【導(dǎo)讀】變頻調(diào)速也有多種方法，本文對目。異步電動機(jī)的調(diào)速原理是研究控制算法的基石，因文首先介紹了異步。本文采用了Intel8OC196MC十六位單片機(jī)作為控制電路的CPU，采用。該單片機(jī)的控制系統(tǒng)是本設(shè)計的硬件核心部分。該設(shè)計相關(guān)的特性，繼而介紹本系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。關(guān)鍵詞:變頻器;恒壓頻比控制;正弦波脈寬調(diào)制:8OC196MC單片機(jī)。

　　

【正文】 F和 30PF的電容，一般 20uF的電容對于1MHz以上的晶體都可以有良好的效果。 在 XTAL1和 XTAL2引腳所產(chǎn)生的噪聲尖峰信號可能導(dǎo)致內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的計數(shù)錯誤，因此晶體部分要接在靠近芯片的位并且和 XTAL1和 XTAL2以及 Vss盡量直接相連而且路徑最短。 。 圖 311復(fù)位電路圖 復(fù)位信號有三個作用，一是用來將 8OC196MC單片機(jī)初始化為復(fù)位狀態(tài) 。二是用來復(fù)位 8279芯片 。三是用來取消由 80C196MC的 EXTINT引腳上保持的故障信號。 在復(fù)位期間， CPU從地址 2018H和 201AH處讀出芯片配置字節(jié)并存入芯片配置 31 寄存器中，并從 2080H處開始執(zhí)行程序。復(fù)位電路有兩種方式，上電復(fù)位和手動復(fù)位，上電復(fù)位是在 RESET 引腳和地之間接一個 l0uF電容，手動方式見圖 42, 8OC196MC單片機(jī)要求系統(tǒng)復(fù)位信號至少要持續(xù) 16個狀態(tài)周期的低電平才能完成準(zhǔn)確的系統(tǒng)復(fù)位操作，這樣可以防止在 Vcc或 RESET 引腳出現(xiàn)一個尖峰信號而使 RESET 變?yōu)榈碗娖揭鹫`操作。 圖 312手動復(fù)位電路 光電編碼器脈沖信號經(jīng)計數(shù)后可得到被測量的數(shù)字信號。由于所測量的旋轉(zhuǎn)是雙向的，既可順時針旋轉(zhuǎn)，也可逆時針旋轉(zhuǎn)，需要對編碼器的輸出信號進(jìn)行鑒相之后才能計數(shù)。 光電編碼器的 A相波形由內(nèi)圈光斕產(chǎn)生， B相波形由外圈光闌產(chǎn)生。 兩相脈沖相位相差 90度，并且共同攜帶光電盤 角度位置信息和轉(zhuǎn)動向信息?？赏ㄟ^比較 A相在前還是 B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。當(dāng)編碼洲頃時針方向轉(zhuǎn)動時， A相脈辮前沿超前于 B相 。逆時針方向轉(zhuǎn)動時， B相脈沖前沿超前于 A相。其脈沖波形圖如圖 413所示。 32 A相 B相 A相 B相 圖 313 光 電編碼器脈沖波形圖 因為電機(jī)正轉(zhuǎn)時，脈沖 A超前，脈沖 B滯后 。電機(jī)反轉(zhuǎn)時，脈沖 B超前，脈沖 A滯后。利用這一特點，給 光電編碼器配置少魚的外圍電路，就可以根據(jù) A相和 B相脈沖對位置的計數(shù)和方向的指示進(jìn)行譯碼。電路如圖 414所示。圖 414 光電編碼器外部邏輯電路圖： 圖 414 光電編碼器外部邏輯電路圖 33 驅(qū)動和保護(hù)電路的設(shè)計 驅(qū)動芯片 IR2110的介紹 VDD 9 上通道 、 輸入級 下通道 圖 415 IR2110內(nèi)部原理圖 驅(qū)動芯片 IR21lO是一種雙通道高壓、高速電壓型功率開關(guān)器件柵極驅(qū)動器，驅(qū)動電路非常簡單，其特點是：設(shè)置了自舉浮動電源，使用單電源來實現(xiàn) 隔離驅(qū)動，具有獨立的低端和高端輸入通道，只用一路電源可同時驅(qū)動上、下橋臂 m1。