【正文】 此直接轉(zhuǎn)矩 在控制部分才用了平滑調(diào)節(jié)，使得逆變器部分仍然是出于一種開關(guān)狀態(tài)。 矩陣 控制和矢量控制一樣，也可以采用無速度傳感器方式運行，其轉(zhuǎn)速推算的原理和矢量控制一樣。但閉環(huán)調(diào)節(jié)本身卻會引入調(diào)節(jié)延遲，對控制性能尤其是動態(tài)性能有一定的影響。而實際上 穩(wěn)壓 的過程就是對開關(guān)管的飽和回到同時間的長度進行調(diào)整和控制。交 流調(diào)速取代直流調(diào)速，計算機數(shù)字控制取代模擬控制已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。信號的來源為工頻電源， 整流采用三相橋式不可控整流器，逆變器采用的是 GRT 三相橋式 PWM 逆變器。由他們構(gòu)成的高壓變頻器，性能有意，可以實現(xiàn) PWM 逆變，甚至是 PWM 整流。用勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流閉環(huán)調(diào)節(jié)來代替電流電壓變換環(huán)節(jié)，電流閉環(huán)調(diào)節(jié)的輸出指令 4 是電壓指令，經(jīng)過變換后可以控制電壓型 PWM 逆變器。 矩陣式交 —— 交控制 矩陣式交 —— 交變頻方式使得中間直流環(huán)節(jié)不必再用，省去了時間，從而也省去了體積大、價格昂貴的電解電容。 在目前實際使用的商品型通用變頻器中，矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制都屬于高性能的控制模式，對于兩者之間的差別，主推矢量控制的公司和主推直接轉(zhuǎn)矩控制的公司都有各自的說明。而且 具有轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高、減速停車速度快的特性。 6 第 2章 系統(tǒng)變頻原理及方案 變頻調(diào)速 原理 PAM 方式由于忽略了交流電波形中幅值的變化，使變頻時波形不變化，因此，擺脫了工作頻率受限制的問題，也簡化了主電路。所謂橫向調(diào)壓，就是用一連串很窄的矩形脈沖代替一個寬的矩形脈沖，由于中間存在沒有脈沖的間隔，因此平均電壓降低了。至于正、負半波的轉(zhuǎn)換，則仍然靠兩組反并聯(lián)器件完成。由于逆變器既變頻又變壓，因此，整流部分可采用不可控二極管整流橋，結(jié)構(gòu)簡單而且電源側(cè)功率因數(shù)提高，變頻器的電壓響應(yīng)速度也不受中間回路參數(shù)影響。 變頻調(diào)速的工作原理 當頻率 f 連續(xù)可調(diào)時，電動機的同步轉(zhuǎn)速也連續(xù)可調(diào)。 正弦脈寬調(diào)制 隨著變頻輸出功率的加大，僅用開關(guān)原理生成的交變電壓中包含了大量低次諧波，對電網(wǎng)和外部空間形成很大的干擾。 頻率不同，可分配的時段數(shù)是不一樣的，按下式計算： n= 調(diào) 制 頻 率變 頻 頻 率=1200Hzf (21) 頻率為 10Hz 時，一個周期可分配 120 個 時段（要求能被 4 整出），而 50Hz 僅分配 24 個時段。整流模塊的主要目的為使交流電變?yōu)橹绷?，以方便下一步進行直流的調(diào)制。 （ 9） 顯示電路：該電路主要由 1602 液晶顯示屏組成，用于實時顯示電動機的轉(zhuǎn)速和輸入的參數(shù)值。為了使逆變器輸出 380V 的線電壓，要求直流側(cè)的電源電壓： 3 8 0 V 4 3 8 .8 V0 .8 6 6dU= ? 考慮到大功率的晶體管的管壓降等， 取 450VdU= ，則大功率晶體管的參數(shù)為 () ( 2 : 3 ) 90 0 : 13 50 VB R c e o dUU??，() ( 2 : 3 ) 90 0 : 13 50 VR R c e o dUU??。39。 大功率晶體管阻容吸收電路 15 取電動機起制動電流 mI 為額定電流的 3倍，即 3 * ,mI A A G RT?? 