【正文】 2 個(gè) RS232C 接收器為了驅(qū)動(dòng)主電路逆變橋的三個(gè)上橋臂的 IGBT，必須給每一路提供一個(gè)隔離的 25V 電源而三個(gè)下橋臂可以共用一個(gè)電源。此外， SA4828 及單片機(jī)系統(tǒng)還需要+5V 電源以及異步通訊所需的 177。12V 電源，一共需要 7 路電源，如圖 所示。該電源可以采用線性電源，也可采用開關(guān)電源。前者體積大，笨重，但電路簡(jiǎn)單，各路電源完全獨(dú)立，調(diào)試容易。后者則輕便、小巧，電路相對(duì)較復(fù)雜。采用單片開關(guān)電源芯片可大大簡(jiǎn)化電路。 死區(qū)時(shí)間的大小主要由以下幾方面決定：驅(qū)動(dòng)電路在開通和關(guān)斷兩種模式工作時(shí)，信號(hào)傳遞延遲時(shí)間有差異；逆變器橋臂上下兩功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)不可能達(dá)到完全一致；功率器件不是理想開關(guān)，其開通和關(guān)斷都有延時(shí)且不等。 因此，要綜合這幾個(gè)因素來確定死區(qū)時(shí)間的長(zhǎng)短，并給予一定的余量，總之要充分估計(jì)導(dǎo)通時(shí)控制信號(hào)到功率管開通的最小延遲時(shí)間 tonmin 和關(guān)斷時(shí)控制信號(hào)到功率管關(guān)斷的最大延遲時(shí)間 toffmax。則死區(qū)時(shí)間可以定為toffmax－tonmin。實(shí)際中則取死區(qū)時(shí)間略大于 toffmax。 本文采用 IGBT 作逆變器的功率開關(guān)管和 MC3PHAC 驅(qū)動(dòng)模塊，MC3PHAC最大延遲時(shí)間為 ，IGBT 一般不超過期 3μs，因此本文死區(qū)時(shí)間定為5μs。 三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)21 LED 顯示器常用的 LED 顯示器為 8 段 (或 7 段，8 段比 7 段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn) ”DP”段)。每一段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管，這種顯示器有共陽極和共陰極 2 種。共陰極 LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮,相應(yīng)的段被顯示，同樣，共陽極 LED顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。為了使 LED 顯示器顯示不同的符號(hào)或數(shù)字，就是呆板不同段的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，這樣就是為 LED 顯示器提供代碼，因此這些代碼可使 LED 相應(yīng)的段發(fā)光，從而顯示不同字型,因此該代碼稱之為段碼(或稱為字型碼 )。 圖 LED 顯示器共陽極和共陰極的外形圖和引腳圖7 段發(fā)光二極管，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì) 8 段。因此提供給 LED 顯示器的段碼( 或字型碼) 正好是 1 個(gè)字節(jié)，LED 顯示器的外形如圖 所示。 保護(hù)電路逆變器中的 IGBT 模塊是變頻器的主要部件，也是最昂貴的部件。由于它工作在高頻、高壓、大電流的狀態(tài)，所以也是最容易損壞的部件。因此 IGBT模塊的保護(hù)工作顯得十分重要。為此應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)22（1）選用智能型 IGBT 模塊。IPM 中一般都有過流、過熱、短路、欠壓保護(hù)電路，當(dāng)任一情況發(fā)生時(shí)它能迅速給出報(bào)警信號(hào)。把該信號(hào)接到 SA4828 的SETTRIP 端，可立即切斷 SA4828 的 6 路控制信號(hào)，關(guān)閉所有的 IGBT。（2）對(duì) SA4828 編程時(shí)，設(shè)置合理的“死區(qū)”時(shí)間和欲刪除的“窄脈沖”的寬度，前者可有效防止同一橋臂上、下開關(guān)元件的共態(tài)導(dǎo)通；后者可降低開關(guān)損耗，減少發(fā)熱。（3）在單片機(jī)的調(diào)速過程中始終監(jiān)視變頻器輸出端的電壓和電流，一旦超限將停止 SA4828 的工作并發(fā)出報(bào)警指示。在 IPM 應(yīng)用中，由于高頻開關(guān)過程和功率回路寄生電感等疊加產(chǎn)生的di／dt、dv／dt 和瞬時(shí)功耗會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生較大的沖擊，易損壞器件．因此需設(shè)置緩沖電路( 即吸收電路) ，目的是改變器件的開關(guān)軌跡，控制各種瞬態(tài)過壓，降低器件開關(guān)損耗．保護(hù)器件安全運(yùn)行。 A/D 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用 TLV2548A/D 轉(zhuǎn)換器。TLV2548 是美國(guó) Tl 公司生產(chǎn)的多通道、12 位數(shù)據(jù)采集芯片(ADC)。芯片為單電源 ~ 供電，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 ，是一款高性能、低功耗、CMOS 工藝、串行接口的 A/D 轉(zhuǎn)換器。