基于單片機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的pwm變頻調(diào)速的系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-24 16:00本頁(yè)面
【正文】 波頻率（即三角波頻率）越高越好，但頻率過高會(huì)有更大的損耗，另外，還受到開關(guān)管最大工作頻率限制，因此需合理設(shè)定。設(shè)定字由CFS0～CFS2這3位組成。載波頻率通過下式 （31）求出。式中是時(shí)鐘頻率，n的二進(jìn)制數(shù)值即是載波頻率設(shè)定字。（2） 調(diào)制波頻率范圍設(shè)置設(shè)定調(diào)制波頻率工作范圍的作用是在此范圍中完成16位分辨率的分解，這樣可提高控制精度。而調(diào)制波頻率范圍設(shè)置字是由CFS0～CFS2三位組成。 （32）式中：m值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)即是調(diào)制波頻率設(shè)置字。（3） 死區(qū)時(shí)間的設(shè)定這個(gè)設(shè)定字是由PDY0～PDY5六位組成。 （33）式中：PDY值對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)即為死區(qū)時(shí)間設(shè)定字。（4） 脈沖取消時(shí)間設(shè)定該設(shè)定字由PDT0～PDT6七位組成。 （34）式中：PDT值對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)即為脈沖取消時(shí)間設(shè)定字。（5） 波形選擇字由WS0和WS1共同構(gòu)成一個(gè)波形選擇字，對(duì)應(yīng)不同的工作方式，選擇不同的工作狀況，如果都為低電平輸出純正弦波形；WS0為0，WS1為1是增強(qiáng)型三次諧波；WS0為1，WS1為0，輸出為死區(qū)增強(qiáng)型。（6） 幅值控制位AC是幅值控制位。如果AC是低電平，通過R相的幅值就可以完全控制所有三相的幅值；如果AC為高電平，需要R、Y、B三相的幅值控制字分別控制三相的幅值。(1)調(diào)制波頻率選擇調(diào)制波頻率選擇字由PFS0～PFS15十六位組成。 （35） (2)調(diào)制波幅值選擇是借助于改變八位幅值選擇字(RAMP、YAMP、RAMP)來實(shí)現(xiàn)的。 （36）式中：A是二進(jìn)制的幅值字。 其它模塊設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)SA4828的6路控制信號(hào)以TTL電平輸出，不可以直接IPM中的IGBT的驅(qū)動(dòng)。故驅(qū)動(dòng)電路的任務(wù)有：電平轉(zhuǎn)換及隔離。1. 電平轉(zhuǎn)換IGBT一般為集成電路芯片作為驅(qū)動(dòng)，常用的有三菱公司M5796系列等。這里介紹一種東芝公司的產(chǎn)品TLP250，電路很簡(jiǎn)單。TLP250為8腳的直插封裝，引腳如圖37。圖37 TLP250驅(qū)動(dòng)電路它使用單電源供電方式，在使用中須外接電阻和10V的穩(wěn)壓管，把25V的隔離電源轉(zhuǎn)換為－10V的關(guān)斷電壓和+15V的導(dǎo)通電壓。2. 隔離電源驅(qū)動(dòng)的三個(gè)橋臂的主電路開關(guān)管,給予每個(gè)輸出隔離25 v電源,和三個(gè)橋臂下可以共享權(quán)力。和SA4828和單片機(jī)系統(tǒng)仍然需要額外+ 5 v電源,異步通信也需要+ 12 v電源,電源共七路。 保護(hù)電路設(shè)計(jì)開關(guān)管作為變頻器的重要元件，價(jià)格昂貴，所以需要一個(gè)保護(hù)電路，因?yàn)楣ぷ鬟^程中可能踹新年高壓、過流等狀態(tài)，為此要達(dá)到以下幾點(diǎn)要求：（1） 選用智能IGBT模塊。集成電路IPM一般都帶有保護(hù)電路，可以實(shí)現(xiàn)欠壓、過流、過熱、短路等的保護(hù)。（2）在對(duì)脈沖發(fā)生芯片編程時(shí)，因?yàn)閷?shí)際電路上存在“死區(qū)時(shí)間”和“窄脈沖”寬度等等問題，這些東西可以保護(hù)開關(guān)管，仿真上下橋臂在同一時(shí)刻同時(shí)開通，燒壞整個(gè)系統(tǒng)，而且這也可以減少開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，損耗減小。圖38 常用的IPM緩沖電路 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分:主程序、初始化程序、中斷服務(wù)子程序。主程序：主程序的流程圖為圖41所示。主程序中首先必須完成初始化，包括系統(tǒng)寄存器的初始化、參數(shù)初始化和一些芯片的初始化，這里對(duì)SA4828完成了初始化，初始化結(jié)束后打開單片機(jī)的中斷，然后判斷SA4828是否工作正常，如果工作正常就進(jìn)入寫寄存器階段，然后完成相應(yīng)的控制信號(hào)輸出，這樣就可使得變頻器工作過。對(duì)于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)中，需要不斷的反饋結(jié)果去單片機(jī)，把SA4828的輸出控制信號(hào)進(jìn)行反饋，在單片機(jī)中進(jìn)行判斷，看是否是正常的。同時(shí)，為了防止程序拋費(fèi)，我們還需要設(shè)置看門狗定時(shí)器，正常情況下看門狗定時(shí)器會(huì)不斷的更新。初始化子程序：每一個(gè)程序都必須要一個(gè)初始化的過程，完成系統(tǒng)的寄存器和參數(shù)變量的初始化，有時(shí)候?qū)τ谝恍┰O(shè)備的檢測(cè)也是進(jìn)行初始化，在按鍵電路和顯示電路上也需要初始化過程，本系統(tǒng)的初始化流程圖如圖42所示。