【正文】 細介紹，在這里不在贅述[7]。另外，為減小開通損耗，要求柵極驅(qū)動信號的前沿要陡。 EXB840的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基于以上的驅(qū)動要求，在設計中采用EXB840,它是一種高速驅(qū)動集成電路,最高使用頻率為40KHz驅(qū)動150A/600V或者75A/1200V的IGBT,采用單電源20V供電。近幾年來?？捎赡M電路分別產(chǎn)生等腰三角波與正弦波，并送入電壓比較器，輸出即為SPWM調(diào)制波。：片選輸入，該控制線可使SA8282與其他外圍接口芯片共享同一組總線，低電平有效。通常情況下，主回路直流環(huán)節(jié)的電壓與輸入電壓保持固定關(guān)系。一般欠壓信號從直流端取樣，這樣既能在欠電壓，過電壓時檢測出信號進行保護，又不會因為短時間因為在欠電壓，過電壓并未構(gòu)成危險時而保護誤動作。： 過流保護電路 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)單片機在整個控制系統(tǒng)中起著核心作用，從電流電壓的檢測到參數(shù)的計算、存儲和傳送，再到人機接口的實現(xiàn)，都是單片機在其中穿針引線，控制、協(xié)調(diào)各部分的工作。下表為初始化編程時，R0～R5各寄存器的內(nèi)容[17]。該設定字由PDY0～PDY5這6位組成。調(diào)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： （57）式中值的二進制數(shù)即為調(diào)制波幅值選擇字。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。④脈沖延遲時間的設定字由式（54）得：所以，脈沖延遲時間設定字為2DH，即寄存器R2中的值是2DH。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 RET1② 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 SETB ；使用第一工作寄存器區(qū)MOV A ,11H ；檢查除數(shù)是否為0ORL A, 10HJZ ABC ；除數(shù)為0則退出MOV R2, 00HMOV R3, 00HMOV R4, 0FHMOV R5, 42HMOV R6 ,10H ；輸入除數(shù)MOV R7, 11HLCALL NDIV ；調(diào)用雙字節(jié)除法子程序MOV 12H ,R5 ； 調(diào)制波頻率整數(shù)部分存入12HMOV R6 ,00H ；對余數(shù)（R2R3）乘100MOV R7, 64HLCALL QMUL ；雙字節(jié)乘法，乘100MOV R2 ,0CH ；將積作為被除數(shù)，（R4）→R2MOV R3 ,0DH ；（R5）→R3MOV R4 ,0EH ；（R6）→R4MOV R5 ,0FH ；（R7）→R5MOV R6 ,10H ；除數(shù)MOV R7, 11H LCALL NDIV ；調(diào)用雙字節(jié)除法子程序MOV 13H ,R5 ；將調(diào)制波頻率小數(shù)部分（小于100）存入13HMOV 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[20]。 基于SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的仿真本系統(tǒng)采用交直交電路，交直交變頻器比較常見，由整流器、濾波系統(tǒng)和逆變器三部分組成。參考文獻[1] ：北京航空航天出版社,.[2] ：電力出版社，.[3] 李發(fā)海，：科學出版社，..[4] :北京航空航天出版社，[5] 王兆安，：機械工業(yè)出版社，.[6] ：中國電力出版社，.[7] ：中國勞動社會保障出版社，.[8] :高等教育出版社，.[9] 童詩白，：高等教育出版社，.[10] ：高等教育出版社，1998.[11] [J].黑龍江紡織，2003,(03)[12] ：中國電力出版社，2008. 122[13] 周志敏，周紀海，：中國電力出版社，.[14] ，.[15] 陳伯時，：機械工業(yè)出版社，.