芯片的外圍電路設(shè)計簡單，只需要少量的元器件，還具有短路保護(hù)、欠壓保護(hù)等。 如圖 47所示：它包括邏輯輸入、電平轉(zhuǎn)換、保護(hù)、上橋臂輸出和下橋臂輸出幾 R Q S S R Q S 1 1 VDD/VCC電平轉(zhuǎn)換器 VDD/VCC電平轉(zhuǎn)換器 脈沖放大 欠電壓檢測 欠電壓檢測 脈沖濾波 延時 邏輯封鎖 amp。 HIN10 LIN12 VSS13 6VB H O 7 5VS 3VCC 1LO 2COM 34 個部分。 邏輯輸入端采用施密特觸發(fā)電路，以提高抗干擾能力。輸入邏輯電路與 TTL、 C0MS電平兼容，其輸入引腳閥值與電源 0U 成比例，為電源電壓 0U 的 10％。低壓通道和高壓通道兩個通道相對獨立， LIN和 HIN分別為低壓側(cè)通道和高壓側(cè)通道的輸入端，LO和 H0分別為低壓側(cè)通道和高壓側(cè)通道的輸出端。 IR2110還設(shè)有保護(hù)功能 SD端 (1l腳 )。只有當(dāng) SD端輸入為邏輯高電平時，控制信號才有效。驅(qū)動芯片 IR2110用于驅(qū)動半橋電路如圖 416所示： 圖 416 IR2llO驅(qū)動半橋電路 工作過程如下： 兩個輸出通道 (上通道 H0及下通道 LO)通過邏輯電路與輸入信號 HIN和 LIN相對應(yīng)，當(dāng)保護(hù)輸入端 SD為高電平時，施密特觸發(fā)器反相器的輸出端 為低電平，兩個 RS觸發(fā)器的置位信號無效，則兩或非門的輸出跟隨 HIN及 LIN變化，控制信號有效；當(dāng)SD端輸入低電平時，因施密特觸發(fā)器的輸出端為高電平，兩個 RS觸發(fā)器置位，兩或非門輸出恒為低電平，控制信號無效。只有當(dāng) sD端輸入恢復(fù)低電平，且 HIN和 LIN輸 35 出脈沖的上升沿到來時，控制信號才有效。 MAX6495– MAX6499/MAX6397/MAX6398過壓保護(hù) (OVP)器件用于保護(hù)后續(xù)電路免受甩負(fù)載或瞬間高壓的破壞。器件通過控制外部串聯(lián)在電源線上的 n溝道 MOSFET實現(xiàn)。當(dāng)電壓超過用戶設(shè)置的過壓門限時，拉低 MOSFET的柵極， MOSFET關(guān)斷，將負(fù)載與輸入電源斷開。 過壓保護(hù) (OVP)器件數(shù)據(jù)資料中提供的典型電路可以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。然而，有些應(yīng)用需要對基本電路進(jìn)行適當(dāng)修改。本文討論了一種應(yīng)用：增大電路的最大輸入電壓，在過壓情況發(fā)生時利用輸出電容存儲能量。 如果再使用 80C196MC 的內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換器可快速完成電流電壓的檢測和轉(zhuǎn)換，從而節(jié)省了外圍 A/D 轉(zhuǎn)換硬件電路。 PTS 提供了 5種操作模式：一次傳送模式、塊傳送模式、 A/D 模式、 HIS 模式、 HSO 模 式。本文采用了 PTS－A/D 模式。其工作過程為： A/D 轉(zhuǎn)換的啟動采用中斷方式，即由軟件定時器按采樣周期定時，產(chǎn)生中斷后進(jìn)入中斷子程序。 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后影射到 PTS 通道，可以使 PTS工作于 A/D 模式。