【正文】 電路如圖22所示，為電壓源型逆變電路拓?fù)鋱D。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。(2) 電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。LS052A系列MCU采用新型的發(fā)明專利技術(shù)L體系結(jié)構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多核并發(fā)處理引擎，支持同時(shí)并發(fā)地執(zhí)行三道程序?；魻栁恢脗鞲衅魇悄壳氨容^成熟的IC器件，具有體積小、簡(jiǎn)單可靠、安裝靈活方便、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的位置傳感器。若傳感器損壞，還可能連鎖反應(yīng)引起逆變器等器件的損壞；(4) 傳感器的安裝精度對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能影響很大，相對(duì)增加了生產(chǎn)工藝的難度。圖31 PSIM仿真圖 仿真波形及分析 載波比N=63如圖32（a）所示為載波比N=63時(shí)電機(jī)的三相電流波形，可以看出電流波形比較光滑接近正弦波。圖37單片機(jī)發(fā)出波形仿真 載波比N=21如圖38（a）所示為載波比N=21時(shí)電機(jī)的三相電流波形，電流波形接近正弦波但相比來(lái)說(shuō)波形變得更為粗糙，這是因?yàn)檩d波比減小的緣故。另外，本次設(shè)計(jì)采用分段同步調(diào)制，仿真中對(duì)不同的載波比都進(jìn)行了仿真，從結(jié)果可以看出，仿真結(jié)果和理論分析幾乎相差無(wú)幾，這對(duì)后面的硬件調(diào)試起到了很好的指導(dǎo)作用。美國(guó)IR公司生產(chǎn)的IR2101驅(qū)動(dòng)器，是中小功率變換裝置中驅(qū)動(dòng)器件的首選品種。這部分是程序當(dāng)中的難點(diǎn)。在該方法中，用運(yùn)放等器件產(chǎn)生三角波，再用其他分立器件產(chǎn)生正弦波，將兩種波形同時(shí)輸入比較器來(lái)產(chǎn)生SPWM信號(hào)。本設(shè)計(jì)采用軟件生成法，其實(shí)就是用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制產(chǎn)生SPWM的方法。規(guī)則采樣法說(shuō)明圖如圖51所示。如圖52所示，載波信號(hào)三角波和調(diào)制信號(hào)正弦波在單極性調(diào)制方式中極性相同，在半周期內(nèi)同時(shí)為正，在下半周期內(nèi)同時(shí)為負(fù)。載波信號(hào)三角波的頻率隨著調(diào)制信號(hào)正弦波的頻率Fr按照固定的載波比N=Fc/Fr變化，這種調(diào)制方式稱為同步調(diào)制。在高頻段時(shí)，由于載波頻率不變，載波比會(huì)減小，半周期內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)會(huì)減小，從而不利于電機(jī)的運(yùn)行。當(dāng)載波比太高時(shí)，在調(diào)制頻率一定時(shí)，載波頻率自然就越高。另外，程序中充分利用了LS052AX單片機(jī)的三通道并發(fā)功能，在三通道程序的并行處理下，大大減少了系統(tǒng)計(jì)算過(guò)程所耗費(fèi)的時(shí)間，提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。死區(qū)時(shí)間的計(jì)算公式為 DEADTIME=M*Pf (56)式(56)中，M為時(shí)鐘分頻數(shù)，P為死區(qū)定時(shí)器周期，f為晶振頻率。首先用萬(wàn)用表測(cè)試我們的電源能否正常輸出我們期望的電壓，能則繼續(xù)測(cè)量芯片7815能否正常輸出10V直流電，若能則繼續(xù)測(cè)量7805能否正常輸出5V直流電，否則用萬(wàn)用表二極管檔測(cè)量管角之間是否可靠鏈接。其輸出為頻率漸變的三相正弦波。b. 單片機(jī)發(fā)出的SPWM波形如圖66所示，為單片機(jī)管腳輸出SPWM波形其中（a）未經(jīng)濾波的波形，（b）為阻容濾波之后的波形，可以看出，單片的輸出波形能夠很好擬合正弦波，這也驗(yàn)證了面積等效原理。圖610 死區(qū)時(shí)間波形d. 反電動(dòng)勢(shì)波形如圖611所示，為無(wú)刷直流電機(jī)的反電勢(shì)波形，可以看出，無(wú)刷直流電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形仍然是正弦波。