【正文】 5) 設(shè)置電機(jī)啟 /停、正 /反轉(zhuǎn)等輸入狀態(tài)寄存器，當(dāng)檢測(cè)到的實(shí)際輸出狀態(tài)與 設(shè)置輸出狀態(tài)不符時(shí)，將輸出狀態(tài)的寄存器的內(nèi)容重新輸出來(lái)予以糾正。 在控制電路中主要在去了如下抗干擾措施： 1) 電源系統(tǒng)抗干擾措施，在電源輸入端設(shè)電源濾波器：電源變壓器采用抗干擾性能好的屏蔽變壓器；主機(jī)部分采用單獨(dú)的穩(wěn)壓電路，采用 78 和 79 系列三端穩(wěn)壓塊，輔以 pi 型濾波電路；外圍電路采用單獨(dú)的電源供電。若不為 0，則經(jīng) PC2 輸出“ 1”電平，使 HEF4752 的 L 端為 0，封鎖其輸出信號(hào)，使逆變器輸出為 0，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。 ALE作為 8279 的時(shí)鐘信號(hào)直接連到其 CLK 端由 8279 設(shè)置適當(dāng)?shù)姆诸l數(shù)，分頻至 100KHz。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析 ,找出最佳線(xiàn)性工作狀態(tài) ,且消除了不平衡電壓。比例乘法器 CD4527 不能直接與 CPU 連接，系統(tǒng)中可擴(kuò)展一片 8255，用它作為二路比例乘法器與 CPU 的接口。39。 INHIN： 時(shí)鐘 CP 禁止輸入端。K 20Hz = fVCT(nom) 所以可解得 39。當(dāng)Δ UnB確定后，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器，就能改變積分系數(shù) 1K ，整定方便。 所以： 12 39。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)。 VR（ +）和 VR（ ）為參考電壓輸入端。 PC7— PC0： C口輸入 /輸出線(xiàn)。 2）采用多載波比 自動(dòng)切換方式，隨著逆變器的輸出頻率降低，有級(jí)地自動(dòng)增加載波比，從而抑制低頻輸出時(shí)因高次諧波產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈沖和噪聲等所造成的惡劣影響。 每個(gè)通道有三條引線(xiàn)： 5 D08O U T 010D17G A T E011D26C L K 09D35D44D53D62O U T 113D71G A T E114C L K 115CS21RD22WR23O U T 217A019G A T E216A120C L K 2188253 圖 3 8253引腳圖 CLK：輸入脈沖線(xiàn)。 控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)： （ 1） 、單片機(jī)選用 INTEL 公司生產(chǎn)的 8051單片機(jī)，它主要通過(guò)并行 8255 口擔(dān)負(fù)控制系統(tǒng)的信號(hào)處理：接收系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩、閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉及閥門(mén)開(kāi)度等設(shè)定信號(hào)，并提供三相 PWM 波發(fā)生器所需要的控制信號(hào)；處理 IPM 發(fā)出的故障信號(hào)和報(bào)警信號(hào)；處理 3 通過(guò)模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測(cè)信號(hào)；提 供顯示電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信號(hào)；執(zhí)行控制系統(tǒng)來(lái)的控制信號(hào)，向控制系統(tǒng)反饋信號(hào)； （ 2） 、三相 PWM 波發(fā)生器 PWM 波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要由主回路，驅(qū)動(dòng)電路，光電隔離電路， HEF4752 大規(guī)模集成電路，保護(hù)電路， Intel 系列單片機(jī)， Intel8253定時(shí) /記數(shù)器， Intel8255 可編程接口芯片， Intel8279 通用鍵盤(pán) /顯示器， I/O 接口芯片， CD4527 比例分頻器和測(cè)速發(fā)電機(jī)等組成。如果異步電動(dòng)機(jī)能象直流電動(dòng)機(jī)一樣，用控制電樞電流的方法來(lái)控制轉(zhuǎn)矩，那么就可能得到和直流電動(dòng)機(jī)一樣的較為理想的靜，動(dòng)態(tài)特性。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測(cè) IPM 輸出的三相電流，對(duì)于 IPM 輸出電壓的檢測(cè)采用分壓電路。