【正文】 對基本電路進(jìn)行適當(dāng)修改。MAX6495–MAX6499系列小型、低電流過壓保護(hù)電路適用于汽車和工業(yè)等應(yīng)用中的大電壓跳變系統(tǒng)。MAX6496支持較低的輸入電壓，通過外部串聯(lián)p溝道MOSFET替換外部電池反接保護(hù)二極管來降低功率損耗。C溫度范圍。例如，假設(shè)供電電壓的最小值為6V，正常工作時(shí)R3的最大壓降為500mV。這種情況下，不能忽略5181。因此，逆變晶閘管的觸發(fā)信號與中頻電流同相位。 控制參數(shù)的設(shè)置和顯示可以通過人機(jī)接口外接鍵盤和數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。15～24測量頻率：0100KHZ測量范圍：140000A精度：%1%相應(yīng)時(shí)間：1US線性度：%無測量插入損耗。四 主程序設(shè)計(jì)主要程序?yàn)殚]環(huán)主程序、SPWM中斷處理子程序和5ms定時(shí)中斷子程序．主程序分為初始化、參數(shù)修改、刷新SPWM給定值等幾個(gè)模塊；SPWM 中斷處理子程序中先根據(jù)人口參數(shù)計(jì)算三相脈寬．然后進(jìn)三相脈寬值到三個(gè)輸出比較器準(zhǔn)備下一次中斷；5ms中斷子程序則根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速給定與轉(zhuǎn)速反饋值計(jì)算出新的SPWM 給定值及轉(zhuǎn)向，以供CPU 輸出對應(yīng)的SPWM 波形．為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，僅在停車時(shí)方可修改各參數(shù)，開車狀態(tài)時(shí)該功能自動失效．轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)采用模糊(fuzzy)控制并結(jié)合PI算法在低速情況下可獲得良好的動靜態(tài)特性．中斷開始中斷開始計(jì)算三相脈沖算出新的SPWM的給定值送三相脈沖值到三個(gè)輸出比較器準(zhǔn)備下一次中斷中斷返回中斷返回 SPWM中斷 5ms定時(shí)中斷給定變開始初始化刷新轉(zhuǎn)速給定修改新舊SPWM給定值有變化參數(shù)改讀給定轉(zhuǎn)向修改SPWM給定值輸出新轉(zhuǎn)向設(shè)SPWM輸出中斷，設(shè)RELOAD寄存器，設(shè)死區(qū)時(shí)間寄存器開中斷啟動閉環(huán)主程序系統(tǒng)軟件框圖五 總結(jié)本設(shè)計(jì)參考變頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)并制造了一套全數(shù)字化SPWM變頻器調(diào)速系統(tǒng)，通過對16位單片機(jī)8OC196MC的波形發(fā)生器輸出信號施加三相正弦函數(shù)調(diào)制和電壓幅值調(diào)制，使得其V /F控制策略在軟件上得以實(shí)現(xiàn)。，實(shí)驗(yàn)表明，使用集成混合驅(qū)動電路具有較高的可靠性。無論是生活還是學(xué)習(xí)上，導(dǎo)師給了我無微不至的關(guān)懷，在指導(dǎo)和幫助我學(xué)術(shù)進(jìn)步上傾注了極大的心血。還有謝同學(xué)，他們給了作者許多無私的幫助，特此一并道以感謝。本課題從選題到方案確定，從組裝到實(shí)驗(yàn)調(diào)試，從論文的撰寫到修改，自始至終凝聚著兩位導(dǎo)師辛勤的汗水。，特別適用于高頻逆變場合。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，c經(jīng)R和開關(guān)管放電，C的能量被R消耗。12～18Φ20CHB500S500A1000A100mA%1:5000030177。 啟動過程中的控制信號，如直流電壓限幅信號、重復(fù)啟動時(shí)關(guān)機(jī)信號、啟動成功轉(zhuǎn)鎖頻信號均為開關(guān)量，可接至80C196MC的I/。額定電壓為380V，變頻范圍3—100Hz。圖中射極跟隨器通過降低從R3與 D1節(jié)點(diǎn)抽取的電流大大增加R3所允許的最大值。 = ，則會在電阻和齊納二極管上引起相當(dāng)大的功率消耗。這些器件采用小尺寸、熱增強(qiáng)的型6引腳和8引腳TDFN封裝，工作在40176。在某些應(yīng)用中，不希望將負(fù)載和輸出斷開。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后影射到PTS通道，可以使PTS工作于A/D模式。當(dāng)電壓超過用戶設(shè)置的過壓門限時(shí)，拉低MOSFET的柵極，MOSFET關(guān)斷，將負(fù)載與輸入電源斷開。輸入邏輯電路與TTL、C0MS電平兼容，其輸入引腳閥值與電源成比例，為電源電壓的10％。電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，脈沖B超前，脈沖A滯后。由于所測量的旋轉(zhuǎn)是雙向的，既可順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，也可逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，需要對編碼器的輸出信號進(jìn)行鑒相之后才能計(jì)數(shù)。 