[16] [J].廣東科技，2007,(04)[16] ：清華大學出版社，.[18] [J].電工技術(shù)雜志，.[19] [J].電子世界，.[20] [J].電工技術(shù)雜志，2004,(03)[21] 王軍,：重慶出版社，.[22] ：電子工業(yè)出版社，.致謝本課題是在劉麗的悉心指導和親切關(guān)懷下完成的。 本文對以上電路進行了全面的設計，實現(xiàn)了變頻器的基本功能。它能支持離散系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)的仿真、支持連續(xù)離散混合的系統(tǒng)仿真等。這樣，在一個中斷間隔里，所有的時間（即ZPPR周期）是3個字節(jié)的數(shù)（1個字節(jié)的T0溢出，2個字節(jié)的T0值）。調(diào)制波頻率范圍設定字為010。 程序設計由可算出調(diào)制波頻率范圍為0～50Hz，時鐘頻率為12MHz，設計載波頻率為5kHz，實際脈沖刪除時間為12181。其方法是通過對R0～R5寄存器輸入并暫存，當向R15虛擬寄存器進行寫操作時，才將這些數(shù)據(jù)送人控制寄存器?？紤]到延遲（死區(qū)）的因素，在延遲時，通常的做法是在保持原頻率不變的基礎上，使開關(guān)管延遲導通， 延遲前后的脈寬關(guān)系實際輸出的脈寬=延遲前的脈寬延遲時間。SA4828的六個輸出引腳分別通過各自的驅(qū)動電路來驅(qū)動逆變橋的六只開關(guān)管。[13]： 故障自診斷電路 過流保護設計變頻器在諸如直流短路、橋臂短路、輸出短路、對地短路等情況下，電流變化非常迅速，元件將承受極大的電壓和電流，而IGBT器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了它在足夠大的電流下會出現(xiàn)鎖定現(xiàn)象，造成管子失控無法關(guān)斷，以至燒壞，所以過流之前必須使IGBT關(guān)斷以切斷電流，雖然在IGBT的驅(qū)動模塊EXB840中已經(jīng)有過流保護，但考慮到過大時IGBT還未來得及關(guān)斷已經(jīng)發(fā)生鎖定現(xiàn)象的可能性，必須采取輔助斷流措施。其中電阻是正反饋電阻，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%。 保護電路保護電路的主要功能是對檢測電路得到的各種信號進行運算處理，以判斷變頻器本身或系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常。：復位端，低電平有效。雖然正弦脈寬調(diào)制波與等脈寬PWM信號相比，諧波成份大大減小，但它畢竟不是正弦波。主電路逆變電路設計中采用的電力電子器件是IGBT，故稱為門極驅(qū)動電路。柵極電阻過小，關(guān)斷時間過短，關(guān)斷時產(chǎn)生的集電極尖峰電壓過高，會對器件造成損壞，所以柵極電阻的下限受到器件的關(guān)斷安全區(qū)的限制。對無短路保護的驅(qū)動電路而言，驅(qū)動電壓高一些有好處，可使器件在各種過流場合仍工作于飽和狀態(tài)。MOSFET屬于單極型器件，具有開關(guān)頻率高、沒有二次擊穿現(xiàn)象、元件并聯(lián)運行容易、控制功率小的優(yōu)點，缺點是導通電阻大，耐壓水平不容易提高?？梢钥吹皆诮涣麟娮兓囊粋€周期中，一個臂中的兩個開關(guān)如：、交替導通，每個開關(guān)導通電角度。續(xù)流二極管的作用是：當逆變開關(guān)管由導通變?yōu)榻刂箷r，雖然電壓突然變?yōu)榱悖怯捎陔妱訖C線圈的電感作用，儲存在線圈中的電能開始釋放，續(xù)流二極管提供通道，維持電流在線圈中流動。能實現(xiàn)這個功能的裝置稱為變頻器。上述分析說明：的大小影響著電動機的過載能力，越小，為了保證過載能力不變，電動機所帶的負載就越小。根據(jù)電機學原理，在下列假定條件下：，各繞組的自感和互感都是線性的；；。它可以使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近1。靜止式變頻器從變換環(huán)節(jié)分為兩大類：交直交變頻器和交交變頻器。除此以外，變頻器有與電動機一體化的趨勢，使變頻器成為電動機的一部分，可以使體積更小，控制更方便。