若記數(shù)值N 為奇數(shù)值時(shí)，將輸出不對(duì)稱(chēng)方波，即在前（ 2N+1） /2記數(shù)期間， OUT輸出高電平，后（ 2N1）記數(shù)期間輸出低電平。 引腳說(shuō)明 由圖可知， 8255 共有 40 個(gè)引腳，各引腳功能如下： D0— D7： 三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)，與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連，用來(lái)傳遞數(shù)據(jù)信息。 （ 5） ADC0809 ADC0809 是一種逐次逼近式 8 路模擬輸入， 8位數(shù)字量輸出的 A/D轉(zhuǎn)換器。 圖 8 QCA50A— 100 模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2） 三相整流橋 整流橋輸入側(cè)電壓為：2 ??，直流側(cè)功率可估算如下： 取電動(dòng)機(jī)的效率為 ，則電動(dòng)機(jī)的輸入功率為 1 2200 2 .70 .8 2VP K W K W??。2 39。12m m mEKC fr?? 近似為一常數(shù)， T近似的正比于轉(zhuǎn)差頻率 sf 。 ,VCT FCTff與 1fU 的關(guān)系及低頻補(bǔ)償 考慮到 8098 單片機(jī)中 A/D 轉(zhuǎn)換器分辨率為 10 位，所以頻率指令信號(hào) 1fU 用 10位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。 8253 內(nèi)部有三個(gè) 6位計(jì)數(shù)器，完全可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 圖 13 變換器硬件連接圖 采用一級(jí) CD4527，只能獲得小數(shù)點(diǎn)后一位的乘法系數(shù)，為了獲得小數(shù)點(diǎn)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(jí)聯(lián)的方法進(jìn)行加法運(yùn)算，對(duì)φ進(jìn)行兩位數(shù)的比例分頻，連接圖如圖所示。 , , ,f v f vz z x x 與 1fU 關(guān)系如下： 對(duì)應(yīng) 1fU 的一個(gè)值， ( , ), ( , )f f v vz x z x 有多組取值。 其中角位移θ =2πm1P , P 為增量式光電編碼器轉(zhuǎn)動(dòng) 1 周輸出的測(cè)速脈沖數(shù) 。具體應(yīng)用電路如下圖。 22 圖 20 系統(tǒng)主程序框圖 （ 2） 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。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。 軟件抗干擾措施 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾不可能完全依賴(lài)硬件解決，也采取必要的軟件抗干擾措施，具體措施如下： 1) 采用指令冗余設(shè)計(jì)，在程序的關(guān)鍵地方插入一 些空指令（ NOP），失控的程序遇到該指令后，轉(zhuǎn)入正常的運(yùn)行軌道，保證接下來(lái)的指令完整的執(zhí)行，不被拆散。當(dāng)然了，方案肯定能再次得到優(yōu)化，這是以后在學(xué)習(xí) 工作中需要考慮的問(wèn)題。 28 ? 對(duì)于轉(zhuǎn)速檢測(cè)、電流檢測(cè)、電壓檢測(cè)等重要的信號(hào)線(xiàn)，盡量做的粗而短，并在其兩側(cè)加上保護(hù)線(xiàn)；對(duì)于通過(guò)扁平電纜引出的信號(hào)，采用地線(xiàn) 信號(hào) 地線(xiàn)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)轉(zhuǎn)速未降到 0時(shí)，不開(kāi)放 L 端，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降。先進(jìn)行芯片初始化，然后，清系統(tǒng)工作區(qū)，開(kāi)放 8051外部中斷，啟動(dòng)軟件定時(shí)器 10ms(采樣周期 )。設(shè)計(jì)的直流電流檢測(cè)系統(tǒng)如下圖所示。Δ T 為從 T0 時(shí)間結(jié)束到此后出現(xiàn)的第一個(gè)測(cè)速脈沖為止的時(shí)間。時(shí)鐘Φ的頻率為 2MHz，故 RCT 可由時(shí)鐘Φ經(jīng) 7分頻來(lái)獲得，故置通道計(jì)數(shù)值為 7。 INHout：時(shí)鐘禁止輸出端 當(dāng)有脈沖輸出時(shí)， INHout 輸出“ 1”電平。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)。而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)頻，調(diào)壓實(shí)現(xiàn)的。 