【正文】 形時，根據(jù)U/F=常數(shù)，輸出的SPWM波形平均電壓值應(yīng)為110V，則此時輸出的SPWM波形最大電壓值應(yīng)為150V，即裝入PWM寄存器的占空比值應(yīng)為512；故當(dāng)要求輸出SPWM頻率小于50HZ 時，只要將從SIN表格中讀取的值乘上 F/50（F為要求輸出的頻率）再裝入PWM寄存器即可。要使三相電機正常運行，必須使其供電電源的三相交流電每相之間相位相差120度。所以三相電機變頻驅(qū)動器輸出的三路SPWM信號必須保證每相之間相位相差120度，其具體實現(xiàn)方法如下：事先采樣好的31點以數(shù)組SIN[31]的方式存儲在單片機FLASH程序存儲器中的，并SIN[0]表示90度時該輸出的占空比值，SIN[30]表示+90度時該輸出的占空比值，即每兩個相臨兩個點相位相差6度，故要只要保證任意每路PWM讀取SIN表格數(shù)組時相差20個點就可以實現(xiàn)每相輸出的電壓值相位相差120度。這樣就完成了單片機對電機變頻變壓的整個控制過程。 在本變頻器中的啟動設(shè)計為了使電機能平穩(wěn)恒轉(zhuǎn)矩啟動，在此三相電機變頻驅(qū)動器的軟件設(shè)計中加入了一段軟啟動程序，主要工作原理是當(dāng)變頻器接受到新的給定輸出頻率時，先與當(dāng)前運行頻率進(jìn)行判斷，若給定頻率大于當(dāng)前運行頻率，直到運行頻率與給定頻率相等為止；若給定頻率下于當(dāng)前運行頻率，直到運行頻率與給定頻率相等為止；這樣就有效防止了電機在接收到突給頻率時由于轉(zhuǎn)子的慣性導(dǎo)致電機的抖動。 本變頻器的制動設(shè)計為了減少硬件開支，同時又能實現(xiàn)電機的制動，本三相電機變頻驅(qū)動器采用了直流制動的制動方式，具體實現(xiàn)方式如下：假設(shè)變頻器剎車頻率設(shè)定在20Hz，制動時間為3s；當(dāng)變頻器運行在2060Hz的頻率范圍內(nèi)，突給變頻器一個制動命令后，為了防止直流300V母線電壓提升過高而產(chǎn)生危險，直到頻率降至20Hz時，%，%，%占空比并保持3s不變，然后停止PWM輸出波形,完成整個電機的直流制動過程。若變頻器運行頻率在20Hz以下，突給變頻器一個制動命令后，%，%，%占空比并保持3s不變，然后停止PWM輸出波形,完成整個電機的直流制動過程。6 變頻器的參數(shù)設(shè)置 手持器對變頻器的參數(shù)設(shè)定 當(dāng)電機拖動不同負(fù)載時會呈現(xiàn)出不同的負(fù)載特性，這就會使得變頻器必須具備適應(yīng)不同負(fù)載特性的能力。一般市面上的通用變頻器都有一個操作界面供用戶調(diào)節(jié)變頻器性能參數(shù)，用以適應(yīng)拖動不同特性的負(fù)載。比如當(dāng)電機需要拖動的負(fù)載較重，要求在啟動時具有較大的轉(zhuǎn)矩，則用戶可通過調(diào)節(jié)變頻器的補償頻率和補償電壓以提高電機在低速運行時的轉(zhuǎn)矩；若要求電機具有快速停機的特性，則用戶可通過適當(dāng)提高變頻器的剎車頻率以使電機快速直流制動。本三相變頻驅(qū)動器同樣也具有調(diào)節(jié)變頻器性能參數(shù)的功能，用戶可通過一個專用的手持設(shè)備與變頻器進(jìn)行RS485通訊，根據(jù)手持設(shè)備的液晶操作界面設(shè)定變頻器的補償頻率，補償電壓，額定頻率，額定電壓，以及剎車頻率等性能參數(shù)。具體操作如圖22所示：RS485接口變頻器485接口操作界面圖22 變頻器參數(shù)設(shè)定7 總 結(jié)電機原理是大學(xué)專業(yè)課程中的難點之一，而交流電機的變頻驅(qū)動更是難點中的難點。因此，此次畢業(yè)設(shè)計的課題對我來說非常具有挑戰(zhàn)性。雖然在設(shè)計過程中遇到過許多困難，但通過自己的不懈努力和指導(dǎo)老師的悉心指點，解決了大部分設(shè)計過程中碰到的各種困難，現(xiàn)已基本完成課題中的硬件規(guī)劃、軟件設(shè)計，經(jīng)過充分調(diào)試，整個系統(tǒng)基本實現(xiàn)了電機的軟啟動，SPWM變頻變壓調(diào)速及直流制動，并且在此基礎(chǔ)上利用RS485實現(xiàn)了電機的分布控制，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓我認(rèn)識到基本概念的重要性。變頻驅(qū)動器的控制對象是三相異步直流電動機，因此，我首先對電動機的工作特性和工作原理進(jìn)行了必要的研究。