特性如下：12 位分辨率，微分/積分非線性誤差 1LSB單電源 ~ 范圍供電電源，內(nèi)置參考源內(nèi)置轉(zhuǎn)換時(shí)鐘源及 8FIFO三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)238 路模擬輸入，模擬輸入范圍為 0 到電源電壓，500KHz 帶寬200kHzSPS 采樣速率，3。86us 轉(zhuǎn)換時(shí)間SPI (CPOL=0，CPHA=0)/DSP 兼串行接口，SCLK 可高達(dá) 20MHz低工作電流 TLV2548 與 ATB9C52 從單片機(jī)接口圖 速度反饋采用轉(zhuǎn)速編碼器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)速，可以構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速編碼器的主要有兩種，一種是增量型，另一種是絕對(duì)型。增量型的特征是只有在旋轉(zhuǎn)期間會(huì)輸出對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度脈沖，停止是不會(huì)輸出。它是利用計(jì)數(shù)來測(cè)量旋轉(zhuǎn)的方式；價(jià)格比較便宜。絕對(duì)型的的特征是不論是否旋轉(zhuǎn)，可以將對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行平行輸出的類型，不需要計(jì)數(shù)器可確認(rèn)旋轉(zhuǎn)位置；它還有不受機(jī)械的晃動(dòng)或震動(dòng)以及開關(guān)等電器干擾的功能，價(jià)格貴。在選擇使用時(shí)，可參考以下幾點(diǎn)：包括成本、分辨率、外形尺寸、軸負(fù)荷及機(jī)械壽命、輸出頻率、環(huán)境、軸旋轉(zhuǎn)力矩、輸出回路等等。三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)246 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是整個(gè)逆變控制的核心，它決定著逆變器的輸出特性。該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由三部分組成：主程序、初始化程序和中斷服務(wù)子程序。主程序是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心和靈魂，只有通過主程序才能有機(jī)地調(diào)用系統(tǒng)中各個(gè)子程序，使它們形成一個(gè)聯(lián)系緊密的整體，有條不紊的完成各種各樣的操作命令。主程序：圖 給出了本系統(tǒng)的主程序流程圖。單片機(jī)首先初始 SA4828，打開中斷系統(tǒng)。傳送控制參數(shù)后，判斷 SA4828 有沒有保護(hù)動(dòng)作，允許輸出，則開始輸出 SPWM 控制信號(hào)，逆變器開始工作。工作過程中，單片機(jī)不斷的處理檢測(cè)反饋回來的信號(hào)，控制 SA4828 調(diào)整輸出的 SPWM 控制信號(hào)，控制系統(tǒng)三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)25的輸出狀態(tài)，以滿足系統(tǒng)的性能要求。在系統(tǒng)正常工作過程中，不斷更新看門狗定時(shí)器。防止其溢出而中斷 SPWM 控制信號(hào)的輸出。初始化子程序：它實(shí)現(xiàn)鍵盤處理、刷新處理與下位機(jī)和其它程序主要完成硬件器件工作方式的設(shè)定、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和變量的初始化等，其流程圖如圖6。2 所示。故障保護(hù)中斷子程序：中斷程序處理的都是需要立即處理的故障，比如過壓、欠壓、IGBT 故障等。這些故障信號(hào)通過或門連接到 SA4828 的 SETTRIP端上，只要有一個(gè)故障發(fā)生，就會(huì)使 SETTRIP 端為高電平，啟動(dòng) SA4828 內(nèi)部的故障保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)封鎖 SPWM 脈沖輸出，同時(shí)拉低 TRIP 端電平，向單片機(jī)發(fā)中斷申請(qǐng)，其流程圖如圖 所示。三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)26三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)28 故障保護(hù)中斷子程序流程圖三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)297 結(jié)論 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：利用單片微機(jī)和集成芯片配合產(chǎn)生 SPWM 波形控制逆變開關(guān)的通斷，控制算法容易編程實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與采用模擬器件相比，減少了生產(chǎn)成本，性能良好；具有易于改變控制算法、程序易于移植、控制精度高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，采用變頻技術(shù)后，可以節(jié)省大量的能源，有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保效果。