【正文】 2 個 RS232C 接收器為了驅(qū)動主電路逆變橋的三個上橋臂的 IGBT，必須給每一路提供一個隔離的 25V 電源而三個下橋臂可以共用一個電源。此外， SA4828 及單片機系統(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，也可采用開關電源。前者體積大，笨重，但電路簡單，各路電源完全獨立，調(diào)試容易。后者則輕便、小巧，電路相對較復雜。采用單片開關電源芯片可大大簡化電路。 死區(qū)時間的大小主要由以下幾方面決定：驅(qū)動電路在開通和關斷兩種模式工作時，信號傳遞延遲時間有差異；逆變器橋臂上下兩功率開關器件的驅(qū)動不可能達到完全一致；功率器件不是理想開關，其開通和關斷都有延時且不等。 因此，要綜合這幾個因素來確定死區(qū)時間的長短，并給予一定的余量，總之要充分估計導通時控制信號到功率管開通的最小延遲時間 tonmin 和關斷時控制信號到功率管關斷的最大延遲時間 toffmax。則死區(qū)時間可以定為toffmax－tonmin。實際中則取死區(qū)時間略大于 toffmax。 本文采用 IGBT 作逆變器的功率開關管和 MC3PHAC 驅(qū)動模塊，MC3PHAC最大延遲時間為 ，IGBT 一般不超過期 3μs，因此本文死區(qū)時間定為5μs。 三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計21 LED 顯示器常用的 LED 顯示器為 8 段 (或 7 段，8 段比 7 段多了一個小數(shù)點 ”DP”段)。每一段對應一個發(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，當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮,相應的段被顯示，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，當某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應的段被顯示。為了使 LED 顯示器顯示不同的符號或數(shù)字，就是呆板不同段的發(fā)光二極管點亮，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，再加上一個小數(shù)點位，共計 8 段。因此提供給 LED 顯示器的段碼( 或字型碼) 正好是 1 個字節(jié)，LED 顯示器的外形如圖 所示。 保護電路逆變器中的 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模塊的保護工作顯得十分重要。為此應做到以下幾點：三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計22（1）選用智能型 IGBT 模塊。IPM 中一般都有過流、過熱、短路、欠壓保護電路，當任一情況發(fā)生時它能迅速給出報警信號。把該信號接到 SA4828 的SETTRIP 端，可立即切斷 SA4828 的 6 路控制信號，關閉所有的 IGBT。（2）對 SA4828 編程時，設置合理的“死區(qū)”時間和欲刪除的“窄脈沖”的寬度，前者可有效防止同一橋臂上、下開關元件的共態(tài)導通；后者可降低開關損耗，減少發(fā)熱。（3）在單片機的調(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)出報警指示。在 IPM 應用中，由于高頻開關過程和功率回路寄生電感等疊加產(chǎn)生的di／dt、dv／dt 和瞬時功耗會對器件產(chǎn)生較大的沖擊，易損壞器件．因此需設置緩沖電路( 即吸收電路) ，目的是改變器件的開關軌跡，控制各種瞬態(tài)過壓，降低器件開關損耗．保護器件安全運行。 A/D 轉(zhuǎn)換器設計本設計選用 TLV2548A/D 轉(zhuǎn)換器。TLV2548 是美國 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)換時鐘源及 8FIFO三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計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)換時間SPI (CPOL=0，CPHA=0)/DSP 兼串行接口，SCLK 可高達 20MHz低工作電流 TLV2548 與 ATB9C52 從單片機接口圖 速度反饋采用轉(zhuǎn)速編碼器對電動機進行測速，可以構成閉環(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，另一種是絕對型。增量型的特征是只有在旋轉(zhuǎn)期間會輸出對應旋轉(zhuǎn)角度脈沖，停止是不會輸出。它是利用計數(shù)來測量旋轉(zhuǎn)的方式；價格比較便宜。絕對型的的特征是不論是否旋轉(zhuǎn)，可以將對應旋轉(zhuǎn)角度進行平行輸出的類型，不需要計數(shù)器可確認旋轉(zhuǎn)位置；它還有不受機械的晃動或震動以及開關等電器干擾的功能，價格貴。在選擇使用時，可參考以下幾點：包括成本、分辨率、外形尺寸、軸負荷及機械壽命、輸出頻率、環(huán)境、軸旋轉(zhuǎn)力矩、輸出回路等等。