【文章內(nèi)容簡介】 （ 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。 其引腳如圖 10 所示， 由引腳可見， ADC0809 共有 28個引腳，采用雙插直列示封裝，其引腳主要功能如下： 圖 6 ADC0809 引腳圖 IN0— IN7 ： 8路模擬信號輸入端。 D0— D7 ： 8位數(shù)字量輸出端。 A， B， C 與 ALE： 控制 8 路模擬通道的切換， A， B， C 分別與三根地址線或數(shù)據(jù)線相連，三者編碼對應(yīng) 8 個通道地址口。 C， B， A=000— 111 分別對應(yīng) IN0— IN7通道地址。 OE， START， CLK 為控制信號端， OE 為輸出允許端 。 START 為啟動信號輸入端， CLK 為時鐘信號輸入端。 VR（ +）和 VR（ ）為參考電壓輸入端。 ADC0809 雖然有 8路模擬通道可以同時輸入 8路模擬信號，但每個瞬間只能轉(zhuǎn)換一路，各路之間的切換由軟件變換通道地址實現(xiàn)。 （ 6） 8279 9 8279 是一種通用可編程鍵盤，顯示器接口芯片。如圖 11 所示，它能完成鍵盤輸入和顯示控制兩種功能，鍵盤部分提供一種掃描方式，對鍵盤不斷掃描，自動消抖，自動識別出按下的鍵并給出編碼，能對雙鍵或 N 鍵同時按下進(jìn)行保護(hù)。 8279 的組成： 1） I/O 控制及數(shù)據(jù)緩沖器 2）控制和時序寄存器及定時控制 3）掃描計數(shù)器 4）回復(fù)緩沖器，鍵盤抖動及控制 5） FIFO/傳感器 RAM 及其狀態(tài)寄存器 6）顯示 RAM 和顯示地址寄存器 系統(tǒng)主回路的設(shè)計 主回路的結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)主回路是交 — 直 — 交電壓型變頻電路，其圖 12如下所示： 圖 7 系統(tǒng)主回路電路圖 整流采用三相橋式不可控整流器， 1L ， 2L ， 0C 組成濾波電路， 2R ， 2C ， 2VD 三個元件和 1VD 一起構(gòu)成尖峰電壓吸收電路（又稱直流側(cè)阻容吸收電路），用以削弱因逆變器換流而引起的尖峰電壓，采用的是 GRT 三相橋式 PWM 逆變器。 參數(shù)計算和元件選擇 1） 大功率開關(guān)管 SPWM 正弦脈寬調(diào)制方法的直流利用 率為 ，即 1 / .866dU U o? 。為了使逆變器輸出 380V 的線電壓，要求直流側(cè)的電源電壓： 380 4 3 8 .80 .8 6 6d VUV?? 考慮到大功率的晶體管的管壓降等，取 450dUV? ，則大功率晶體管的參數(shù)為() ( 2 3 ) 90 0 13 50B R c e o dU U V??， () ( 2 3 ) 90 0 13 50R R c e o dU U V??。選擇晶體管模塊 QCA50A— 100A 三塊，作為大功率 開關(guān)管。 QCA50A— 100A 為兩單元組件， ce極帶反 10 向續(xù)流二極管，絕緣式結(jié)構(gòu)，其極限參數(shù)為：() 10 00 , 50 , 40 0 * 2B R c e o CM dU V I A P W? ? ? ，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 13 所示。 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： 取電動機(jī)的效率為 ，則電動機(jī)的輸入功率為 1 2200 2 .70 .8 2VP K W K W??。取逆變器的效率為，則 直流側(cè)的功率為： 1 3d PP K W?? ，故直流側(cè)電流：2900 6 .4450dddPI A AU? ? ?。整流二極管最高反壓： 22 6 2 6 *1 92 94 0RMU U V V? ? ?。 基于以上數(shù)據(jù)，選用 MDS 型三相整流橋模塊，其最大輸出電流為 40A，最高耐壓為1000V。 3） LC濾波器 取 0 4400C uF? ，其最大耐壓 26 470UV? 。選擇兩只 2200uF，耐壓在 500V 以上的電容器并聯(lián)使用。 濾波電感 在這里主要用來限制電流脈動（ PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)不存在電流不連續(xù)問題）和短路電流上升率，按照晶體管三相橋式整流電路限制電流脈動的電感量算式估計如下（取 10%iS ? ）3322( ) *1 0 0. 8 *1 0 19 2* * 12 72 2 * 3. 14 * 30 0 10 % * 6. 4dmMd I dUUUL m H m Hf S I?? ? ? 考慮到電動機(jī)和整流變壓器存在一定的電感量，取實際的串聯(lián)電感為 100mH。選擇兩臺電感量各為 50mH，額定電流不小于 的電抗器 12,LL串聯(lián)。 4） 直流側(cè)阻容吸收電路 按照晶體管三相橋式整流電路 直流側(cè)組容吸收電路參數(shù)式進(jìn)行估算： 11 02 222% * * 100 100700 00 3 * * 3 *19 2cdlI IC K uF uFfU ?? ? ? 2202 23 * 3 * 170% * * lRd URK II ?? ? ? ? ? 其中， 2C 選擇 24uFCZJ 系列紙電容。 2R 的額定功率取為 2W， 2R 選擇 RJ系列金屬膜電阻。 12,VDVD 選用 2CP1G，額定電 流 ，最高耐壓 800V。 5） 大功率晶體管阻容吸收電路 取電動機(jī)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6fT us? ，升泵電壓 50PUV? ，則： 1 1 4 . 4 * 6 0 . 0 8 6 42 ( ) 2 * ( 4 5 0 5 0 )mfdPItC u F u FUU? ? ??? 