【正文】 0，將七寸放到11H中，除法運算的整數(shù)商存在12H，小數(shù)商存放到13H中。調(diào)制波幅值控制字計算可由（57）式得： =這是2個單字節(jié)數(shù)相乘，再除以一個單字節(jié)的數(shù)，其結(jié)果是一個單字節(jié)數(shù)。由式（53）得：=127512所以最小刪除脈沖設(shè)定字為49H，R1寄存器的值為49H。在T0每次中斷時，給一個指示器加1，加1的結(jié)果存入RAM某個單元中，所以，本程序要用兩個中斷，程序如下：ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HLJMP WZDORG 000BHLJMP JA1START ：… SETB IT0 　 ；脈沖下降沿觸發(fā)外中斷MOV TMOD,10H ；T0工作在定時。我們采用Intel公司的8051單片機(jī)，對SA4828進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)而實現(xiàn)對三相交流電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制[19]。（5）計數(shù)器復(fù)位控制 計數(shù)器復(fù)位。 （2）調(diào)制波幅值選擇改變調(diào)制波幅值是用來改變輸出電壓，以達(dá)到變頻同時變壓的目的。(7)看門狗時間常數(shù)設(shè)定。 (4)脈沖延遲時間設(shè)定。調(diào)制波頻率決定了電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此應(yīng)先根據(jù)電動機(jī)的調(diào)速范圍，計算調(diào)制波頻率范圍。包括載波頻率設(shè)定，調(diào)制波頻率范圍設(shè)定，脈沖延時時間設(shè)定，最小刪除脈寬設(shè)定，調(diào)制波形選擇，幅值控制，看門狗時間常數(shù)設(shè)定等。 單片機(jī)系統(tǒng)圖因8051的復(fù)用總線結(jié)構(gòu)，SA4828的MUX引腳應(yīng)該接高電平或懸空不接。過流發(fā)生時，R上的壓降大于過流保護(hù)動作整定值，比較器LEM324輸出低電平去封鎖IGBT的驅(qū)動電路的輸入信號，即可使橋臂上的所有IGBT處于截止?fàn)顟B(tài)實現(xiàn)過流保護(hù)的功能。動作值整定為輸入電壓的85%。欠電壓導(dǎo)致逆變器開關(guān)器件驅(qū)動功率不足而燒壞開關(guān)器件。 過電壓保護(hù)電路它直接對直流側(cè)電壓進(jìn)行檢測。通用變頻器輸入電源電壓允許波動的范圍一般是額定輸入電壓的士10%。以上引腳都是標(biāo)準(zhǔn)TTL輸出，每一個輸出都有12mA的驅(qū)動能力，可以直接驅(qū)動光耦。當(dāng)MUX為高電平時，使用地址和數(shù)據(jù)共用的總線，這時，地址/數(shù)據(jù)管腳RS不用；當(dāng)MUX為低電平時，使用地址和數(shù)據(jù)分開的總線，這時，地址鎖存器ALE接低電平，RS引腳要與一條地址線相連，來區(qū)分輸入的字節(jié)是地址（低電平），還是數(shù)據(jù)（高電平），通常先地址后數(shù)據(jù)。 SPWM波生成芯片特點和引腳功能全數(shù)字控制，兼容Intel等多系列單片機(jī)，輸入調(diào)制波頻率范圍0～4kHz，16位調(diào)速分辯率，載波頻率最高可達(dá)24kHz，內(nèi)部ROM 固化3種可選波形，最小脈寬和延時時間可調(diào)，可單獨調(diào)整各相輸出以適應(yīng)不平衡負(fù)載，具備看門狗定時器功能等。第三代絕緣柵雙極型晶體管IGBT的工作頻率可達(dá)30KHz，用IGBT作為逆變開關(guān)管，載波頻率可以大幅度提高，從而使正弦脈寬調(diào)制波更接近正弦波。脈寬調(diào)制指的是通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要的波形(含形狀和幅值)。脈寬調(diào)制技術(shù)在逆變器中的應(yīng)用，對現(xiàn)代電力電子技術(shù)、現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。其中ERA3410是快速恢復(fù)二極管。