關(guān)斷時間6usfT ? ，升泵電壓 50VPU ? ，則： 1 1 4 . 4 * 6 μ F 0 . 0 8 6 4 μ F2 ( ) 2 * ( 4 5 0 5 0 )mfdPItC UU? ? ??? 1C 的耐壓值與 GRT 相同，取 1C 為 ,1000V 的電容， 1R 阻值取為 100? 。由于正弦波的諧波分量比較少，所以希望逆變器輸出的波形近似正弦波。 (1)主要特點 ①全數(shù)字化： SA4828 與微處理器的連接，適用Intel 和 Motorola 兩種總線接口，編程簡潔、方便。 圖 34 單片機與 SA4828 的連接電路圖 SPWM 控制信號的產(chǎn)生 在本系統(tǒng)中，控制信號用 HEF4752 大規(guī)模集成塊來產(chǎn)生。 17 頻率指令信號1fU、 1f 頻率與FCTf的關(guān)系如下： 1 1 1( ) 3360f FCTU f H z f f? 0 0 — 1 168 2 336 . . . . . . . . . 1000 50 168000 . . . 1023 171864 所以有 FCTf =168U1f ， U1f =201f 。K = ( ( ) 0vct nom vctff? )/20Hz = (336000– 84000)/20 = 12600 下面來簡單估算一下，看取 0vctf =84000Hz、 39。 8253 內(nèi)部有三個 6位計數(shù)器，完全可滿足設(shè)計要求。 INHIN 為“ 0”，允許輸入，為 “ 1”時禁止輸入。 20 圖 36 變換器硬件連接圖 采用一級 CD4527，只能獲得小數(shù)點后一位的乘法系數(shù)，為了獲得小數(shù)點后兩位的乘法系數(shù)（即 的比例分頻系數(shù)），本系統(tǒng) 中采用級聯(lián)的方法進行加法運算，對φ進行兩位數(shù)的比例分頻，連接圖如圖所示。39。 由于整數(shù)分頻和 小數(shù)分頻分開進行，所以需將分頻系數(shù) ,fvPP分別分解為純整數(shù),fvZZ和純小數(shù) ,fvxx兩部分，整數(shù)部分 ,fvZZ送 8253 的 0、 1 通道作為計數(shù)值，小數(shù)部分 ,fvxx送比例分頻器 CD4527 作為比例分頻系數(shù)。比例乘法器 CD4527 不能直接與 CPU 連接，系統(tǒng)中可擴展一片 8255，用它作為二路比例乘法器與 CPU 的接口。 T 法測速是測出霍爾傳感器兩個輸出 脈沖之間的時間間隔 Tt 來計算出轉(zhuǎn)速?；魻杺鞲衅髋c三相異步電機軸同軸連接，電動就沒轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器發(fā)出一個脈沖信號，這個脈沖信號的幅值為 12V，然后經(jīng)過高速光電耦合器，脈沖信號幅值下降為 5V,這個脈沖信號給計數(shù)芯片 8253，當專用計數(shù)芯片 8253 計數(shù)完畢后，就會向單片機發(fā)出計數(shù)完畢信號，單片機根據(jù)所得到的信號計算出三相異步 電機的轉(zhuǎn)速，并經(jīng)過顯示程序在 LED 數(shù)碼管上顯示。 A0—— 當 A0=1 時，單片機寫入 8279 的字節(jié)是命令字，從 8279 中讀出的是狀態(tài)字。用來掃描鍵盤和顯示器。由圖可知，單片機的 P2 口作為分時 復(fù)用的地址和數(shù)據(jù)端口。 A A2接 8255 的 C 口中的 PC PC5，通過 PC PC5 輸入故障信號，用以檢測故障類型。系統(tǒng)的停車與工作由工作 /停車控制開關(guān)控制，其開關(guān)狀態(tài)由 PC6輸入。當正 /反轉(zhuǎn)開關(guān)由“正”轉(zhuǎn)到“反”時， PC7 輸入 0電平，表示反轉(zhuǎn)，接下來判斷當前轉(zhuǎn)向是正（ CW = 1）還是反（ CW = 0），若轉(zhuǎn)向為正，表示與給定轉(zhuǎn)向不一致，需進行切換，于是經(jīng) PC2 輸出 1電平，使 HEF4752 的 L端為 0，封鎖其輸出信號，使逆變器輸出為 0，電動機轉(zhuǎn)速下降。