1C 的耐壓值與 GRT 相同，取 1C 為 ,1000uF V 的電容， 1R 阻值取為 100 歐。 轉(zhuǎn)差頻率控制原理及調(diào)節(jié)器的設(shè)計 由電機(jī)學(xué)的知識可知： 39。22cosmmT C I ??? 其中：22239。39。39。2 39。 39。 39。 239。2 2 222()E sEIr r sxxs?? ?? 圖 9 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖 電動機(jī)正常運行時， 1S ，這時有 39。39。22R sx 。 所以： 12 39。 39。 39。39。 2 2 2 12239。 39。 39。 39。2 2 2 1 1 21, c o s 1 , ( )sm m m m m m sfs E s E E EI T C C C fr r r f f r? ? ? ? ? ? ? ? ? 當(dāng)采用恒磁通控制方式進(jìn)行變頻調(diào)速時， 11/Ef近似恒定， m? 近似恒定，這時有msT K f? ，其中 1 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 。 因 此，通過對轉(zhuǎn)差頻率控制，就可以達(dá)到控制電動機(jī)轉(zhuǎn)距的目的，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 調(diào)節(jié)器設(shè)計 本系統(tǒng)采用增量式轉(zhuǎn)差頻率調(diào)節(jié)方式，轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)器設(shè)計為帶有死區(qū)的調(diào)節(jié)器，即： 因 1 snf f f??，所以 ()SUk與 ()nUk之和反映了頻率 1f ，即為頻率指令信號。控制結(jié)構(gòu)框圖 和控制曲線如下圖所示。 nA nAUU?? ? 為死區(qū)，它是為了避免因量化誤差，舍入誤差引起系統(tǒng)運行不平衡而引起的。Δ UnA Δ UnB(– Δ UnA – Δ UnB)為線性調(diào)節(jié)區(qū)，當(dāng)∣Δ Un（ K）∣ Δ UnB 時，輸出限幅，用以現(xiàn)在轉(zhuǎn)差頻率的最大增量，亦即限制 1f 的最大增量，亦即限制 1f 的最大增量，防止系統(tǒng)過沖，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。Δ sMU 決定系統(tǒng)的積分系數(shù)（1 sMnBUK U???） ,它由電位器給定，通過 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后輸入。當(dāng)Δ UnB確定后，通過調(diào)節(jié)電位器，就能改變積分系數(shù) 1K ，整定方便。Δ UnA 的值根據(jù)靜態(tài)精度要求和實際系統(tǒng)工作時的最低轉(zhuǎn)速來確定，Δ UnB、Δ UsM 通過實驗確定。 13 圖 10 控制結(jié)構(gòu)框圖和曲線圖 a) 控制結(jié)構(gòu)框圖 b） 控制曲線 PWM 控制信號的產(chǎn)生及變換器的設(shè)計 在本系統(tǒng)中，控制信號用 HEF4752 大規(guī)模集成塊來產(chǎn)生。要使 HEF4752 正常工作，必須提供 4 路時鐘信號和 4個開關(guān)信號。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(bǔ)信號之間有較大的輸出延遲， CW 端，L 端分別接 8255C 口的 PC PC0。這樣剩下的只有 4個控制端了。 FCT 端為頻率控制端，VCT 端為電壓控制端，逆變器的輸出頻率和電壓就是通過控制著兩個端輸入的方波信號頻率來控制的。而電動機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是通過調(diào)頻，調(diào)壓實現(xiàn)的。所以，必須在轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)器與 HEF4752 之間正比的方波信號為 FCT 和 VCT 時鐘信號。 ,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 1fU 用 10位二進(jìn)制數(shù)來表示。 頻率指令信號 1fU 、 1f 頻率與FCTf的關(guān)系如下： 所以有 FCTf =168Uf1， Uf1=20f1。 當(dāng) f1=50Hz 時， Uf1=1000Hz，F(xiàn)CTf=168000Hz。 為了使1 FCTVCTfUKf?成立，必須滿足 VCTff ? ，故取 14 ()VCT nomf=168000Hz/=336000Hz 在 f1=20 50 Hz 范圍內(nèi)，維持 VCTf =336000 Hz 不變，這樣可自動維持 U1/f1=常數(shù)。在 020Hz 范圍內(nèi)，引入低頻補(bǔ)償，以維持磁通恒定。低頻補(bǔ)償?shù)乃枷胧牵涸诘皖l段，按一定規(guī)律減少 VCTf ，使 FCTVCTff 比值增大，從而使 U1=K FCTVCTff 相對增大 ，以補(bǔ)償定子繞組電阻上的壓降，維持磁通恒定。低頻補(bǔ)償曲線如圖 11 所示， 補(bǔ)償?shù)囊?guī)律如下： 取 fVCT0 = fVCT(nom)/4 = 8400Hz 當(dāng) f1=20Hz 時，有 fVCT = fVCT0 + 39。K 20Hz = fVCT(nom) 所以可解得 39。K = (fVCT(nom)– fVCT0)/20Hz = (336000– 84000)/20 = 12600 下面來簡單估算一下，看 取 fVCT0=84000Hz、 39。K =12600 是否合適。 額定狀態(tài)有 U1=KfFCT/fVCT≈ =3