(3) 輸出電壓：612V按VVVF方式自動(dòng)變化，以達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。這也是本設(shè)計(jì)優(yōu)化的一個(gè)方向。在硬件和軟件的調(diào)試過(guò)程中，辛經(jīng)理也教給了我許多工程實(shí)際中常用的方法，這讓我節(jié)省了很多寶貴的時(shí)間。 } else if(Fr=300) { //計(jì)算全比較單元的比較值 tmp1_cmph=(uint)(2000/Fr*tmpA200_cmp[point])8。 tmp2_cmpl=(uint)(500/Fr*tmpB50_cmp[point])amp。 tmp3_cmpl=(uint)(1000/Fr*tmpC100_cmp[point])amp。 } sf2set()。 tmp2_cmpl=(uint)(2000/Fr*tmpB200_cmp[point])amp。 } else if(Fr=150) { //計(jì)算全比較單元的比較值 tmp1_cmpl=(uint)(1000/Fr*tmpA100_cmp[point])amp。// P1_0=1。 tmp3_cmph=(uint)(500/Fr*tmpC50_cmp[point])8。參考文獻(xiàn)【1】 [M]. 北京:科學(xué)出版社,2009【2】 胡少軼. 無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)研究[D].陜西：西安理工大學(xué)，2008，3【3】 郭慶鼑,[M].北京:中國(guó)電力出版社,2008 【4】 黃燦勝，[J].25（3），2010，6【5】 張大為，劉迪，張艷麗. SPWM變頻調(diào)速在交流異步電動(dòng)機(jī)控制中的應(yīng)用[J].山東：海軍航空工程學(xué)院，32（2），2012，2【6】 邱建琪，史涔，林瑞光. 永磁無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制的SVPWM控制[J].浙江:浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，《中小型電機(jī)》30(2)，2003【7】 王兆安，劉進(jìn)軍. 電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，【8】 阮毅，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版，【9】 江思敏，胡燁. Altium Designer（Protel）原理圖與PCB設(shè)計(jì)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009，7【10】 [M].北京:中國(guó)電力出版社，2012【11】 [D].廣東:華南理工大學(xué)，2005【12】 [D].湖北:華中科技大學(xué),2007【13】 [D].江蘇:江南大學(xué)，2006【14】 REN Zhibin, LIU Xiping. The Design of New Sensorless BLDCM Control System for Electric Vehicle. Energy and Power Engineering, 2010, 2, 208211【15】 WANG Huazhang. Design and Implementation of Brushless DC Motor Drive and Control System. Procedia Engineering 29 (2012) 22192224【16】 [D].陜西：西北工業(yè)大學(xué)，2007，3【17】 劉學(xué)鵬，[J].廣東：華南理工大學(xué)，38(20)，2010，10致謝本課題是在xxx老師和xxx精心指導(dǎo)下完成的。輸出功率由中間直流環(huán)節(jié)的電壓決定。只是這種變頻器跟一般的變頻器有所區(qū)別，因?yàn)樵撟冾l器是用來(lái)控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的，所以它的頻率變化必須符合一定規(guī)律，本次設(shè)計(jì)采用恒壓頻比，頻率采用給定積分進(jìn)行增加。