在XTAL1和XTAL2引腳所產(chǎn)生的噪聲尖峰信號可能導(dǎo)致內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，因此晶體部分要接在靠近芯片的位并且和XTAL1和XTAL2以及Vss盡量直接相連而且路徑最短。系統(tǒng)采用5個(gè)八段數(shù)碼管作為顯示窗，位選線通過一個(gè)74LS138譯碼器譯碼得到并通過74LS07和八段數(shù)碼管的位選線相接，八段數(shù)碼管的段碼線也通過74LS07相接，其中74LS07是作為驅(qū)動器用的，八段數(shù)碼管要求每段的輸入電流為5到10毫安，所以必須經(jīng)過74LS07驅(qū)動器。波形保護(hù)控制寄存器WG_PROTECT，具體定義見圖310，它可以靈活的設(shè)定外部中斷EXTINT的中斷請求信號的方式，外部中斷一般用于保護(hù)電路。一個(gè)可編程的保護(hù)電路可監(jiān)視EXTINT輸入腳，若檢測到一次有效的事件，就產(chǎn)生一次中斷，禁止波形輸出。WFG的每個(gè)模塊產(chǎn)生一對互補(bǔ)的PWM波。尋址空間可達(dá)2000H9FFFH，充分利用了74HC573的容量。,—三位數(shù)碼管動態(tài)顯示位選擇輸出. WFG六路SPWM信號輸出.EXTINT—— 過壓、過流中斷信號輸入。B，C兩相的情況和A相類似，的波形形狀和相同，只是相位依次相差。這樣，在任一瞬間，將有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通。制動時(shí)，異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，首先通過IGBT兩端并聯(lián)的續(xù)流二極管D向電容C充電，當(dāng)中間直流回路電壓升高到一定限制值時(shí)，通過電壓限制電路將電機(jī)釋放的動能消耗在制動電阻R上。其結(jié)構(gòu)框圖如圖37a, b, c，其中控制電路原理圖見附錄。國內(nèi)制的電動機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)，大多采用8031, 8098等。或者通過軟件實(shí)時(shí)生成SPWM波形。它分別與每相調(diào)制信號在比較器上進(jìn)行比較，給出正或零的飽和輸出，產(chǎn)生SPWM脈沖序列波，作為變壓變頻器功率開關(guān)器件的驅(qū)動信號。但是，由相電壓合成為線電壓時(shí)，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的，如圖26c) 所示。調(diào)制波和載波的交點(diǎn)，決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖間的間隔寬度，所得的脈沖系列如圖25a)，每半周期內(nèi)的脈沖系列也是單極性的。令第i個(gè)矩形脈沖的寬度為，其中心點(diǎn)相位角為，則根據(jù)面積相等的等效原則，可寫成：== （23） 當(dāng)n的數(shù)值較大時(shí)，近似的認(rèn)為sin/(2n)=/(2n)，于是 （24）上式 表 明 第i個(gè)矩形脈沖的寬度與該處正弦波值近幣以成正比。ACSPWM逆變?nèi)卣鰽C DC 50KHZCVCF VVVF 調(diào)壓調(diào)頻圖23 SPWM間接變壓變頻裝置 SPWM逆變器輸出諧波減少的程度取決于逆變器件的開關(guān)頻率，而開關(guān)頻率則受器件開關(guān)時(shí)間的限制。在基頻(額定頻率)以下調(diào)速時(shí)，由于E1的大小不易從外部加以控制，而定子繞組的阻抗壓降(U=，為定子繞組的阻抗壓降，包括電阻和漏磁電抗)在電壓較高時(shí)可以忽略，所以可以認(rèn)為電動勢和電源相電壓近似相等即有U1E1，因此作為一種可行的方案是在電源電壓較高時(shí)用電源相電壓U1代替電動勢E1，當(dāng)頻率較低時(shí)，U1和E1都變小，定子漏阻抗壓降所占比重加大，不可以忽略，所以要人為的補(bǔ)償，這是一種近似的恒磁通控制，這種控制方式常用于恒轉(zhuǎn)矩控制，如下圖21. 在基頻以上調(diào)速時(shí)由于電壓U,受額定電壓的限制不能升，因此在頻率升高時(shí)，迫使主磁通變小，進(jìn)入弱磁變頻調(diào)速，屬于近似恒功率控制，電動機(jī)的帶載能力也同時(shí)下降轉(zhuǎn)矩利用率下降，從圖22的a,b 可以看出a圖的臨界轉(zhuǎn)矩點(diǎn)隨著速度的降低也減小，而b圖則沒有變化，然而要達(dá)到b圖的效果就要保持E1/f1的比值為恒值而不僅是保持U1/f1比值為恒值了。為 磁 極 對數(shù)。在很長的一個(gè)歷史時(shí)期內(nèi)，調(diào)速傳動領(lǐng)域基本上被直流電機(jī)調(diào)速所壟斷，這是和實(shí)際中交流電機(jī)的廣泛使用是一對存在的矛盾，許多應(yīng)用交流電機(jī)的設(shè)備為了達(dá)到調(diào)節(jié)被控對象的目的，只能采用物理的方法，例如采用風(fēng)門，閥門控制流量等，這樣浪費(fèi)能源的問題就很突出，費(fèi)用就大。