前者主要用于中頻加熱，方波變頻又分為等幅等寬和SPWM變頻。大家都知道，目前，無論哪種機械調(diào)速，都是通過電機來實現(xiàn)的。它分為直接變頻(又稱交交變頻)，即把市電直接變成比它頻率低的交流電，大量用在大功率的交流調(diào)速中。隨著IT技術(shù)的迅速普及，以及人類思維理念的改變，變頻器相關(guān)技術(shù)的發(fā)展迅速，未來主要朝以下幾個方面發(fā)展[2]：智能化的變頻器買來就可以用，不必進行那么多的設定，而且可以進行故障自診斷、遙控診斷以及部件自動置換，從而保證變頻器的長壽命。因此，本論文通過對變頻器的研究，對于交流變頻調(diào)速系統(tǒng)理論的應用，有著實際的意義和一定的應用價值。因為本設計中采用中等容量的電動機，所以采用三相380V電源。由電動機的基礎知識可知：轉(zhuǎn)子回路的頻率 ，與轉(zhuǎn)差率成正比，所以轉(zhuǎn)子回路中的各電量也都與轉(zhuǎn)差率成正比。臨界點Ｋ是一個非常重要的點，它是機械特性穩(wěn)定運行區(qū)和非穩(wěn)定區(qū)的分界點。由上式可知磁極對數(shù)越多，轉(zhuǎn)速就越慢，轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速比磁場的同步轉(zhuǎn)速要慢一點，所以稱為異步電動機，這個差別用轉(zhuǎn)差率表示： （28）在加上電源轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動瞬間，=0，這時=1；啟動后的極端情況=，則=0，即在0～1之間變化，一般異步電動機在額定負載下的 =1%～6%。為了避免出現(xiàn)這一現(xiàn)象，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，和的作用就是消耗掉這部分能量。將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的過程稱為逆變。制動電阻粗略計算為～=～擊穿電壓：當線電壓為380V時，根據(jù)經(jīng)驗值選1000V。要使器件導通，驅(qū)動信號必須大于其開啟電壓。當IGBT高頻運行時，柵極驅(qū)動電流和驅(qū)動功率也是不小的，因此，驅(qū)動電路必須能提供足夠的驅(qū)動電流和功率。 EXB840組成的驅(qū)動電路4 控制回路設計控制回路是為變頻器的主電路提供通斷信號的電路，其主要任務是完成對逆變器開關(guān)元件的開關(guān)控制。當正弦值為最大值時，脈沖的寬度也最大，而脈沖間的間隔最小；當正弦值較小時，脈沖的寬度也小，而脈沖間的間隔則較大，那么這樣的電壓脈沖系列就可以使負載電流中的高次諧波成分大為減小，這種調(diào)制方式稱為正弦波脈寬調(diào)制[9]。下圖給出了其引腳排列示意圖和原理框圖[11]。ZPPR：零相位脈沖輸出端。過壓設定值從電位器上取出。因此故障自診斷功能就是由單片機控制發(fā)出各種等效故障信號，檢測對應的保護電路是否動作，若動作則說明保護電路正常，反之說明保護電路本身有故障，應停機對保護電路進行檢查，直到顯示器顯示正常為止。虛擬寄存器R14,R15的地址：000EH，000FH，使單片機能在異常情況下封鎖SA4828的輸出，（ ）,測量調(diào)試波的頻率，用于顯示。(3)最小刪除脈寬設定。當每次向控制寄存器寫入數(shù)據(jù)時，自動用這個常數(shù)重置看門狗，即叫醒一次。（6）看門狗選擇看門狗選擇位WTE。① 載波頻率設定字由式（51）可得： 取=4，所以=3。SPEED： MOV R2，04H ；做乘法準備，求字 MOV R3，32H ；將1074（0432H）作為被乘數(shù)MOV R6，00H MOV R7，30H ；乘數(shù)為 LCALL QMUL ；調(diào)用乘法子程序MOV A，R7 ；積的低8位送入SA4828寄存器R0MOV DPTR，0000H ；指向R0MOVX DPTR, A MOV A,R6 ；積的次低8位送入SA4828寄存器R1INC DPTR ；指向R1MOVX DPTR, A INC DPTR ；指向R2 MOV A,20H ；將20H中存放的位控制參數(shù)送寄存器R2MOVX DPTR, AMOV A,0FFH ；求調(diào)制波幅值控制字MOV B,3