在這種模式下，第一次 A/D 轉(zhuǎn)換完成后將自動啟動設(shè)定的下次 A/D 轉(zhuǎn)換，并把先前結(jié)果放到存儲器內(nèi)的表格中，而且這種模式還可設(shè)定循環(huán)次數(shù)，完成若干次 A/D 通道的轉(zhuǎn)換，最后進(jìn)入 PTS 中斷周期可執(zhí)行 PTS 中斷子程序。 MAX6495–MAX6499系列小型、低電流過壓保護(hù)電路適用于汽車和工業(yè)等應(yīng)用中的大電壓跳變系統(tǒng)。 這些器件監(jiān)視輸入電壓，在出現(xiàn)輸入過壓時，控制外部 n 溝道MOSFET 開關(guān)，隔離輸出負(fù)載。 MAX6495–MAX6499可工作在較寬的 + +72V供電電壓范圍內(nèi)。 當(dāng)監(jiān)控輸入低于用戶設(shè)置的過壓門限時， n 溝道 MOSFET 柵極被驅(qū)動為高。集成的電荷泵電路提供一個 10V柵極 源極電壓，完全導(dǎo)通 n 溝道 MOSFET。當(dāng)輸入電壓超過用戶設(shè)置的過壓門限時，迅速拉低 MOSFET 的柵極，將負(fù)載與輸入斷開。在某些應(yīng)用中，不希望將負(fù)載和輸出斷開。在這些情況下，保護(hù)電路可配置為電壓限幅器，GATE 輸出齒波來限制負(fù)載電壓 (MAX6495/MAX6496/MAX6499)。 36 MAX6496支持較低的輸入電壓，通過外部串聯(lián) p 溝道 MOSFET 替換外部電池反接保護(hù)二極管來降低功率損耗。 MAX6496產(chǎn)生合適的偏置電壓，確保 p 溝道 MOSFET 在正常工作時打開導(dǎo)通。出現(xiàn)拋負(fù)載情況時，柵極 源極電壓被嵌箝位，電池反接時 p溝道 MOSFET 被關(guān)斷。 MAX6497/MAX6498具有一個開漏、通用比較器，在輸出低于設(shè)置門限時，可通知系統(tǒng)。 MAX6497保持 MOSFET 開關(guān)閉鎖，直至輸入電源重新上電或者刷新 /SHDN 引腳為止。當(dāng) VOVSET降至 130mV以下時， MAX6498將會自動重啟。 這些器件采用小尺寸、熱增強的型 6引腳和 8引腳 TDFN封裝，工作在 40176。C 至 +125176。C溫度范圍。 齊納二極管的選擇，要求避免在正常工作時消耗過多的功率，并可承受高于輸入電壓最大值的電壓。此外，齊納二極管的擊穿電壓必須小于 OVP的最大工作電壓 (72V)，擊穿時齊納二極管電流最大。 串聯(lián)電阻 (R3)既要足夠大，以限制過壓時齊納二極管的功耗，又要足夠小，在最小輸入電壓時能夠維持 OVP器件正常工作。 圖 2中電阻 R3的阻值根據(jù)以下數(shù)據(jù)計算：齊納二極管 D1的擊穿 電壓為 54V；過壓時峰值為 150V，齊納二極管的功率小于 3W。根據(jù)這些數(shù)據(jù)要求，齊納二極管流過的最大電流為： 3W/54V = 56mA 根據(jù)這個電流， R3的下限為： (150V 54V)/56mA = R3的峰值功耗為： (56mA)178。 = 如果選擇比 ，則會在電阻和齊納二極管上引起相當(dāng)大的功率消耗。 為了計算電阻 R3的上限，必須了解供電電壓的最小值。保證 MAX6495正常工作的最小輸入電壓為 。例如，假設(shè)供電電壓的最小 值為 6V，正常工作時 R3的最大壓降為 500mV。由于 MAX6495的工作電流為 150181。A (最大 )，相應(yīng)電阻的最大值為： 37 500mV/150181。A = 圖 2中的 R3設(shè)置為 2kΩ ，可以保證供電電壓略小于 6V時 OVP器件仍可以正常工作。 注意，發(fā)生過壓故障時， R3和 D1 (圖 2)需要耗散相當(dāng)大的功率。如果過壓條件持續(xù)時間較長 (如：幾十毫秒以上 )，圖 3所示電路或許更能勝任應(yīng)用的要求。圖中射極跟隨器通過降低從 R3與 D1節(jié)點抽取的電流大大增加 R3所允許的最大值。