故障保護(hù)中斷子程序：系統(tǒng)工作過程難免會(huì)出現(xiàn)故障，比如過壓、過流、欠壓、開關(guān)管損壞等等，對(duì)于這些緊急的問題我們采用中斷系統(tǒng)進(jìn)行立即處理。在硬件上我們通過電路把反饋的量接到SET TRIP端口上，任何一個(gè)故障的出現(xiàn)，該端口就會(huì)出現(xiàn)高電平，而SA4828芯片只要檢測(cè)到這個(gè)電平變回立即作出響應(yīng)，把所有的輸出脈沖信號(hào)關(guān)斷，而且拉低反饋端信號(hào)，這樣的變化就對(duì)單片機(jī)產(chǎn)生了一個(gè)中斷請(qǐng)求，單片機(jī)接到這個(gè)請(qǐng)求后進(jìn)行相應(yīng)的操作。程序流程如圖43所示。開始初始化SA4828開中斷寫SA4828控制寄存器更新看門狗處理反饋數(shù)據(jù)更新控制參數(shù)？允許輸出?NNYY 圖41 主程序流程圖系統(tǒng)初始化設(shè)定定時(shí)器、SPWM、 系統(tǒng)工作方式設(shè)定I/O、通信接口及鍵盤、顯示工作方式 參數(shù)及變量返回圖42 初始化子程序流程圖中斷入口保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)停止命令給SA4828根據(jù)讀入內(nèi)容判斷故障來源并做相應(yīng)處理顯示故障原因、報(bào)警恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回圖43故障保護(hù)中斷子程序流程圖、5 總結(jié)通過這次的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，讓我收獲很多。在論文設(shè)計(jì)期間與同學(xué)們之間的交流和老師的指導(dǎo)，使自己學(xué)到了不少知識(shí)。除了學(xué)會(huì)了單片機(jī)的基本知識(shí)，并掌握了它的的工作原理和一些指令的功能以外，還掌握了傳感器和變頻器的使用方法，并且深化了我對(duì)PID控制技術(shù)的理解。摘要部分概要介紹了其可靠性和實(shí)用性，緒論部分介紹了單片機(jī)調(diào)速控制的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)、本文設(shè)計(jì)的意義及主要任務(wù)等；第二部分介紹了基于單片機(jī)的感應(yīng)電機(jī)的PWM變頻調(diào)速基本原理；第三部分介紹了硬件設(shè)計(jì)，包括主電路，波形發(fā)生模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和保護(hù)模塊等。第四部分主要講的是軟件設(shè)計(jì)；第五部分進(jìn)行了總結(jié)。參考文獻(xiàn)[1] ：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.[2] [3] 張毅剛，：哈爾濱工業(yè)出版社,2001.[4] ，2001.[5] 王兆安，2011.[6] [J].電氣傳動(dòng)，2006.[7] 李金金. 基于PLC控制的變頻調(diào)速在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用[D].太原理工大學(xué)：太原，2007:140.[8] [9] ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984. [10] 8XC196MC/:大連理工大學(xué)出版社 ，1995.[11] 金新民，關(guān)于異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的方針方法，北方交通大學(xué),1996.[12] 吳守簇，電氣傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社,1999.[13] 韓志軍. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)入門向?qū)c設(shè)計(jì)實(shí)例. 機(jī)械工業(yè)出版社.[14] 王兆安 黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)（第4版）．機(jī)械工業(yè)出版社，2000.[15] 劉樹林，劉健. ：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.[16] [M].冶金工業(yè)出版社,1983.[17] 周祖得、陳幼平. 《機(jī)電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng)》..致謝這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以順利完成，首先需要感謝我的導(dǎo)師對(duì)我一直以來的支持和知道，在設(shè)計(jì)中自己遇到好多的問題，都是導(dǎo)師認(rèn)真幫我分析和解決，同時(shí)，我的同學(xué)和室友也給了我極大的幫助，有些問題我都是積極向他們請(qǐng)教，不僅在學(xué)習(xí)上對(duì)我有幫助，在我的生活也有了很大的幫助，還有那些一直給與我們精神幫助的同學(xué)，謝謝你們。當(dāng)然，我覺得最應(yīng)該感謝的還是我的爸媽，是你們一直辛勤教導(dǎo)我，讓我一直的成長(zhǎng)，謝謝你們。當(dāng)然，由于本人的水平有限，所以論文的設(shè)計(jì)中難免會(huì)有不足，還希望各位老師指正，而我自己也會(huì)不斷地學(xué)習(xí)和努力。謝謝大
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