三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計246 系統(tǒng)軟件設計軟件設計是整個逆變控制的核心，它決定著逆變器的輸出特性。該系統(tǒng)軟件設計由三部分組成：主程序、初始化程序和中斷服務子程序。主程序是整個控制系統(tǒng)的核心和靈魂，只有通過主程序才能有機地調(diào)用系統(tǒng)中各個子程序，使它們形成一個聯(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 有沒有保護動作，允許輸出，則開始輸出 SPWM 控制信號，逆變器開始工作。工作過程中，單片機不斷的處理檢測反饋回來的信號，控制 SA4828 調(diào)整輸出的 SPWM 控制信號，控制系統(tǒng)三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計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器。防止其溢出而中斷 SPWM 控制信號的輸出。初始化子程序：它實現(xiàn)鍵盤處理、刷新處理與下位機和其它程序主要完成硬件器件工作方式的設定、系統(tǒng)運行參數(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。這些故障信號通過或門連接到 SA4828 的 SETTRIP端上，只要有一個故障發(fā)生，就會使 SETTRIP 端為高電平，啟動 SA4828 內(nèi)部的故障保護動作，瞬時封鎖 SPWM 脈沖輸出，同時拉低 TRIP 端電平，向單片機發(fā)中斷申請，其流程圖如圖 所示。三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計26三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計27三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計28 故障保護中斷子程序流程圖三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計297 結(jié)論 本論文的主要創(chuàng)新點在于：利用單片微機和集成芯片配合產(chǎn)生 SPWM 波形控制逆變開關的通斷，控制算法容易編程實現(xiàn)，實現(xiàn)了全數(shù)字化控制，結(jié)構簡單，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，采用變頻技術后，可以節(jié)省大量的能源，有良好的經(jīng)濟價值和環(huán)保效果。這種系統(tǒng)在電力電子設備與人們生活日益密切的今天有著廣泛的應用。三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計30致 謝本文是在我最尊敬的梅楊老師的指導下完成的。在論文的設計過程中，梅楊老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，耐心細心的作風和實事求是的精神，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，無論是在理論學習階段，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)，都得到導師的悉心指導和盡心盡力的幫助。在此我首先謹向我尊敬的梅楊導師致以由衷的敬意和真誠的感謝！通過這次畢業(yè)設計，使我更加了解本專業(yè)，進一步鞏固了自己的專業(yè)知識。在設計當中，盡管我遇到了很多難題，但是在同學們的鼓勵和幫助下，我一一克服了它們，在這里，我向我的同學們表示深深的感謝。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業(yè)，成為社會的有用之才。同時，我也要感謝全體同學，感謝他們在平日生活和學習上給予我的幫助，以及帶給我的快樂，我會終生難忘這美好的大學生活。所有這些都將會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!在設計之初，我到處尋找資料，并理清設計的思路。由于是第一次做設計，我遇到很多了困難，通過不斷地閱讀有關資料，對設計有了清晰的概念后，就開始了本設計，并不斷的改進，加上我們指導老師和同學的幫助，終于完成了這次設計。我覺得沒有這次設計，我就無法切實感受到那些知識的不足；沒有這次設計，我就很難感受到理論聯(lián)系實際的重要性。所以這次設計給我的新任務就是有更多的實踐知識要我今后去學習。非常感謝四年的大學生活，感謝我的家人和那些永遠也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠的財富。 最后，我要感謝，感謝在百忙之中評閱論文及參加答辯的專家和評委，謝謝你們！三相交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計31參考文獻[1]胡崇岳，現(xiàn)代交流調(diào)速技術，機械工業(yè)出版社[2]鄧星鐘，機電傳動控制，華中科技人學出版社[3]陳國呈，PWM 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