這種系統(tǒng)在電力電子設(shè)備與人們生活日益密切的今天有著廣泛的應(yīng)用。三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30致 謝本文是在我最尊敬的梅楊老師的指導(dǎo)下完成的。在論文的設(shè)計(jì)過程中，梅楊老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，耐心細(xì)心的作風(fēng)和實(shí)事求是的精神，使我印象深刻，受益匪淺。我非常榮幸能夠得到梅楊老師的指導(dǎo)，無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢、畢業(yè)課題的開題、研究和論文的撰寫等環(huán)節(jié)，都得到導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和盡心盡力的幫助。在此我首先謹(jǐn)向我尊敬的梅楊導(dǎo)師致以由衷的敬意和真誠(chéng)的感謝！通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加了解本專業(yè)，進(jìn)一步鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)。在設(shè)計(jì)當(dāng)中，盡管我遇到了很多難題，但是在同學(xué)們的鼓勵(lì)和幫助下，我一一克服了它們，在這里，我向我的同學(xué)們表示深深的感謝。在此，我也衷心感謝授課的老師們，感謝他們悉心付出的辛勞，讓我們順利完成我們的學(xué)業(yè)，成為社會(huì)的有用之才。同時(shí)，我也要感謝全體同學(xué)，感謝他們?cè)谄饺丈詈蛯W(xué)習(xí)上給予我的幫助，以及帶給我的快樂，我會(huì)終生難忘這美好的大學(xué)生活。所有這些都將會(huì)使我在今后的人生道路上更加信心百倍的挑戰(zhàn)自我、挑戰(zhàn)極限、追求卓越、創(chuàng)造輝煌!在設(shè)計(jì)之初，我到處尋找資料，并理清設(shè)計(jì)的思路。由于是第一次做設(shè)計(jì)，我遇到很多了困難，通過不斷地閱讀有關(guān)資料，對(duì)設(shè)計(jì)有了清晰的概念后，就開始了本設(shè)計(jì)，并不斷的改進(jìn)，加上我們指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助，終于完成了這次設(shè)計(jì)。我覺得沒有這次設(shè)計(jì)，我就無法切實(shí)感受到那些知識(shí)的不足；沒有這次設(shè)計(jì)，我就很難感受到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性。所以這次設(shè)計(jì)給我的新任務(wù)就是有更多的實(shí)踐知識(shí)要我今后去學(xué)習(xí)。非常感謝四年的大學(xué)生活，感謝我的家人和那些永遠(yuǎn)也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠(yuǎn)的財(cái)富。 最后，我要感謝，感謝在百忙之中評(píng)閱論文及參加答辯的專家和評(píng)委，謝謝你們！三相交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31參考文獻(xiàn)[1]胡崇岳，現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社[2]鄧星鐘，機(jī)電傳動(dòng)控制，華中科技人學(xué)出版社[3]陳國(guó)呈，PWM 逆變技術(shù)及應(yīng)用，中國(guó)電力出版社[4]李鶴軒，李楊，異步電動(dòng)機(jī)的控制，機(jī)械工業(yè)出版社[5]李華德，白晶，李志民，李擎，交流調(diào)速控制系統(tǒng)，電子工業(yè)出版社[6]上山直彥編著，吳鐵堅(jiān)譯，現(xiàn)代交流調(diào)速，水利電力出版社[7]舒志兵，交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，清華大學(xué)出版社[8]孟慶春，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，東北大學(xué)出版社[9]咚純厚，近代交流調(diào)速，冶金工業(yè)出版社[10]陳堅(jiān)，電力電子學(xué)．電力電子變換和控制技術(shù)，高等教育出版社[11]何希才，姜余祥，電動(dòng)機(jī)控制電路應(yīng)用實(shí)例，中國(guó)電力出版社[12]詹躍東，電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)，重慶人學(xué)出版社[13]邢雷，異步電機(jī)數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的研究[14]劉風(fēng)君，異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制策略的研究[15]郭新，矢量控制系統(tǒng)的研究[16]張惠萍，施火權(quán)，異步電機(jī)效率和動(dòng)態(tài)響應(yīng)最優(yōu)的組合控制機(jī)電程技術(shù)[17]上海電器科學(xué)研究所編著 中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版