39。39。選擇晶體管模塊 QCA50A— 100A 三塊，作為大功率 開(kāi)關(guān)管。若地址用 16位表示，其他無(wú)用端全選為 1，則 8255 的 A， B， C J及控制口地址可為 FF7CH， FF7DH， FF7FH，如果無(wú)用位為“ 0”，則 4 個(gè)地址為 0000H，0001H， 0002H， 0003H，只要保證 CS/， A1， A0的狀態(tài)，無(wú)用位設(shè)為“ 0”，或“ 1”無(wú)關(guān)。 （ 4） 8255 8255 是可編程的并行 I/O 接口芯片，它具有 3個(gè) 8位的并行 I/O 口，三種工作方式，可通過(guò)編程改變其功能，因而使用方便，通用性強(qiáng)，可作為單片機(jī)與多種外圍設(shè)備連接時(shí)的中間接口電路。當(dāng)計(jì)數(shù)到“ 0”時(shí)， OUT引線(xiàn)上必然有輸出，輸出 信號(hào)的波形取決于工作方 式。 （ 4） 、電壓、電流及檢測(cè)檢測(cè)電壓、電流主要是為了計(jì)算電機(jī)的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷 相保護(hù)和逆變模塊故障診斷。 在本次設(shè)計(jì)中所用到的控 制方式是用轉(zhuǎn)差頻率閉環(huán)控制。 關(guān)鍵詞 MCS51 單片機(jī)； HEF4752； 8253 定時(shí)器；晶閘管；整流器；三相異步電動(dòng)機(jī) Abstract Frequency conversion that onechip puter control transfer speed systematic design philosophy with transfer to difference frequency control. Achieve the goal of controlling rotational speed through changing the procedure. Because the motor is not big in power in the design, the rectifier can not adopt controlled the circuit, the condenser strains waves。為了滿(mǎn)足智能功率模塊所需要的 PWM 波控制信號(hào)，保證微處理器有足夠的時(shí)間進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)、保護(hù)、控制等功能，文中選用 MITEL 公司生產(chǎn)的 HEF4752 作為三相 PWM 發(fā)生 器。 8253規(guī)定，加在 CLK引腳的輸入時(shí)鐘周期不能小于 380ns . GATE：門(mén)控制信號(hào)輸入引腳。 3）為防止逆變器上下橋臂直通，在每相主控脈沖間插入死區(qū)間隔，間隔時(shí)間連續(xù)可調(diào)。 A1— A0： 地址線(xiàn)，用來(lái)選擇 8255內(nèi)部端口。 （ 6） 8279 9 8279 是一種通用可編程鍵盤(pán)，顯示器接口芯片。 2R 的額定功率取為 2W， 2R 選擇 RJ系列金屬膜電阻。 39。 13 圖 10 控制結(jié)構(gòu)框圖和曲線(xiàn)圖 a) 控制結(jié)構(gòu)框圖 b） 控制曲線(xiàn) PWM 控制信號(hào)的產(chǎn)生及變換器的設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)中，控制信號(hào)用 HEF4752 大規(guī)模集成塊來(lái)產(chǎn)生。K =12600 是否合適。 Cr：清零端， Cr 為“ 0”時(shí)正常工作，為“ 1”時(shí)芯片清零。39。 光電隔離及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) HEF4752 輸出的 PWM 控制信號(hào)功率很小，無(wú)法直接驅(qū)動(dòng) GTR，要經(jīng)過(guò)脈沖功率放大才能驅(qū)動(dòng) GTR，脈沖功率放大電路選用模塊 EX359。設(shè)計(jì)的直流電流檢測(cè)電路線(xiàn)性度好 ,具有較高的準(zhǔn)確度。 圖 18 鍵盤(pán)與顯示電路圖 故障檢測(cè)及保護(hù)電路設(shè)計(jì) 故障檢測(cè)及保護(hù)電路如圖 20 所示，該電路采用電阻取樣的電壓、電流保護(hù)電路，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器 RP RP2 來(lái)設(shè)定最大的允許電壓、電流值。若 PC6 = 1，則表示繼續(xù)工作，于是轉(zhuǎn)去檢測(cè)正 /反開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)入可逆切換部分。對(duì)容易受干擾的模擬電路、數(shù)字電路加設(shè)屏蔽金屬罩并接地，使干擾信號(hào)被短路接地。 29