對于1200V的IGBT器件，柵極的電阻值可取相同電流額定值的600V器件阻值的一半。(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(qū)動電路需要提供動態(tài)驅(qū)動電流。此時，柵極電壓可取為13V。為防止柵極過壓，可采用穩(wěn)壓管作保護(hù)。并且，隨著IGBT技術(shù)的發(fā)展，其性能不斷得到改善和提高，使得IGBT在大功率開關(guān)電源設(shè)備中的地位越來越重要，如UPS、電焊機(jī)、電機(jī)驅(qū)動、特種工業(yè)電源等都使用IGBT模塊。上述分析說明，通過6個開關(guān)的交替工作可以得到一個三相交流電，只要調(diào)節(jié)開關(guān)的通斷速度就可調(diào)節(jié)交流電頻率，當(dāng)然交流電的幅值可通過的大小來調(diào)節(jié)。圖33中，～組成了橋式逆變電路，這6個開關(guān)交替地接通、關(guān)斷就可以在輸出端得到一個相位互相差的三相交流電壓。 變頻器主電路設(shè)計的基本工作原理整流電路是把交流電變換為直流電的電路。由于開關(guān)管在開通和關(guān)斷時，要受集電極電流和集電極與發(fā)射極間的電壓的沖擊，因此要通過緩沖電路進(jìn)行緩解。因此維修時，要等指示燈熄滅后進(jìn)行。 電壓型交直交變頻調(diào)速主電路 主電路各部分的設(shè)計選用整流管組成三相整流橋，對三相交流電進(jìn)行全波整流。電機(jī)磁場轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，用表示： （27）式中：為三相交流電源頻率，一般是50Hz；為磁極對數(shù)。特別是研究變頻后的電動機(jī)機(jī)械特性，、就顯得尤其重要。對應(yīng)這一點的轉(zhuǎn)速＝0（ｓ＝1），電磁轉(zhuǎn)矩稱起動轉(zhuǎn)矩，起動是帶負(fù)載的能力一般用起動倍數(shù)來表示，即。 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩（1）電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式 （22）式中 的單位為KW；的單位是；Ｔ的單位是。、轉(zhuǎn)子圖：——定子的相電壓；——定子的相電流； ——定子每相繞組的電阻和漏抗；、分別是轉(zhuǎn)子電路產(chǎn)生的電動勢、電流、漏電抗；——每相定子繞組反電動勢，它是定子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生的。在設(shè)計中采用三相橋逆變，開關(guān)器件選用全控型開關(guān)管IGBT。 系統(tǒng)原理框圖及各部分簡介本文設(shè)計的交直交變頻器由以下幾部分組成。因而多用于低速大功率系統(tǒng)中，如回轉(zhuǎn)窯、軋鋼機(jī)等。建立在電機(jī)統(tǒng)一理論和機(jī)電一體化理論基礎(chǔ)上的各種先進(jìn)控制方案，通過快速檢測電流實現(xiàn)PWM控制的變頻技術(shù)，通過直接控制轉(zhuǎn)矩來快速控制轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速自調(diào)整技術(shù)，以及具有很強(qiáng)抗干擾能力的變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)等等，都極大地豐富了電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域的內(nèi)容?，F(xiàn)在以太陽能和風(fēng)力為能源的燃料電池以其低廉的價格嶄露頭角，有后來居上之勢。我國的變頻器深圳華為電氣(現(xiàn)己經(jīng)改名安圣電氣)、伴靈電氣、成都森蘭、大連普傳科技都是變頻器研究、開發(fā)、生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，擁有雄厚的技術(shù)實力，相信不久的將來可以取代國外品牌，創(chuàng)建我們自己的國產(chǎn)名牌。它主要包括整流部分、逆變部分、控制部分及保護(hù)部分等。