【正文】 形時(shí)，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(shí)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(shí)，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(jī)正常運(yùn)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(jī)變頻驅(qū)動(dòng)器輸出的三路SPWM信號(hào)必須保證每相之間相位相差120度，其具體實(shí)現(xiàn)方法如下：事先采樣好的31點(diǎn)以數(shù)組SIN[31]的方式存儲(chǔ)在單片機(jī)FLASH程序存儲(chǔ)器中的，并SIN[0]表示90度時(shí)該輸出的占空比值，SIN[30]表示+90度時(shí)該輸出的占空比值，即每兩個(gè)相臨兩個(gè)點(diǎn)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(shí)相差20個(gè)點(diǎn)就可以實(shí)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(jī)對(duì)電機(jī)變頻變壓的整個(gè)控制過程。 在本變頻器中的啟動(dòng)設(shè)計(jì)為了使電機(jī)能平穩(wěn)恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，在此三相電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)器的軟件設(shè)計(jì)中加入了一段軟啟動(dòng)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(shí)，先與當(dāng)前運(yùn)行頻率進(jìn)行判斷，若給定頻率大于當(dāng)前運(yùn)行頻率，直到運(yùn)行頻率與給定頻率相等為止；若給定頻率下于當(dāng)前運(yùn)行頻率，直到運(yùn)行頻率與給定頻率相等為止；這樣就有效防止了電機(jī)在接收到突給頻率時(shí)由于轉(zhuǎn)子的慣性導(dǎo)致電機(jī)的抖動(dòng)。 本變頻器的制動(dòng)設(shè)計(jì)為了減少硬件開支，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的制動(dòng)，本三相電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)器采用了直流制動(dòng)的制動(dòng)方式，具體實(shí)現(xiàn)方式如下：假設(shè)變頻器剎車頻率設(shè)定在20Hz，制動(dòng)時(shí)間為3s；當(dāng)變頻器運(yùn)行在2060Hz的頻率范圍內(nèi)，突給變頻器一個(gè)制動(dòng)命令后，為了防止直流300V母線電壓提升過高而產(chǎn)生危險(xiǎn)，直到頻率降至20Hz時(shí)，%，%，%占空比并保持3s不變，然后停止PWM輸出波形,完成整個(gè)電機(jī)的直流制動(dòng)過程。若變頻器運(yùn)行頻率在20Hz以下，突給變頻器一個(gè)制動(dòng)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(gè)電機(jī)的直流制動(dòng)過程。6 變頻器的參數(shù)設(shè)置 手持器對(duì)變頻器的參數(shù)設(shè)定 當(dāng)電機(jī)拖動(dòng)不同負(fù)載時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出不同的負(fù)載特性，這就會(huì)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(gè)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(dòng)不同特性的負(fù)載。比如當(dāng)電機(jī)需要拖動(dòng)的負(fù)載較重，要求在啟動(dòng)時(shí)具有較大的轉(zhuǎn)矩，則用戶可通過調(diào)節(jié)變頻器的補(bǔ)償頻率和補(bǔ)償電壓以提高電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩；若要求電機(jī)具有快速停機(jī)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(jī)快速直流制動(dòng)。本三相變頻驅(qū)動(dòng)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(gè)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(bǔ)償頻率，補(bǔ)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(jī)原理是大學(xué)專業(yè)課程中的難點(diǎn)之一，而交流電機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)更是難點(diǎn)中的難點(diǎn)。因此，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題對(duì)我來說非常具有挑戰(zhàn)性。雖然在設(shè)計(jì)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(diǎn)，解決了大部分設(shè)計(jì)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(jì)，經(jīng)過充分調(diào)試，整個(gè)系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，SPWM變頻變壓調(diào)速及直流制動(dòng)，并且在此基礎(chǔ)上利用RS485實(shí)現(xiàn)了電機(jī)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(jì)，讓我認(rèn)識(shí)到基本概念的重要性。變頻驅(qū)動(dòng)器的控制對(duì)象是三相異步直流電動(dòng)機(jī)，因此，我首先對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和工作原理進(jìn)行了必要的研究。在這個(gè)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(jī)已可以在額定頻率中較好運(yùn)行，但當(dāng)隨著變頻器輸出頻率下降，電機(jī)產(chǎn)生的抖動(dòng)隨之增大，直至電機(jī)無法轉(zhuǎn)動(dòng)，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(gè)多月還是沒有很好解決，最后通過測(cè)試硬件發(fā)現(xiàn)電路中有一個(gè)過孔斷掉了，而這個(gè)過孔剛好是6路PWM信號(hào)中的其中一路，所以修復(fù)完電路后電機(jī)就能正常運(yùn)行了。這些困難都是因?yàn)槲覍?duì)電機(jī)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(shí)的的必要性。通過自己的不斷學(xué)習(xí)，加深了我對(duì)電機(jī)的工作原理和變頻調(diào)速的實(shí)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(shí)現(xiàn)這個(gè)變頻驅(qū)動(dòng)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(shí)有點(diǎn)陳舊，大部分講的都是以模擬電路方式實(shí)現(xiàn)的變頻驅(qū)動(dòng)器，這次設(shè)計(jì)的是以數(shù)字方式產(chǎn)生的SPWM信號(hào)，所以在實(shí)現(xiàn)過程上與以前學(xué)的有點(diǎn)偏差。將自己所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)換為實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中必須經(jīng)過反復(fù)的測(cè)試和論證。實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。也正是有了這樣一次實(shí)踐的機(jī)會(huì)，考驗(yàn)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(jì)對(duì)我來說是具有十分重要的意義，將是我走上社會(huì)崗位前的一次大鍛煉。我很慶幸我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中已經(jīng)盡心盡力，讓我擁有了很多很多一生受益的財(cái)富。致 謝深深感謝我的指導(dǎo)老師項(xiàng)小東老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間對(duì)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(lì)。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(duì)我在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的指導(dǎo)作用，為我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了巨大的幫助。還要感謝，實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)對(duì)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(lì)。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(jī)實(shí)用軟件與接口技術(shù)[M]. 2002年4月.[2] 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003年7月.[3] 王蘭君 張景皓 譚亞. 電力拖動(dòng)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(jī)實(shí)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(jī)實(shí)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(jī)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(jì)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(jì)算機(jī)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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(cè)[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].