【正文】 電路圖。所以，必須在轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)器與 HEF4752 之間正比的方波信號(hào)為 FCT 和 VCT 時(shí)鐘信號(hào)。 0 .0 5 2 0 z20nomVC TVC T VC Tf K f Hz f Hff f Hz? ? ???? ???? 取 () / 4 84 00vcto vct no mf f H z?? 當(dāng) 1f =20Hz 時(shí)，有 vctf = 39。單片機(jī)上系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為 12MHz，將其 6 分頻后，得到 2MHz 的時(shí)鐘信號(hào)φ，再對(duì)φ進(jìn)行 fP 、 vP 分頻后作為 FCT、 VCT 時(shí)鐘信號(hào)。 CP：時(shí)鐘脈沖輸入端。 INHout：時(shí)鐘禁止輸出端 當(dāng)有脈沖輸出時(shí)， INHout 輸出“ 1”電平。關(guān)于 8253 引腳功能、工作方式等這里不再贅述。因(max)280RCT cff?取(max) 1KHzcf ?，則 280KHzRCTf ? 。用高級(jí)語(yǔ)言程序離線生成 1( , )f f fz x U? 和 1( , )v v fz x U? 兩個(gè)表格，存入內(nèi)存。 圖 39 轉(zhuǎn)速測(cè)量電路 利用霍爾傳感器進(jìn)行異步電機(jī)測(cè)速的常用方法有 M 法、 T 法、 M/T 法。 高速光電耦合器的主要特性為， 6N137 是一種單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個(gè)發(fā)光二極管和集成檢測(cè)電路，集成檢測(cè)電路有光敏二極管組成，正常工作時(shí)發(fā)光 二極管因外部輸入導(dǎo)通而發(fā)光，這時(shí)光敏二極管導(dǎo)通，內(nèi)部的光敏二極管與使能輸入端相連，這時(shí)如果使能端為高電平，則經(jīng)過(guò)內(nèi)部的三極管放大后輸出。 REST—— 復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng) RAM 中仍有按鍵數(shù)據(jù)時(shí)， IRQ 繼續(xù)中斷單片機(jī)。 BD—— 消隱顯示信號(hào)控制端，低電平有效。電路中 C C2 接 8255 的C 口中的 PC PC3， O端接 HEF4752 的 L控制端。 增量式 PI 運(yùn)算子程序 增量式 PI 運(yùn)算子程序框圖如圖 42所示，它包括按圖所示控制曲線計(jì)算轉(zhuǎn)差頻率增量 ()SUK? , 由 ()SUK? 求出轉(zhuǎn)差頻率控制量 ()SUK，再由 ()SUK求出頻率指令信號(hào)1()fUK。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向由正 /反控制開(kāi)關(guān)控制，其開(kāi)關(guān)狀態(tài)由 PC7輸入。 圖 45 故障處理程序 32 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)通過(guò)運(yùn)用 16 位單片機(jī)和 SPWM 波生成器實(shí)現(xiàn)了對(duì)電源頻率的調(diào)節(jié)，可使電機(jī)在一定范圍內(nèi)可控可調(diào)。由于學(xué)生本身基礎(chǔ)并不好，陸老師和徐老師給予的幫助往往多余其他同組的同學(xué)，讓我感受到了陸老師和徐老師的一片苦心。 33 參考文獻(xiàn) [1] 陳杰 ,黃鴻．傳感器與檢測(cè)技術(shù) [M].北京：高等教育出版社， 2021． [2] 何希才 .傳感器技術(shù)與應(yīng)用 [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021. [3] 王幸之 .AT89 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M].北京 :北京航空航 天大學(xué)出版社 ,2021. [4] 鄭學(xué)堅(jiān) 周斌 .微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021. [5] 楊寧 胡學(xué)軍 .單片機(jī)與控制技術(shù) [M]. 北京航空航天大學(xué)出版社 [6] 王建華 黃河清 .計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M]. 高等教育出版社 [7] DIPIPM Version 3 應(yīng)用技術(shù)資料 . [8] 3Phase Pulse Width Modulation Engenine,January 2021. [9] . Ma, Research on the waiting time of passengers and escalator energy consumption at the railway station [M],Energy and Buildings . 2021(41):131138. [10] . Queuting Methods for services and Manu Facturing [M], Prentice Hall Intermational,2021:236240. [11] SPONG : ‘ On the robust control of robot manipulators’ ,IEEE Trans. Autom. Control,2021,37(11),. [12] HONG Y.,HUANG J., XU Y.