這個時期的變頻裝置，多為分立元件，它體積大、造價高，大多是為特定的控制對象而研制的，容量普遍偏小，控制方式也很不完善，調(diào)速后電動機(jī)的靜、動態(tài)性能還有待提高，特別是低速的性能不理想，因此僅用于紡織、磨床等特定場合。但直流機(jī)固有的缺點：由于采用直流電源，它的滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換，故費時費工，成本高，給人們帶來太大的麻煩。由于直流機(jī)調(diào)速容易實現(xiàn)，性能好，因此過去生產(chǎn)機(jī)械的調(diào)速多用直流電動機(jī)。20世紀(jì)60年代中期，隨著普通的晶閘管、小功率管的實用化，出現(xiàn)了靜止變頻裝置，它是將三相的工頻電源經(jīng)變換后，得到頻率可調(diào)的交流電。 本設(shè)計所設(shè)計的題目屬于間接變頻調(diào)速技術(shù)。由于這些國家、地區(qū)的工業(yè)基礎(chǔ)好、制造業(yè)發(fā)達(dá)、開發(fā)生產(chǎn)能力強(qiáng)，所以他們生產(chǎn)的變頻器適應(yīng)范圍廣，生產(chǎn)己經(jīng)初具規(guī)模變頻器應(yīng)用普及率在85%以上。21世紀(jì)的電力拖動裝置應(yīng)著重考慮：節(jié)能，變頻器能量轉(zhuǎn)換過程的低公害，使變頻器在使用過程中的噪聲、電源諧波對電網(wǎng)的污染等問題減少到最小程度。能完成各種復(fù)雜信號和信息處理的集成芯片的出現(xiàn)，如能產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號的專用集成電路以及各種單片機(jī)和計算機(jī)系統(tǒng)用的微處理器和接口芯片的大量問世，為高質(zhì)量的控制創(chuàng)造了良好的條件。由于中間不經(jīng)過直流環(huán)節(jié)，不需換流，故效率很高。由于交直交型變頻器是目前廣泛應(yīng)用的通用變頻器，所以本次設(shè)計中選用此種間接變頻器，在交直交變頻器的設(shè)計中，雖然電流型變頻器可以彌補(bǔ)電壓型變頻器在再生制動時必須加入附加電阻的缺點，并有著無須附加任何設(shè)備即可以實現(xiàn)負(fù)載的四象限運行的優(yōu)點，但是考慮到電壓型變頻器的通用性及其優(yōu)點，在本次設(shè)計中采用電壓型變頻器。逆變電路：逆變部分將直流電逆變成我們需要的交流電。定子和轉(zhuǎn)子之間在電路上沒有任何聯(lián)系，[3]。 電動機(jī)的T形等效電路圖：——勵磁電阻，是表征異步電動機(jī)鐵心損耗的等效電阻；——勵磁電抗，是表征鐵心磁化能力的一個參數(shù)；——勵磁電流；——機(jī)械負(fù)載的等效電阻，在=,在上消耗的功率就相當(dāng)于異步電動機(jī)輸出的機(jī)械功率；等參數(shù)——經(jīng)過折算后的轉(zhuǎn)子參數(shù)?！?，在起動點上，電動機(jī)已接通電源，但尚未起動。因此在調(diào)速過程中，、的變化規(guī)律常常是關(guān)注的重點。使電動機(jī)轉(zhuǎn)起來。，這也是變頻器常用的格式[4]。由于濾波電容的容量較大，放電時間比較長（數(shù)分鐘），幾百伏的電壓會威脅人員安全。電阻，電容，二極管組成緩沖電路，來保護(hù)逆變管。因本次設(shè)計所選用的電動機(jī)為中容量型，在此選用此種緩沖電路。 單相逆變器原理圖（2）三相逆變電路。如比,滯后，比滯后。因此，兼具M(jìn)OSFET和BJT優(yōu)點的新型復(fù)合器件IGBT應(yīng)運而生，IGBT具有耐壓高、電流大、開關(guān)頻率高、導(dǎo)通電阻小、控制功率小等優(yōu)點。通過以上分析可以看出，一個理想的IGBT驅(qū)動電路應(yīng)具有以下基本性能:(1)通常IGBT的柵極電壓最大額定值為20V，若超過此值，柵極就會被擊穿，導(dǎo)致器件損壞。在有短路保護(hù)的場合，不希望器件工作于過飽和狀態(tài)，因為驅(qū)動電壓小一些，可減小短路電流，對短路保護(hù)有好處。當(dāng)IGBT關(guān)斷后在柵極加上一定幅值的反向電壓可提高抗干擾能力。對600VIGBT器件，柵極電阻可據(jù)下式確定：=(I～10)625/式中，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。 EXB840的引腳圖 采用EXB840的IGBT驅(qū)動電路[8]。 