【正文】 40KVA 開關(guān)器件 IGBT 參數(shù)計算與選擇 由經(jīng)驗公式得額定電壓為 440V 時開關(guān)器件 IGBT 的耐壓應(yīng)選 1200V 的 反向最大電壓： U=1200V I==*= 電阻、電容的選擇 由限流電阻計算公式： R0= Ud02/Pe= (Ce*Nn+Idn*R) 2 / Pe = 2/15000= 濾波電容器由經(jīng)驗公式求得： C1=C2=4uF/V* Ud0=4*= 并聯(lián)電阻一般取 56100kΩ ,則有： R1=R2=56kΩ 整流功率二極管的選擇： 選擇功率二極管的耐壓值： U=(23)Um=(23)*sqr(2)*U2=579~ 通態(tài)電流值： Ita=（ ） Ivt=()*(3)/= 11 選取功率二極管數(shù)據(jù)為： 900V/50A 平波 電抗器 的選擇及計算 平波電抗器：平波電抗器用于整流以后的直流回路中。 快速熔斷器的額定電壓 Utn 可用下列公式計算： Utn≧ Kut*Uv / Uv =U2=； 12 Kut 為元件電壓計算系數(shù) ,查表得 。取 Ton= 3）轉(zhuǎn)速小時間常數(shù) T∑ n。 12 位串行計數(shù)器 4040 的計數(shù)輸入端 CLK 接到單片機 C51 晶振的振蕩輸出 XTAL2。 芯片 4040 提供了 16 引線多層陶瓷雙列直插、熔封陶瓷雙列直插、塑料雙列直插以及陶瓷片狀載體等 4 種封裝形式。 圖 IR2112S 的控制邏輯 二、轉(zhuǎn)速檢測電路設(shè)計 轉(zhuǎn)速的測量使用編碼盤。 在圓盤兩側(cè)放發(fā)光元件和光敏元件。由于 A、 B 兩相的脈沖相位相差 90176。由于 T/C0 還要給 8279 給定時鐘信號，因此工作于計數(shù)器方式，時鐘信號為單片機時鐘的 1/2 分頻即 4MHZ，定時器初值設(shè)為 80H。 OE 是輸出允許端。 8279 與 DB0DB7 與 8051 的 ～ 、 、 口相連。 SL0SL3 的掃描按編碼方式經(jīng) 74LS139 譯碼輸出作為鍵盤 的行掃描線，同時經(jīng)驅(qū)動器 75451 接 LED 顯示器的 COM 端作為顯示器位掃描驅(qū)動信號。 1 變頻器 再生運行 圖 1 所示為變頻器再生運行狀態(tài)，當(dāng)其運行在Ⅱ、Ⅳ象限時，其轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，為再生運轉(zhuǎn)。制動單元控制目標(biāo)，使直流電壓在允許的范圍內(nèi)波動。 三相電網(wǎng)電壓為 380V，經(jīng)三相整流后，整流電壓的平均值 UO： U1— 負(fù)載兩端線電壓 UP— 負(fù)載兩端相電壓 當(dāng)正常運行時， UC(0)=UO=。當(dāng) .. Uin 下降至 UDH 與 UDL 之間時，由于晶閘管 Q 3 的作用，制動回路依舊導(dǎo)通。通常可取 ～ 。 主程序： 0000 AJMP START START： CLR CLR ；選中工作寄存器 0 組 CLR C MOV R0 ， 4FH MOV A ， 30H CLEAR1： CLR A INC A 系統(tǒng)初始化 設(shè)定定時器工作方式 設(shè)定 I/O、鍵盤和顯示接口的工作方式 參數(shù)及變量初始化 返回 YES 開始 系統(tǒng)初始化 按鍵處理 有鍵按下？ 刷新顯示 數(shù)據(jù)通訊 NO 34 DJNZ R0 ， CLEAR1 ；清零 307FH SETB TR0 ；定時器 /計數(shù)器 0 工作 MOV TMODE ， 01H ； 定時器 /計數(shù)器工作在方式 1 SETB EA ；總中斷開放 SETB IT0 ；置 INTO 為降沿觸發(fā) SETB IT1 ；置 INT1 為降沿觸發(fā) LJMP MAIN LJMP CTCO LCALL SAMPLE . . . Fosc=12MHZ，用一個定時器 /計數(shù)器定時 50ms，用 R2作計數(shù)器，置初值 14H，到定 時時間后產(chǎn)生中斷，每執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序，讓計數(shù)器內(nèi)容減 1，當(dāng)計數(shù)器內(nèi)容減為 0 時，則到 1s。計數(shù)標(biāo)志位 20H MOV R6,00H 。BCD 碼子程序 CLR A MOV R6,A 。分轉(zhuǎn)速計 。屏蔽 R5 中的低 4 位 MOV R0 , A 。 MOV A , R4 。存儲地址加 1 指向 33H MOV R0 , A 。 PinA = (bit) (Address amp。 temp = PinDataamp。 PinOE = 0。 } } } void display() 52 電壓檢測高 ? 進入中斷 給脈沖，開 IGBT 并顯示故障類型 主電路電流值高 ? 關(guān)觸發(fā)脈沖，自由停車 并顯示故障類型 Y Y N Y N { } //數(shù)據(jù)送液晶顯示器顯示 流程圖如圖 所示 53 圖 故障保護程序流程圖 54 第三章 系統(tǒng) MATLAB 仿真 本次系統(tǒng)仿真采用控制系統(tǒng)仿真軟件 ，使用 MATLAB 對控制系統(tǒng)進行計算機仿真的主要方法有兩種 ： 一是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用 MATLAB 的Simulink 工具箱對其進行計算機仿真研究 ； 另外一種是面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，使用 Power System 工具箱進行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。 11() 1Icli KWs S? ? 其近似條件為： 13 iIK T??? 同樣的，再將時間常數(shù)為 T 和 2IT?的兩個小慣性環(huán)節(jié)合并起來，形成一個時間常數(shù)為nT?的慣性環(huán)節(jié)，則 2n i on?? ? ?? ? ? 基于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)無靜差的條件，轉(zhuǎn)速環(huán)應(yīng)校正成典型 ?? 型系統(tǒng)，而且典型 ?? 型系統(tǒng)的抗擾動性能好。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速時， ASR 的輸入偏差為 0，但 其輸出由于積分作用仍然保持限幅值，這時電流也保持為最大值，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)。 因為本系統(tǒng)采用了雙閉環(huán)系統(tǒng)，所以系統(tǒng)能夠通過兩個轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器進行自動調(diào)節(jié)作用減少穩(wěn)態(tài)速降，但是有超調(diào)。第 4 版。而在軟件方面，采用 PI 算法來確定閉環(huán)控制的補償量也是由數(shù)字電路組成的直流電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)所不能及的。當(dāng)?shù)竭_恒流升速階段時， ASR 一直處于飽和狀態(tài)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋不起調(diào)節(jié)作用，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)為恒值電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)的加速度為恒值，電動機轉(zhuǎn)速呈線性增長直至給定轉(zhuǎn)速。 由于電流環(huán)的重要作用是保持電樞電流在動態(tài)過程中不超過允許值，因而在土家控制作用時不希望有超調(diào)，而且當(dāng) / 10l iTT??時，典型 ? 型系統(tǒng)的抗恢復(fù)時間還是可以接受的，故采用 PI 調(diào)節(jié)器 將電流環(huán)的控制對象校正成典型 ? 型系統(tǒng)，其中 55 PI 調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為：ACR 1W =Ki isis?? ?。i++) { StartADC(4)。 PinC = 0。 PinOE = 0。 PinB = (bit) (Address amp。R4 高低位互換 ANL A , 0FH 。每位數(shù)加上本身相當(dāng)于將這個數(shù)乘以 2 ADDC A , R5 DA A MOV R5 , A 45 MOV A , R4 ADDC A , R4 DA A 。T0 中斷程序 。計數(shù)標(biāo)志位為 0,則等待 LCALL HEXTOBCDD 。 程序： 因為 8051 得外部中斷源有限，在進行 M 發(fā)測速時，可以擴展外部中斷來滿足要求，相應(yīng)的設(shè)置程序設(shè)置如下所示， 此程序 可跟據(jù)情況設(shè)定時時間，測得的脈沖個數(shù)將通過數(shù)碼管顯示 1S 定時，測量外部脈沖輸入個數(shù)程序 D_TMP EQU 35H COUNT1 EQU 36H COUNT2 EQU 37H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 000BH LJMP TT0 ORG 保護現(xiàn)場 禁止策速 開放捕捉中斷 恢復(fù)現(xiàn)場 中斷返回 容許中斷嗎？ 