【正文】 5S G H 8 0 N 6 0V3S G H 8 0 N 6 0V1S G H 8 0 N 6 0V2C 0 21 0 u FC 0 51 0 u FC 0 41 0 u FC 0 61 0 u FC 0 31 0 u FV D 0 5V D 0 61 N 4 0 0 7U V W 圖 24 電壓型交直交變頻調速主電路 選用整流管 61 VDVD? 組成三相整流橋，對三相交流電進行全波整流。因此維修時，要等指示燈熄滅后進行。由于開關管在開通和關斷時，要受集電極電流 cI 和集電極與發(fā)射極間的電壓 ceV 的沖擊，因此要通過緩沖電路進行緩解。 變頻器主電路逆變 原理 整流電路是把交流電變換為直流電的電路。Ｕ d/2 的矩形波。然后用三相逆變橋對平穩(wěn)的直流電進行逆變，從而轉化成可調節(jié)的交流電。在低壓交流電動機的傳動控制中，應用最多的功率器件有 GTO、 GTR、 IGBT 等 。為防止柵極過壓，可采用穩(wěn)壓管作保護。此時，柵極電壓可取為 13V。 (4)IGBT 柵極與發(fā)射極之間是絕緣的，不需要穩(wěn)態(tài)輸入電流，但由于存在柵極輸入電容，所以驅動電路需要提供動態(tài)驅動電流。 625/eI 式中， eI 為 IGBT 的額定電流值 . 柵極電阻的下限取系數(shù)為 1，限取系數(shù)為10。 (8)電路簡單，成本低。 EXB840 的 內部引腳 框圖如圖 32 所示。 12345691415EXB8401 0 m A 電流輸入R133kR210kR3C23 3 u FC13 3 u F9 0 1 4驅動信號U故障輸出E R A 3 4 1 0接IGBTV s s20V 隔離電源V C C+ 1 5 v 圖 33 EXB840組成的驅動電路 保護電路 對于不同類型的裝置，其保護電路的要求和功能不盡相同。過高的直 流電壓對 IGBT 的安全構成威脅，很可能超過IGBT 的最大耐壓值而將其擊穿，造成永久性損壞。運放 AU:1 接成比較器的形式。其電壓取樣與過壓取樣相同，欠壓設定值由 2W 上取出。 故障自診斷電路工作過程如下：單片機控制 ，經非門整形后輸出低電平，光耦器件導通，有電流流過三極管的基極，三極管導通輸出低電平，輸出的低電平自診斷信號分別送至過壓、欠壓保護電路。驅動電壓過低時，導致 IGBT 的通態(tài)壓降上升，保護電路將其判斷為過流而關斷 IGBT，因此這種檢測方法也稱為退飽和檢測檢測電路。 ADC0804 是一種 單通道 模擬輸入， 8 位數(shù)字量輸出的 A/D 轉換器， 共有 20 個引腳，采用雙插直列式 封裝，其引腳主要功能如下： 16 (CS )： Chip Select，與 RD、 WR 接腳的輸入電壓高低一起判斷讀取或寫 入與否，當其為低位準 (low) 時會 active。而頻率輸出頻率最大值無法大于640KHz，一般可選用外部或內部來提供頻率。 VREF 為模擬輸入電壓 VIN 的上限值。 用于生成 SPWM 波形的專用集成芯片很多，如有 SA828 SLE4520 和GMS97C2051 等，以下主要介紹用專用集成芯片 SA4828 構成的 SPWM 波生成電路。 RESET ：復位端，低電平有效。 VDD：供電電源正端 (+5V)。 RS：寄存器選擇端?？刂萍拇嫫魇窃诠ぷ鬟^程中控制輸出脈寬調制波的狀態(tài)，從而進一步控制交流電動機的運行狀態(tài)，通常在工作時，該寄存器的內容常被改寫，以實現(xiàn)實 20 時對交流電動機的速度進行控制。標準 MCS51 內核和指令系統(tǒng) 178。 6 個中斷源 178?？臻e和掉電節(jié)省模式 178。下表 41 為初始化編程時， R0～ R5 各寄存器的內容。 調制波頻率范圍 為： 2384 mCARRRANGE ff ?? (42) 式中： m值的二進制數(shù)即為調制波頻率范圍設定字。