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍相當(dāng)有限。 n ＋ 基于 DSP 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 43 頁(yè) 8 交流電機(jī)的調(diào)速方式 根據(jù)電機(jī)學(xué)原理知識(shí)，可以得到交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為 : ? ? ? ?spfsnn ???? 116010 (26) 由式 (26)可以看出，交流電機(jī)調(diào)速方法主要有三大類(lèi) : 其一是在電機(jī)中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速 0n 恒定時(shí)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率 s，稱為變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 。電磁力 F 的方向可由左手定則確定。 (b)線繞式 其轉(zhuǎn)子鐵心與鼠籠式相同，不同的是在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)嵌置對(duì)稱的三相繞組。 基于 DSP 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 43 頁(yè) 5 2交流電機(jī)變頻調(diào)速原理 三相交流電機(jī)的結(jié)構(gòu) 定子是電動(dòng)機(jī)的不動(dòng)部分、它主要由鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。隨著高性能單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理器的使用，國(guó)內(nèi)學(xué)者緊跟國(guó)外最新控制策略，針對(duì)交流感應(yīng)電機(jī)特點(diǎn)，采用高次諧波注入國(guó)內(nèi)交流變頻調(diào)速技術(shù)產(chǎn)業(yè)狀況表現(xiàn)如下 : 1)變頻器的整機(jī)技術(shù)落后，國(guó)內(nèi)雖有很多單位投入了一定的人力、物力，但由于力量分散，并沒(méi)有形成一定的技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模。 2)功率器件的發(fā)展。其中 SMARTFET是采用了微電子工藝集成的器件， IPM 是一種智能功率模塊。雙極型全控器件有 [3]:GTR、達(dá)林頓管、 GTO 等 。磁鏈跟蹤控制 PWM 技術(shù)這種方法把逆變器和電動(dòng)機(jī)視為一體，以三相對(duì)稱正弦波電壓 供電 時(shí)交流電動(dòng)機(jī)理想的圓形磁場(chǎng)為基準(zhǔn)，用逆變器不同開(kāi)關(guān)模式所產(chǎn)生的實(shí)際磁鏈?zhǔn)富?DSP 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 43 頁(yè) 2 量來(lái)跟蹤基準(zhǔn)磁鏈園，由跟蹤結(jié)果決定逆變器的開(kāi)關(guān)模式，形成 PWM 波。 以下將著重介紹變頻調(diào)速技術(shù)的最新發(fā)展概況。 IPM Control circuit including DSP smallest system circuit. Finally describes specific use DSP write produce SPWM wave process steps and some relevant register setting. Then gives SPWM wave of dead zone, dead zone can prevent the main electric circuit of road arm, After gives different frequencies when the motor running voltage and current waveform, the line that the waveform can stable operation and motor inverter. Keywords : DSP Intelligent power module Constant pressure frequency than control SPWM 第 III 頁(yè) 共 43 頁(yè) III 目 錄 摘 要 ..............................................................I Abstract...........................................................II 1 緒論 .............................................................. 1 電機(jī)變頻調(diào)速發(fā)展現(xiàn)況和趨勢(shì) ....................................1 電力電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況和趨勢(shì) ..................................2 國(guó)內(nèi)外交流調(diào)速現(xiàn)狀 ............................................3 國(guó)外現(xiàn)狀 .................................................3 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 .................................................4 本論文的研究?jī)?nèi)容 ..............................................4 2 交流電機(jī)變頻調(diào)速原理 ............................................ 5 三相交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 ..................................5 三相交流電機(jī)的結(jié)構(gòu) .......................................5 三相交流電機(jī)的工作原理 ...................................6 交流電機(jī)的調(diào)速方式 ............................................8 變頻調(diào)速系統(tǒng)的 fU 控制方式 ....................................9 SPWM 控制技術(shù)原理 ...........................................11 單極性 SPWM 控制技術(shù) .....................................12 雙極性 SPWM 控制技術(shù) .....................................14 SPWM 的調(diào)制方式 .......................................14 3 變頻調(diào)速系統(tǒng)的 硬件電路設(shè)計(jì) .................................... 17 變頻調(diào)速系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) .......................................17 主電路的設(shè)計(jì) .................................................18 整流電路 ................................................19 濾波電路 ................................................20 逆變電路 ................................................21 以 IPM 為功率 器件的驅(qū)動(dòng)電路 ..............................23 吸收電路 ................................................24 系統(tǒng)保護(hù)電路的設(shè)計(jì) ...........................................24 控制電路的設(shè)計(jì) ...............................................29 4 變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ........................................32 DSP 生成 SPWM 波形 ............................................32 系統(tǒng)程序