‘ On an output finitetime stabilization problem’ , IEEE Trans. Autom. Control,2021,46,(2),. 34 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是四年大學(xué)所學(xué)的總結(jié)和結(jié)晶，也是一項(xiàng)工作量巨大的工作。從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的切換過(guò)程與上述過(guò)程相仿，不再贅述。當(dāng)轉(zhuǎn)速已降到 0時(shí)，經(jīng) PC3 輸出“ 1”電平信號(hào)，切換主回 路電源，然后顯示停車(chē)標(biāo)志“ 0000”。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)程序 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)程序即為軟件定時(shí)器 O的中斷服務(wù)程序，其程序框圖如圖 21所示。單片機(jī)的 ALE 端作為 8279 的時(shí)鐘信號(hào)。 CNTL/STB—— 對(duì)于鍵盤(pán)，通常用作鍵盤(pán)的控制功能鍵。對(duì)鍵盤(pán)，如果 RAM 中有按下的鍵的數(shù)據(jù)時(shí)， IRQ 為高電平，就會(huì)向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng) 求信號(hào)。 的主要特性， 相關(guān)引腳的功能： DB0DB7—— 數(shù)據(jù)總線，雙向、三態(tài)，與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線 相連，在 89C51 和 8279之間傳送命令或者數(shù)據(jù)。 本測(cè)速電路應(yīng)用了專(zhuān)用計(jì)數(shù)芯片 8253，它的主要特性有， 8253 有 3個(gè)可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，他們的功能完全一樣，每一個(gè)定時(shí)器都有 3個(gè)引線，其中 CLK 為外部計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入，每一個(gè)時(shí)鐘周期可以對(duì)定時(shí) /計(jì)數(shù)器內(nèi)部的 16 為技術(shù)器減 1。數(shù)字測(cè)速方法直接得到是數(shù)字量，省去了模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，因此具有測(cè)速精度高、分辨能力強(qiáng)、受器件影響小等優(yōu)點(diǎn)。這種尋優(yōu)法的計(jì) 算法的計(jì)算量工作量較大，難以實(shí)時(shí)完成。 0、 1通道的計(jì)數(shù)值即位整數(shù)分頻系數(shù)，由 CPU 通過(guò)執(zhí)行幾條輸出指令置入。 10 10AB? ? ??? ( 0 9 , 0 9)AB? ? ? ? 式中： A、 B— 比例分頻系數(shù)，分別對(duì)應(yīng)于 1/10 位和 1/100 位。用于級(jí)聯(lián)。CD4527 引腳如圖 36所示各引腳功能如下： A、 B、 C、 D： BCD數(shù)輸入端。從估算結(jié)果上看，顯然是比較合適的，故取 0vctf =84000Hz，39。低頻補(bǔ)償?shù)乃枷胧牵涸诘皖l段，按一定規(guī)律減少 VCTf ，使 FCTVCTff 比值增大，從而使 1U =K FCTVCTff 相對(duì)增大，以補(bǔ)償定子繞組電阻上的壓降，維持磁通恒定。 FCT 端為頻率控制端，VCT 端為電壓控制端，逆變器的輸出頻率和電壓就是通過(guò)控制著兩個(gè)端輸入的方波信號(hào)頻率來(lái)控制的。 ○4 TRIP 指示輸出封鎖狀態(tài)，低電平有效。 SA4828 系列三相、單相 SPWM 產(chǎn)生器可直接與微處理器連接，完成外圍控制功能，使系統(tǒng)智能化。它的突出特點(diǎn)是：可單獨(dú)調(diào)整各相輸出，以適應(yīng)不平衡負(fù)載；內(nèi)部集成了“看門(mén)狗”定時(shí)器，加強(qiáng)了監(jiān)控，提高了程序運(yùn)行的安全可靠性；提供軟復(fù)位控制；片內(nèi)提供 3 種可供選擇的波形，如圖 中純正弦波形可用于靜止逆變器電源和單相交流電機(jī)調(diào)速及 UPS；增強(qiáng)型波形和帶死區(qū)增強(qiáng)型波形，非常適合用于三相交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速。選擇兩臺(tái)電感量各為 50mH，額定電流不小于 的電抗器 12,LL串聯(lián)。取逆變器的效率為 14 ，則 直流側(cè)的功率為： 1 K W 3d PP ?? ，故直流側(cè)電流：2900 A 6 .4 A450dddPI U? ? ?。 最小系統(tǒng)接線圖如圖 31 所示，在 OSCO、 OSCI 端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入 VCP 端接上相應(yīng)的電容電阻后即可工作。可使直流電逆變成無(wú)諧波的交流電，輸出給電動(dòng)機(jī)。 