該設定字由 PDY0～ PDY5這 6位組成。時間常數(shù)由 WD0～ WD15這 16位組成，根據(jù)下式： CLKTIMfnt 1024?? （ 45） 計算出 TIMn 值，它的二進制數(shù)即為時間常 數(shù)。調制波幅值是借助于 8位幅值選擇字 (Ramp、 Yamp、 Bamp)來實現(xiàn)的，其每一相都可以通過下式來計算： 100255APOWER nA ?? （ 47） 式中 An 值的二進制數(shù)即為調制波幅值選擇字。當 CR =0時，使內部的相計數(shù)器置為 0 （ R 相）。 將程序分成三部分，分別介紹如下 （ 1）初始化程序設計： 根據(jù)上面介紹的公式，計算出 SA4828 各個初始化參數(shù)字。方式 1 SETB EX0 ；開外中斷 SETB ET0 ；開定時中斷 SETB EA ；開總控制中斷 下面計算 SA4828初始化參數(shù)字。 ④ 脈沖延遲時間的設定字 由式 （ 44） 得： DHHzsftn C A R RP DYP DY 2455 8 6 01065 1 2635 1 263 6 ??????????? ? 所以，脈沖延遲時間設定字為 2DH，即寄存器 R2中的值是 2DH。 調速子程序就是要計算出 An 和 PFSn 字，并將它送入 SA4828 的控制寄存器。各中斷程序如下： ① T0 中斷子 程序 JA1: INC 10H ； T0 溢出次數(shù)加一 RET1 ② 0INT 中斷子程序 WDZ: MOV TL0 ,00H ； TL0 清 0 MOV 11H ,TH0 ；取 TH0 MOV TH0 ,00H ； TH0 清 0 PUSH ACC ；保持現(xiàn)場 PUSH B PUSH PSW 31 SETB ；使用第一工作寄存器區(qū) MOV A ,11H ；檢查除數(shù)是否為 0 ORL A, 10H JZ ABC ；除數(shù)為 0 則退出 MOV R2, 00H MOV R3, 00H MOV R4, 0FH MOV R5, 42H MOV R6 ,10H ； 輸入除數(shù) MOV R7, 11H LCALL NDIV ；調用雙字節(jié)除法子程序 MOV 12H ,R5 ； 調制波頻率整數(shù)部分存入12H MOV R6 ,00H ；對余數(shù)（ R2R3）乘 100 MOV R7, 64H LCALL QMUL ；雙字節(jié)乘法，乘 100 MOV R2 ,0CH ；將積作為被除數(shù)，（ R4）→R2 MOV R3 ,0DH ；（ R5）→ R3 MOV R4 ,0EH ；（ R6）→ R4 MOV R5 ,0FH ；（ R7）→ R5 MOV R6 ,10H ；除數(shù) MOV R7, 11H LCALL NDIV ；調用雙字節(jié)除法子程序 MOV 13H ,R5 ；將調制波頻率小數(shù)部分（小于 100）存入 13H MOV 10H ,00H ； 10H 清 0 ABC: POP PSW ；恢復現(xiàn)場 POP B POP ACC RET1 (4) 雙字節(jié)乘除法子程序 雙字節(jié)乘除法子程序采用標準的 MCS51 子程序庫中的程序。 0INT 中斷的功能是計算 ZPPR 輸出的調制波頻率。所以，寄存器 R3中的值為 02H。載波頻率設定字為 011。測量 ZPPR 輸出脈沖周期的方法是：利用 ZPPR 輸出脈沖的下降沿觸發(fā) 0INT 中斷，這時計算兩個 ZPPR 輸出脈沖下降沿的時間間隔。當 WTE=1 時，使用看門狗功能。 F /R =0時正轉，相序是RYB； F /R =1時反轉，相序是 BYR。如果單片機失去了控制，在指定 時間內沒有叫醒看門狗，則看門狗會立即封鎖輸出 。 (5)調制波形選擇。