脈沖信號連入 SPWM波生成器 SA4828 中，與此同時，單片機的控制信號輸入到 SA4828 中，調(diào)節(jié) SPWM 波，生成需要的信號電源，此信號頻率范圍可從 0~50Hz 變化，最小變頻額度為 5Hz。感謝xx 老師 ，感謝 xx 老師。設(shè)計將信號交 —— 直 —— 交的變換，使得信號可控可調(diào)，并在調(diào)節(jié)過程中加入了鍵盤輸入和顯示屏顯示，使得調(diào)節(jié)過程方便簡便。 當轉(zhuǎn)速未降到 0時，不開放 L 端，電動機轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降。若 PC6 = 0，表示命令停車，這時接下來判斷轉(zhuǎn)速是否為 0。先進行芯片初始化，然后，清系統(tǒng)工作區(qū)，開放 8051 外部中斷，啟動軟件定時器 10ms(采樣周期 )。為了更加準確快速的顯示交流調(diào)速器的運行狀態(tài)，本設(shè)計中采用 4個 8端共陰極的 LED 數(shù)碼管， 4個 LED 數(shù)碼管的位選掃描信號由 8279 的 SL0SL3 提供，段選信號由 OUTA0OUTA OUTB0OUTB3 掃 描提供。鍵盤矩陣的行信號輸入端。 圖 214 8279 的引腳排列 RD/WD—— 讀寫控制引腳輸入端，低電平有效。 8279 芯片對鍵盤本分提供掃描工作方式，能對 64 個按鍵的鍵盤陣列不斷掃描，自動消除抖動，自動識別出閉合的鍵并得到鍵號，能對雙鍵或 N 個鍵同時按下進行處理。商業(yè)型交流調(diào)速器對速度的要求不是很精確 ,所以本設(shè)計采用比較簡單的 M 法測速。 測速電路 的設(shè)計 交流調(diào)速器的速度檢測電路是實現(xiàn)調(diào)速的根本途徑 ,所以速度檢測電路的好壞 ,直接關(guān)系到交流調(diào)的實時性和準確性?？紤]到由于硬件的限制， ,fvxx只能取小數(shù)點后兩位這一條件， fz 與 fx ， vz 與 vx 必定有一最佳組合。39。由于 Q1 與 CF1 連接，故 Q1的輸出脈沖經(jīng)第二級 CD4527 直接從 Q2 輸出，脈沖不變。 SET“ 9”：置 9 端，工作時接地。二進制碼 /方波信號變換器硬件連線圖如 圖 36所示。 額定狀態(tài)有 1U =K /fct vctff≈ =380V 18 所以 K=760， 1U =176 0 / 76 0 33 60 /fc t v c t v c tf f f f? ? ? 當 1f =20 Hz 時， 1U = 76 0 33 60 20 V / 33 60 00 15 2 V? ? ? 當 1f = 時， 1 760 336 0 V / ( 840 00 126 00 ) VU ? ? ? ? ? ? 圖 35 低頻補償曲線圖 與未補償時的 1U 比較，當 1f = 時， 1U 大約提高了 。 為了使1 FCTVCTfUKf?成立，必須滿足 VCTff ? ，故取 ()VCTnomf =168000Hz/=336000Hz 在 1f =20 50 Hz 范圍內(nèi)，維持 VCTf =336000 Hz 不變，這樣可自動維持 1U /1f =常數(shù)。將 HEF4752 的Ⅰ端接地，使 HEF4752 工作在晶體管模塊式，將 K 端接 +5v 電源，使每兩路互補信號之間有較大的輸出延遲， CW 端，L 端分別接 8255C 口的 PC PC0。直接通過軟 件設(shè)定載波頻率、調(diào)制頻率、調(diào)制比、最小脈寬、死 區(qū)時間等工作參數(shù)，無需任 何外接電路，節(jié)約了硬件 成本； ③工作頻率范圍寬、精度高，三角載波頻率 可調(diào)，當時鐘頻率為 時，則載波頻率最高可 達24kHz，輸出調(diào)制頻率最高可達 4kHz，輸出頻率的 分辨率可達 12 位字長。 本設(shè)計采用 數(shù)字法 實現(xiàn)脈寬調(diào)制 ,按照不同的數(shù)學(xué)模型 ,用計算機計算出各切換點，然后將其存入內(nèi)存，最后通過查表及必要的計算產(chǎn)生 SPWM 波。SA4828 是 Mitel 公司于 20 實際 90 年代中期繼 SA482