SPWM調(diào)制技術(shù)簡介脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)是利用全控型電力電子器件的導(dǎo)通和關(guān)斷把直流電壓變成一定形狀的電壓脈沖序列，實現(xiàn)變壓、變頻控制并消除諧波的技術(shù)。為減小輸出信號中的諧波分量，一種有效的途徑是將等脈寬的矩形波變成信號寬度按正弦規(guī)律變化的正弦脈寬調(diào)制波，即SPWM調(diào)制波。而載波頻率的提高，受到逆變開關(guān)管最高工作頻率的限制。SA4828是MITEL公司推出的一種專用于三相SPWM信號發(fā)生和控制的集成芯片，可以和單片機(jī)接口，完成對交流電動機(jī)的變頻調(diào)速。MUX ：總線選擇端。RPHT、YPHT、BPHT：這些引腳通過驅(qū)動電路控制逆變橋的R、Y、B相的上臂開關(guān)管。 過、欠壓保護(hù)電路設(shè)計過壓、欠壓保護(hù)是針對電源異常、主回路電壓超過或低于一定數(shù)值時考慮的。圖 。另一種是瞬時停電或瞬時電壓降低。其電路下圖所示。在此傳感器的輸出端串電阻R，則R上的壓降反應(yīng)了被測的電流。 模擬量的頻率給定通過ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器讀入8051，轉(zhuǎn)化為SA4828的，啟動允許輸出。 程序設(shè)計流程圖 SA4828的編程 初始化寄存器編程初始化是用來設(shè)定與電動機(jī)有關(guān)的參數(shù)。調(diào)制波頻率范圍設(shè)定字是由FRS0～FRS2這三位組成。它等于實際輸出的最小脈寬加上延遲時間，即：=實際輸出的最小脈寬+[18]。幅值控制通過對AC位的設(shè)定來選擇控制寄存器中的幅值，以適應(yīng)平衡負(fù)載或不平衡負(fù)載。 控制寄存器編程時R0—R5各寄存器內(nèi)容76543210R0PFS7PFS6PFS5PFS4PFS3PFS2PFS1PFS0R1PFS15PFS14PFS13PFS12PFS11PFS10PFS9PFS8R2RSTWTE/RR3Ramp7Ramp6Ramp5Ramp4Ramp3Ramp2Ramp1Ramp0R4Bamp7Bamp6Bamp5Bamp4Bamp3Bamp2Bamp1Bamp0R5Yamp7Yamp6Yamp5Yamp4Yamp3Yamp2Yamp1Yamp0（1）調(diào)制波頻率選擇調(diào)制波頻率選擇由PFS0～PFS15這16位組成，通過下式求得: （56）式中，值的二進(jìn)制數(shù)即為調(diào)制波頻率選擇字。當(dāng)=0時，關(guān)斷所有的SPWM信號輸出。s，系統(tǒng)采用高效波形，不使用看門狗功能。因此，還要利用定時器T0的溢出中斷。③最小刪除脈寬設(shè)定字最小刪除脈寬等于實際最小刪除脈寬加上延遲時間，所。1074 可以看成一個雙字節(jié)的無符號數(shù)于一個單字節(jié)無符號數(shù)的相乘，其積是一個雙字節(jié)的無符號數(shù)。如果對精度要求較高，上式的分子和分母可以舍掉最低字節(jié)來簡化計算，這樣就成為雙字節(jié)除法運算。由于它使用方便、輸入快捷、運算高效、適應(yīng)科技人員的思維方式，并且有繪圖功能，有用戶自行擴(kuò)展的空間，因此特別受到用戶的歡迎，使它成為在科技界廣為使用的軟件，也是國內(nèi)外高校教學(xué)和科學(xué)研究的常用軟件。在SIMULINK環(huán)境下用電力系統(tǒng)模塊庫的模塊，可以方便地進(jìn)行RLC電路、電力電子電路、電機(jī)控制系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的仿真。 (2)選用了芯片生成SPWM方法，此法不僅思想先進(jìn)、實現(xiàn)方法簡便易行，而且減輕了單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，直流電壓利用率高、輸出電流諧波成分小。如:進(jìn)一步完善變頻器的控制功能和保護(hù)功能，提高整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，采用IPM智能功率模塊等。再次真誠地感謝所有在我讀書期間幫助過我的老師、同學(xué)、家人和朋友們！52