開放 T/C1 和 T/C0 關(guān)閉 T/C1 恢復(fù)現(xiàn)場 中斷返回 容許中斷嗎？ 禁止捕捉中斷 保護現(xiàn)場 Y N 41 0030H MA 電機測速計程序 D_TMP EQU 35H COUNT1 EQU 36H COUNT2 EQU 37H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 000BH LJMP TT0 ORG 0030H MAIN: MOV 30H,00H 。啟動功能鍵按下時，系統(tǒng)開始啟動 采樣定時并進入實時控制階段，每次中斷返回時若有復(fù)位鍵和新的參數(shù)設(shè)置 33 鍵按下則返回鍵處理程序。 制動電阻功率計算 制動電阻的工況屬于短時工作，即每次通電時間都很短，在通電時間內(nèi)，其溫升遠(yuǎn)遠(yuǎn)達不到穩(wěn)定溫升，而在每次斷電以后的停歇時間又較長，其溫度可以降至與周圍環(huán)境溫度相同。 泵升電壓控制電路 29 泵升電壓檢測和控制電路如圖 3 所示，當(dāng)電解電容 C 兩端的電壓 Uin 大于泵升電壓下限 UDL 時， U1B 輸出高電平，三極管 Q 2 導(dǎo)通， A 點電勢變?yōu)楦唠娖?。因此，制動電阻是制動單元的重要參?shù)；制動單元的控制方式則涉及是否能夠有效地控制和實現(xiàn)控制過程的問題 . 3 制動控制單元設(shè)計 28 直流電壓上下限的確定 工程上，泵升電壓抑制電路的參數(shù)計算和選擇原則： (1)泵升電壓必須低于主電路電容器和功率器件的電壓定額，一般可選擇 130% UC(0)作為上限 (其中 ,UC(0)為正常運行時電容 C 上的電壓值 )。 其中的制動電阻與絕緣門雙極晶體管 IGBT 組成的制動單元串聯(lián)連接，然后并聯(lián)在直流回路上。隨之而來的制動問題越來越受到人們的關(guān)注，在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，異步電機的減速或停止是通過逐漸降低變頻器的輸出頻率來實現(xiàn)的，隨著變頻器輸出頻率的降低，電機的同步轉(zhuǎn)速降低，但是由于機械慣性的存在，電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不會突變。因此 8279 的地址分別為：數(shù)據(jù)口： 7EFFH；命令口或狀態(tài)口： 7FFFH。 INTEL8279 可以顯示 8 位或 16 位 LED 顯示器，可以和具有 64 個按鍵或傳感器的陣列相連，通過編程可以實現(xiàn)多種工作方式。 START是芯片的啟動引腳，其上脈沖的下降沿起動一次新的 A/D 轉(zhuǎn)換。由此確定電機的轉(zhuǎn)動方向。編碼盤輸出的 Z 相脈沖用于復(fù)位計數(shù)器，每轉(zhuǎn)一圈復(fù)位一次計數(shù)器；編碼盤的旋轉(zhuǎn)方向可以通過 D 觸發(fā)器的輸出 信號 Q 來判斷。 圖 增量式光電編碼盤結(jié)構(gòu)及信號輸出 這里以三相編碼器為例介紹增量式編碼 器的工作原理及其結(jié)構(gòu)。 圖 為 SOIC 封裝的IR2112S 的引腳排列。 （ 2）芯片 4585 的功能表： 輸入 輸出 比較 級取 AB3 AB2 AB1 A0、B0 AB A=B AB AB A=B AB A3B3 * * * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2B2 * * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1B1 * * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0B0 * * 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 0 0 1 0 0 1 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 0 1 0 0 1 0 17 A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0B0 1 0 0 1 0 0 A3=B3 A2=B2 A1B1 * * * * 1 0 0 A3=B3 A2B2 * * * * * 1 0 0 A3B3 * * * * * * 1 0 0 （ 3）芯片 4585 的引腳圖： 圖 4585 的 引腳圖 2．芯片 4040 芯片 4040 是一個 12 位的二進制串