833μ s sin（ t） mt nt 10 （ 1） 單片機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)部件，主要負(fù)責(zé)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將處理結(jié)果送往顯示電路，以及協(xié)調(diào)各功能模塊，使系統(tǒng)的功能能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。如果分配的時(shí)段非常多，等效輸出電壓就更為接近正弦波電壓。 單相交流電 J1 端子輸入，經(jīng)過(guò) D1 橋式整流，電容器 C1 濾波，得到較為平滑的直流電，施加到由四個(gè)功率管 T1~T4 組成的橋式逆變電路上。電感性負(fù)載不容許電流突變，如果用電流型電路作脈寬調(diào)制，則很快的開(kāi)關(guān)速度會(huì)導(dǎo)致過(guò) 高的電流變化率，在負(fù)載上激發(fā)出很高的瞬時(shí)電壓，可能導(dǎo)致器件的過(guò)電壓擊穿，因此，用電流型濾波電路作 SPWM 變頻不舍和電感性負(fù)載。如果窄脈沖的頻率夠高的話，即使輸出頻率相當(dāng)高，也能夠得到很接近正弦規(guī)律的平均電壓輸出波形。在輸出波形的每個(gè)半周中，將占空比由小變大再由大變小即可。其次，中間濾波環(huán)節(jié)限制電壓或者電流的變化速度，因此調(diào)節(jié)速度跟不上。再將信號(hào)通過(guò)逆變器， 將直流脈沖信號(hào)變成交流信號(hào)。 5 國(guó)內(nèi)變 頻器簡(jiǎn)介 國(guó)內(nèi)的變頻器主要有三晶、科姆龍等。在高速時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)速只用來(lái)作為轉(zhuǎn)速器的反饋信號(hào)，在低速時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)還是磁鏈仿真電流模型的輸入信號(hào)，這和使用了電壓電流雙模型的轉(zhuǎn)子磁鏈定向型矢量控制情況差不多，轉(zhuǎn)速推算的誤差對(duì)于穩(wěn)態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)的影響也差不多。 矢量控制（ VC） 矢量控制是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，并分別對(duì)速度、磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行控制。 當(dāng)頻率高于工頻時(shí)，受到供電電壓和電動(dòng)機(jī)絕緣水平的限制，電壓不能繼續(xù)保持與頻率的比例不變，而是停留在額定電壓水平，這時(shí)電動(dòng)機(jī)磁通大大衰減，屬于弱磁運(yùn)行。 交流電機(jī)變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運(yùn)行環(huán)境的一種主要手段。信號(hào)依次通過(guò)整流器、電容、SA482 SPCE061A、逆變器，使信號(hào)經(jīng)過(guò)交 —— 直 —— 交的變換。近年來(lái)，發(fā)展起來(lái)的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如 IGBT、 TGCT、 SGCT 等。 電壓空間矢量（ SVPWM）控制方式 空間矢量是以三相波形整體生成效果為前提，而以逼近電機(jī)氣 息的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以?xún)?nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的。 適量控制思路有著模仿直流調(diào)速控制的特征，而直流電動(dòng)機(jī)是由定子勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子的電樞繞組這一對(duì)繞組共同勵(lì)磁的，由 于換向器的作用，轉(zhuǎn)動(dòng)著的電樞繞組總是在 與勵(lì)磁繞組正交的那一部分繞組中通過(guò)電流，所激勵(lì)的磁場(chǎng)始終與定子磁場(chǎng)正交，這相當(dāng)于一個(gè)兩相正交繞組勵(lì)磁的情況，由兩個(gè)正交磁場(chǎng)產(chǎn)生合成磁場(chǎng)。它不需要將交流電動(dòng)機(jī)的等效為直流電動(dòng)機(jī)，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算。 科姆龍變頻器也同樣采用矢量控制方式， 強(qiáng)大的輸入輸出多功能可編程端子，同樣可以 調(diào)節(jié)多頻率的脈沖輸入。本設(shè)計(jì)有顯示屏和輸入鍵盤(pán)，可通過(guò)鍵盤(pán)輸入想要調(diào)節(jié)的參數(shù)，并再顯示屏上切換顯示輸入的參數(shù)和實(shí)際參數(shù)。 因此，利用每個(gè)半波里電壓幅值不變這個(gè)前提，可使用橫向調(diào)壓。改變脈沖寬度變化的快慢，就改變了輸出頻率實(shí)現(xiàn)了變頻。 脈寬調(diào)制和 PAM 一樣，硬件上只需要有發(fā)出正負(fù)脈沖的能力，因此主電路結(jié)構(gòu)相 7 似，遠(yuǎn)比交 —— 交變頻的主電路簡(jiǎn)單。變頻器輸入端（ R、 S、 T）接至頻率固 定的三相交流電源，輸出端（ U、 V、 W）輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電，接至電動(dòng)機(jī)。 圖 21 電壓波形 如果改變功率管導(dǎo)通的周期，即可改變交變電壓的頻率。 圖 22 SPWM 原理 脈寬