圖68（a）中頻時(shí)N=33單片機(jī)發(fā)出波形圖68（b）中頻時(shí)N=33單片機(jī)發(fā)出波形仿真從實(shí)際波形看來(lái)，其同仿真波形仍然是有差異的，但是變化趨勢(shì)是可以看出來(lái)的，不難看出，這時(shí)候因?yàn)檩d波比減小，開關(guān)頻率明顯降低，但是在實(shí)際中，開關(guān)頻率并沒有明顯降低，因?yàn)檎{(diào)制波的頻率在升高，這里這樣做的目的就是為了減少調(diào)制波頻率升高帶給單片機(jī)和MOS管的壓力。從實(shí)物圖62可以看出，電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)。在軟件當(dāng)中也可以采用一些技巧，如單步調(diào)試可以查看程序的走向，再如查看寄存器的值以驗(yàn)證變量的值是否是想要的值。圖57 中斷服務(wù)程序流程圖第6章 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試對(duì)硬件PCB板的調(diào)試是是遵循這樣的原則的：化整為零分模塊調(diào)試，從輸入到輸出，從前級(jí)到后級(jí)依次調(diào)試。值得注意的是，在采用全比較單元PWM波形的時(shí)候，定時(shí)器本身的比較功能應(yīng)當(dāng)關(guān)閉掉。綜合以上考慮，分段同步調(diào)制載波比分別取取6321，保證輸出波形高度對(duì)稱，并且盡量提高載波比?？紤]到本系統(tǒng)輸出頻率較高，選用分段同步調(diào)制較好。 圖54 同步調(diào)制波形同樣的，如果載波信號(hào)三角波的頻率隨調(diào)制信號(hào)正弦波的頻率Fr的變化而變化，則稱這種方法為異步調(diào)制。圖53 雙極性SPWM調(diào)制示意圖綜合以上考慮，本次設(shè)計(jì)采用雙極性調(diào)制。設(shè)正弦調(diào)制信號(hào)波為 Ur=αsinωrt (51)式中，a稱為調(diào)制度，0≤a1；wr為正弦信號(hào)波角頻率，從圖51中得如下關(guān)系式 1+αsinωrtDδ2=2Tc2 (52)因此可得 δ=Tc21+αsinωrtD (53)則占空比 D=δTc=1+αsinωrtD2 (54)比較值為 CMP=TpwmD*Tpwm (55)式（54）是規(guī)則采樣法單相SPWM波占空比的算法公式，依此可容易得到其他兩相的占空比公式，思路是在A相角頻率的基礎(chǔ)上讓角頻率滯后120度、240度。這種在自然交點(diǎn)處控制MOS管關(guān)斷的方法，需要實(shí)時(shí)求解一個(gè)超越方程。使用集成芯片方式的靈活性較低，不宜實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。在載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)的交點(diǎn)處改變開關(guān)狀態(tài)，得到脈寬按照正弦波幅值變化的一組等幅不等寬的矩形脈沖序列，用這個(gè)脈沖序列來(lái)改變功率開關(guān)器件的通斷。第一部分是SPWM波形的生成程序，這是整個(gè)程序的主體。單片機(jī)控制模塊部分電路圖如43所示：圖43 單片機(jī)控制模塊 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)IR2101是雙通道、柵極驅(qū)動(dòng)、高壓高速功率驅(qū)動(dòng)器，該器件采用了高度集成的電平轉(zhuǎn)換技術(shù)，大大簡(jiǎn)化了邏輯電路對(duì)功率器件的控制要求，同時(shí)提高了驅(qū)動(dòng)電路的可靠性。圖310單片機(jī)管腳發(fā)出波形仿真 仿真總結(jié)此次仿真采用PSIM軟件，該軟件繪制原理圖方便，容易上手，仿真主要對(duì)控制系統(tǒng)的原理進(jìn)行了仿真。圖34 單片機(jī)發(fā)出波形仿真 載波比N=33如圖35（a）所示為載波比N=33時(shí)電機(jī)的三相電流波形，可以看出電流波形接近正弦波，相比N=63該波形沒有那么平滑。這種方法與傳統(tǒng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制方法有所不同，它一般用來(lái)控制異步電機(jī)和同步電機(jī)的[5]，但由于小功率無(wú)刷直流電機(jī)的空間磁場(chǎng)接近正弦波[6]，可以當(dāng)作永磁同步電機(jī)來(lái)控制，故本次設(shè)計(jì)采用變壓變頻控制方法。缺點(diǎn)：(1) 增大了電機(jī)的體積。掉電模式切斷片內(nèi)所有供電線路，僅維持喚醒值班模塊工作，SRAM中的內(nèi)容維持不變，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。電壓型逆變電路的逆變器輸出電壓波形為矩形波，輸出電流波