以 β 值為 100的三極管為例，此時 150181。A的器件工作電流變成 。這種情況下，不能忽略 5181。A 的二極管反向漏電流。 R3為 10kΩ ，因此，由于漏電流在 R3上產(chǎn)生的壓降會達(dá)到 50mV。 在 IN和 GND間使用一個 1181。F (最小值 )的陶瓷電容。確保器件的電壓范圍滿足輸入電壓的要求，須注意 MOSFET的 VDS_MAX額定值。 額定電壓為 380V，變頻范圍 3—100Hz。 3—50HZ 為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速， 50—100Hz 為恒功率調(diào)速 風(fēng)機(jī)型號 VEC— V6— 132F3，風(fēng)機(jī)功率： 132KW，額定電壓： 380V，額定電流： 245A，轉(zhuǎn)速 2980轉(zhuǎn) /分，運行電 流： 120A～ 180A；風(fēng)量： 12776m3/h；風(fēng)壓： 21995Pa； 控制方式 鍵盤調(diào)速 +鍵盤運行 2 上限頻率 50HZ 4 加速時間 112 5 減速時間 80 6 轉(zhuǎn)矩提升 17 7 載波頻率 5 9 上升 /下降控制 有效 10 自由停車功能 有效 38 11 電流限幅功能 有效 圖 417過電壓保護(hù)電路 39 圖 418霍爾電流傳感器 模塊參數(shù)： 由于逆變晶閘管就是開通或關(guān)斷直流電流，形成負(fù)載上的中頻電流。因此，逆變晶閘管的觸發(fā)信號與中頻電流同相位。直接 取單片機(jī)發(fā)出的逆變觸發(fā)信號作為中頻電流過零信號，送至 80C196MC 的比較捕獲單元引腳 CAP0。 功率自動控制部分若是模擬電路，其產(chǎn)生的逆變角調(diào)節(jié)信號可接至 80C196MC 的 A/D 轉(zhuǎn)換輸入引腳 ACH0。 80C196MC的自帶的 A/D轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換后可得出調(diào)節(jié)量。功率自動控制部分若是數(shù)字電路，其產(chǎn)生的逆變角調(diào)節(jié)信號可通過串行通信傳至 80C196MC。串行通信信號接至 80C196MC的比較捕獲單元引腳 CAP1及 CAP2。 啟動過程中的控制信號，如直流電壓限幅信號、重復(fù)啟動時關(guān)機(jī)信號、啟動成功轉(zhuǎn)鎖頻信號均為開關(guān)量，可接至 80C196MC 的 I/O 口 ， 。發(fā)生故障的保護(hù)信號接至 80C196MC 的不可屏蔽中斷引腳 NMI，以保證任何時候發(fā)生故障控制程序都可以及時轉(zhuǎn)入保護(hù)中斷。 控制參數(shù)的設(shè)置和顯示可以通過人機(jī)接口外接鍵盤和數(shù)碼管實現(xiàn)。 40 型號 / 資料 額定值 測量范圍 輸出值 精度 匝數(shù)比 (Ω) 電源 Vc(V) 原邊窗 口 CHB25NP 5A 7A 25mA % 5:1000 100 190 177。15 PCB CHB50P 50A 80A 100mA % 1:500 0 120 177。12 ～ 15 Φ10 CHB100P 100A 150A 100mA % 1:1000 0 100 177。1 2～ 15 Φ10 CHB200S 200A 300A 100mA % 1:2021 0 50 177。12 ～ 18 Φ20 CHB300S 300A 500A 150mA % 1:2021 0 30 177。12 ～ 18 Φ20 CHB500S 500A 1000A 100mA % 1:5000 0 30 177。12 ～ 24 Φ25 CHB1000S 1000A 1500A 200mA % 1:5000