在這個過程當(dāng)中，遇到很多困難。比如在調(diào)試變頻器程序前期，電機已可以在額定頻率中較好運行，但當(dāng)隨著變頻器輸出頻率下降，電機產(chǎn)生的抖動隨之增大，直至電機無法轉(zhuǎn)動，原以為這是程序中有變量溢出所導(dǎo)致，結(jié)果在程序上折騰了一個多月還是沒有很好解決，最后通過測試硬件發(fā)現(xiàn)電路中有一個過孔斷掉了，而這個過孔剛好是6路PWM信號中的其中一路，所以修復(fù)完電路后電機就能正常運行了。這些困難都是因為我對電機的基本概念的模糊造成的。因此我深刻感受到，認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)基本知識的的必要性。通過自己的不斷學(xué)習(xí)，加深了我對電機的工作原理和變頻調(diào)速的實現(xiàn)方式的理解，但是這些都是建立在理論基礎(chǔ)之上的。在實現(xiàn)這個變頻驅(qū)動器的過程當(dāng)中我也遇到了許多問題。以前在課本上講的變頻器知識有點陳舊，大部分講的都是以模擬電路方式實現(xiàn)的變頻驅(qū)動器，這次設(shè)計的是以數(shù)字方式產(chǎn)生的SPWM信號，所以在實現(xiàn)過程上與以前學(xué)的有點偏差。將自己所學(xué)的知識轉(zhuǎn)換為實際應(yīng)用的過程當(dāng)中必須經(jīng)過反復(fù)的測試和論證。實踐才是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。也正是有了這樣一次實踐的機會，考驗了我的各方面的能力，讓我受益非淺。我覺得這次畢業(yè)設(shè)計對我來說是具有十分重要的意義，將是我走上社會崗位前的一次大鍛煉。我很慶幸我在這次畢業(yè)設(shè)計中已經(jīng)盡心盡力，讓我擁有了很多很多一生受益的財富。致 謝深深感謝我的指導(dǎo)老師項小東老師，在畢業(yè)設(shè)計期間對我的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷，給予了我很大的支持和鼓勵。他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，他因材施教的教育風(fēng)格和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。另外，我還要特別感謝不少學(xué)長們對我在畢業(yè)設(shè)計過程中的指導(dǎo)作用，為我完成畢業(yè)設(shè)計提供了巨大的幫助。還要感謝，實驗室的同學(xué)對我的無私幫助，使我得以順利完成論文。同樣要感謝各科的老師在四年來的學(xué)習(xí)生活中給予我的精心指導(dǎo)、照顧和鼓勵。衷心感謝所有那些給過我?guī)椭睦蠋?、同學(xué)和朋友。 參考文獻(xiàn)[1] 劉和平. PIC16F87X單片機實用軟件與接口技術(shù)[M]. 2002年4月.[2] 陳伯時. 電力拖動自動控制系統(tǒng)[M]. 機械工業(yè)出版社, 2003年7月.[3] 王蘭君 張景皓 譚亞. 電力拖動技術(shù)入門與應(yīng)用[M]. 科學(xué)出版社，2007年2月.[4] 李學(xué)海. PIC單片機實用教程基礎(chǔ)篇[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社，2002年8月.[5] 李學(xué)海. PIC單片機實用教程提高篇[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社，2002年8月.[6] 陳國先. PIC單片機原理與接口技術(shù)[M]. 電子工業(yè)出版社, 2004年8月.[7] 江思敏 姚鵬翼 胡榮. Protel電路設(shè)計教程[M]. 清華大學(xué)出版社，2002年5月 .[8] 潘新民、王燕芳. 微型計算機控制技術(shù)[M]. 電子工業(yè)出版社，2002年7月.[9] 何立民. 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京航天航空大學(xué)出版社，1990年7月.[10] 王新賢. 通用集成電路速查手冊[M]. 山東科學(xué)技術(shù)出版社，2002年7月.[11] VF Control of 3Phase Induction Motors[PDF]. ，2005年5月.[12] Microchip. PIC16F7X7 Data Sheet[PDF].