該設定字由 PDT0～ PDT6這 7位組成。載波頻率 (三角波頻率 )設定字由 CFS0～ CFS2這 3位組成。微處理器的 控制 SA4828 的復位引腳 RST。全雙工串口通信 178。 32 個雙向 I/O 口 178。其中 14R 和 15R 是兩個虛擬的寄存器，實際上并不存在。外部時鐘輸入經分頻器 分成設定的頻率，并生成三角形載波，三角載波與所選定的片內三種調制波形進行比較，自動生成SPWM 輸出脈沖，然后通過脈沖刪除電路刪除窄脈沖（如圖 310） 窄脈寬 圖 310 脈沖序列中的窄脈寬 因為這種脈沖不起任何作用，只會增加開關管的損耗。 （ 2） 輸出類管腳說明 RPHB、 YPHB、 BPHB：這些引腳通過驅動電路控制逆變橋的 R、 Y、 B 相的下 臂開關管。 MUX：總線選擇端。 兼容 Intel 等多系列單片機，輸入調制波頻率范圍 0～ 4kHz，16 位調速分辯率，載波頻率最高可達 24kHz，內部 ROM 固化 3 種可選波形，最小脈寬和延時時間可調，可單獨調整各相輸出以適應不平衡負載，具備看門狗定時器功能等。 9. PIN10 (D GND)： 數(shù)字電壓的接地端。 5. PIN5 ( INTR )：中斷請求。當 CS 、 RD 皆為低位準 (low) 時， ADC0804 會將轉換后 的數(shù)字訊號經由 DB7 ~ DB0 輸出至其它處理單元。 另外，有些集成驅動電路中沒有封鎖電路，當保護動作后器件恢復正常，此時驅動信號會恢復正常，若此時故障還沒有消除則保護電路又會動作，那么電路就會進入一種過流保護，過流的重復狀態(tài)可能導致器件的損壞，所以過流保護電路中應有延時判斷和封鎖電路來判斷真假過流和徹底封鎖驅動信號。以下的過流信號也是如此 .故障自診斷電路如圖 36所示： R18kR2200KR3500R41KR5500R65009 0 1 4自診斷信號9 0 1 4自診斷信號9 0 1 4自診斷信號H S O . 2等效故障信號UP C 8 1 7+ 5 v + 1 5 v 圖 36 故障自診 斷電路 過流保護 隨著器件容量的不斷增大裝置的容量也不斷增大， IGBT 通常工作于高壓大電流的惡劣條件之下，在開發(fā)使用過程中經常遇到過流損壞的問題，嚴重影響其 15 應用 ， 這時必須迅速切斷驅動信號。當取樣電壓高于設定值時(正常情況下 )，比較器輸出高電平，光耦器件不導通，輸出高電平。其中電阻 5R 是正反饋電阻，它的接入使正反饋有一定回差 ，防止取樣信號在給定點附近波動時比較器抖動，這里將過壓保護的動作值整定為額定輸入電壓的 110%。而且較低的輸入電壓也使系統(tǒng)的抗干擾能力下降。主回路選擇的器件為 IGBT，根據(jù)器 件種類的不同在設計以及應用線路設計時有不同的要求和特點，因此驅動電路的保護特性必須與器件和電路相適應才能進行可靠有效的保護。其中輸入隔離電路由高速光電耦合器組成 ,可隔離交流 2500V的信號。其目的是避免快速關斷故障電流造成過離的 dtdi 。 (6)驅動電路和控制電路之間應隔離。當 IGBT 高頻運行時，柵極驅動電流和驅動功率也是不小的，因此，驅動電路必須能提供足夠的驅動電流和功率。 IGBT 的柵極等效為一電容負載，所以驅動信號源的內阻要 盡可能 小 ，以提供足夠大的充放電電流，縮短開關時間和降低開關功耗 。要使器件導通，驅動信號必須大于其開啟電壓。 IGBT 作為第二代電力電子器件，它的應用使變頻器的性能有了很大的他高，主要表現(xiàn)為： （ 1） 發(fā)熱減少，將曾占主回路發(fā)熱 5070%的器件發(fā)熱降低了 30%； （ 2） 高載波控制，使輸出電流波形有明顯改善； （ 3） 提高開關頻率，實現(xiàn)了電機運行的靜音化； （ 4） 驅動功率減少，體積趨于更小； 它的圖形符號及簡化的等效電路如下圖 31： (a) （ b）