變頻器的容量主要和它的開關(guān)器件的容量有直接影響，70年代中期，功率晶體管開始開發(fā)，到80年代采用功率晶體管的SPWM變頻器的投產(chǎn)，隨著元件容量的提高，變頻器的容量不斷提高，目前變頻器的容量已經(jīng)達(dá)到600KVA,400KVA以下的己經(jīng)系列化。存儲能力強(qiáng)，存儲容量大，存放時(shí)間幾乎不受限制，這是模擬系統(tǒng)不能比擬的，利用這一特點(diǎn)可在存儲器中存放大量的數(shù)據(jù)或表格，利用查表法簡化計(jì)算，提高運(yùn)算速度。但是系統(tǒng)只是從穩(wěn)態(tài)公式推導(dǎo)出的平均值控制，完全不考慮過渡過程，因此系統(tǒng)的穩(wěn)定性、啟動及低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)存在難以克服的不足。傳統(tǒng)的模擬控制在逆變器中應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，控制性能優(yōu)良，但模擬控制也存在一些缺陷：元件眾多，設(shè)計(jì)周期長，調(diào)試復(fù)雜，不易管理維護(hù)等。在電氣調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)，可以相信在不久的將來交流調(diào)速將會完全取代直流調(diào)速傳動。本文采用了Intel8OC196MC十六位單片機(jī)作為控制電路的CPU，采用該單片機(jī)的控制系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)的硬件核心部分。變頻調(diào)速的控制算法也有許多，本文對目前大部分通用變頻器所采用的控制算法——恒壓頻比控制，給出了完整的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序流程設(shè)計(jì)。經(jīng)過大約30多年的發(fā)展，交流調(diào)速電氣傳動已經(jīng)上升為電氣調(diào)速傳動的主流。根據(jù)生成SPWM波形的實(shí)現(xiàn)方式可以分為模擬控制和數(shù)字控制兩種形式。 最初的變頻調(diào)速是采用恒壓頻比控制方式，它根據(jù)異步電機(jī)簡化等效電路確定的電壓V和頻率F的比值進(jìn)行變頻調(diào)速，稱它為轉(zhuǎn)差頻率控制，改善了性能并且己經(jīng)實(shí)用化。適當(dāng)?shù)男薷能浖涂梢愿淖兿到y(tǒng)的功能或提高系統(tǒng)的性能。變頻器 ( 主要指通用變頻器)從80年代到現(xiàn)在己經(jīng)開始商品化，應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面:( 1 ) 變頻器容量不斷擴(kuò)大。 眾所周知，直流調(diào)速系統(tǒng)具有較為優(yōu)良的靜、動態(tài)性能指標(biāo)。異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為 (2 1 )其中為同步轉(zhuǎn)速(r/min)為 定 子 頻率，也就是電源頻率(Hz)。共同決定的，如果保持E1和之比不變，就可以保持主磁通不變。此外，因輸出波形由方波改進(jìn)為SPWM 波，減少了諧波，從而解決了電動機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動問題，也降低了電動機(jī)的諧波損耗和噪聲。設(shè)由整流器提供的直流恒值電壓為Us，并設(shè)電機(jī)繞組中點(diǎn)與直流電壓中點(diǎn)相連，則SPWM脈沖序列波的幅值為。曲線2是采用等腰三角波的載波uc，其周期決定于載波頻率，振幅不變，都是單極性。調(diào)制波與載波的交點(diǎn)決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，如圖26b)所示。三角載波信號由三角波發(fā)生器提供，各相共用?？梢圆捎梦C(jī)存儲預(yù)先計(jì)算好的SPWM數(shù)據(jù)表格，控制時(shí)根據(jù)指令調(diào)出。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出一些專門用于發(fā)生控制信號的集成電路芯片，配合微處理器進(jìn)行控件生成SPWM信號方便得多。本系統(tǒng)主要由主電路、驅(qū)動電路、控制電路以及保護(hù)電路構(gòu)成。由于二極管整流器不能為異步電機(jī)的再生制動提供反向電流的途徑，所以一般都用電阻吸收制動能量。 電壓型三相逆變橋的基本工作方式與單相逆變橋相同，也是導(dǎo)電方式，即每個(gè)橋臂的導(dǎo)電角度為，同一相(同一半橋)上下兩個(gè)臂交替導(dǎo)電，各相開始導(dǎo)電的時(shí)間依次相差。對于A相輸出來說，當(dāng)橋臂l導(dǎo)通時(shí)， 當(dāng)橋臂4導(dǎo)通， 因此，的波形是幅值為的矩形波。 ——三位數(shù)碼管動態(tài)顯示值輸出P3 口 、P4 口— 外擴(kuò)展ROM地址/數(shù)據(jù)信號線., — 外擴(kuò)展ROM控制信號線。存儲器擴(kuò)展電路主要是由兩片程序存儲器74HC573，用來存放奇地址單