【正文】 end。 5:WriteFile(hm,PChar(S5)^,Length(S5),lrc,nil)。 case i of 1:WriteFile(hm,PChar(S1)^,Length(S1),lrc,nil)。 S5:=inttostr(D5)。 S1:=inttostr(D1)。 D3:=(th0D1*100D2*10)div 1。 th0:=round((65535int(unit_second))/256)。 lrc:LongWord。上位機實現(xiàn)計算部分的程序如下：procedure (Sender: TObject)。在單片機中定時時用T0定時器，并設(shè)其工作于方式一，故根據(jù)方式一中定時初值的計算公式：THX中的初值=（65535定時值）/256；TLX中的初值=（65535定時值）/256；在上位機程序里計算求出TH0和TL0,然后下傳給下位機?，F(xiàn)以工頻50Hz的輸入頻率為例，計算出THX與TLX中的值。圖48 頻率控制界面用Delphi實現(xiàn)計算是比較簡單的，只要建立正確的算式，正確運用算術(shù)運算符，同時注意數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)化等處理就可以實現(xiàn)。故程序主要就分成兩部分：一是完成計算；二是實現(xiàn)通訊。經(jīng)過擴展升級的Pascal語言是一種面向?qū)ο蟮恼Z言，但又不像一般的C語言那樣難以接近。 Y開始初始化系統(tǒng)等待上位機發(fā)送定時時間接受并保存數(shù)據(jù)檢測是否接收完畢調(diào)用ASCII碼轉(zhuǎn)換程序和運算程序，算出定時時間更新當(dāng)前定時器定時時間NNY Y圖46 單片機主程序流程圖主程序中所調(diào)用的運算程序的流程圖如圖47所示。所謂中斷是指中央處理單元CPU正在處理某一件事情的時候，外部發(fā)生某一事件（如一個電平的變化，一個脈沖沿的發(fā)生或定時器的溢出等）請求CPU迅速去處理，于是，CPU暫時中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)入處理所發(fā)生的事件；中斷服務(wù)處理完畢以后，再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作，這樣的過程稱為中斷?？刂颇孀冸娏鞯念l率就是控制單片機輸出每一個控制字時持續(xù)的時間。由于兩個元件同時導(dǎo)通會引起短路，造成元件損壞。根據(jù)第三章中的PWM控制的基本原理,控制V1,V4達(dá)到控制U相電壓的目的；,V6 達(dá)到控制V相電壓的目的；,V2達(dá)到控制W相電壓的目的。表45 N=18，T=2不對稱規(guī)則采樣法SPWM開關(guān)點和脈沖寬度值tontoff脈沖寬度注：此表中只列出了前90176。實現(xiàn)SPWM脈沖波形生成的主要思想如下：，計算出脈沖控制字，存儲在AT89C2051的內(nèi)部程序存儲器里面。匯編語言是面向機器的語言，各種計算機的匯編語言是不同的，必須對所用機器的結(jié)構(gòu)、原理和指令系統(tǒng)比較清楚才能編寫出其匯編語言程序。單片機程序編制可以使用高級語言，如Kei C語言等，也可以使用匯編語言。⑧ 為編程下一個地址字節(jié)，在XTAL1引腳上加一高電平脈沖，使地址計數(shù)器加1。⑥ ，對快閃存儲器陣列的一個字節(jié)或加密位進(jìn)行編程。 ③，低電平時為忙指示。懸浮所有其他引腳，等待大于10ms時間。所有編程均可在ATMEL微控制器系列提供的適當(dāng)軟件下自動完成。器件內(nèi)有一快閃存儲器地址計數(shù)器，計數(shù)器在RST上升沿復(fù)位為00H，在XTAL1引腳加高電平脈沖后加1。不支持外部RAM器件和外部編程器件，所以，沒有MOVX［…］等指令及與之相應(yīng)的功能。其中，稱為SFR的特殊功能寄存器地址范圍為80H~F8H，共19個。每個機器周期為12個振蕩周期（或稱時鐘周期）。P3口也提供2051的第二功能，如表41所示。2051無和控制信號?！?，此時若有外電路作輸入，引腳會向外灌電流（IIL）。 ～,。2051的引腳分布如圖41所示。⑽ 可編程串行通道。⑹ 1288位SRAM。⑵ 2KB的在線可重復(fù)編程快閃存儲器，壽命可達(dá)一千次寫/擦除周期。ATMEL的2051具有多種功能的8位CPU與FPEROM結(jié)合在同一芯片上，為很多嵌入式控制應(yīng)用提供了高度靈敏且價格適宜的方案（市場價格在10元左右）。而且2051片內(nèi)還有精確的模擬比較器，加上一些與8051相同的片內(nèi)資源，可應(yīng)用于各種控制場合。因此單片機還要能完成與上位機通訊的功能，接收各種參數(shù)。分析表明，用不對稱規(guī)則采樣法在載波比N等于3或3的倍數(shù)時，逆變器輸出電壓中不存在偶次諧波分量，其他高次諧波分量的幅值也較小。on=(1+Msinωt2) t39。請注意，這里采樣周期Ts是三角波周期的1/2，即Ts=Tt/2。脈沖寬度為： tpw= (1+Msinωt1) (37) = (1+Msinωt1)采樣點時刻t1只與載波比N有關(guān)，而與調(diào)幅比M無關(guān)。②規(guī)則采樣法（1） 對稱規(guī)則采樣法 圖39所示，它由經(jīng)過采樣的正弦波（實際上是階梯波）與三角波相交，由交點得出脈沖寬度。脈沖寬度為： tp = ton+ t39。on=(1+Msinωt2) t39。將圖35中的一部分波形重畫在圖38中，其中Tt為三角波的周期，Ur為三角波的高，正弦波為Ucsinωt，Ts稱為采樣周期，Ts=Tt/2。而規(guī)則采樣法中又有對稱規(guī)則采樣法與不對稱規(guī)則采樣法。這種方法雖然不必使用大量的ROM，但沒有實時處理功能，動態(tài)響應(yīng)時間也較慢。在RAM1的數(shù)據(jù)輸出期間，如指令值發(fā)生了新的變化，則開始重新計算，但將計算結(jié)果寫入RAM2中。圖37 三相橋式逆變電路波形 PWM變頻的微型計算機實現(xiàn)[4]由微型計算機來實現(xiàn)PWM控制，根據(jù)其軟件方法的不同，有如下幾種：1．表格法（又稱ROM法） 這種方法是預(yù)先將SPWM波的數(shù)據(jù)計算出來，存入ROM中，然后根據(jù)調(diào)頻指令再將這些數(shù)據(jù)順序取出，由輸出口輸出，控制逆變器的開關(guān)動作。在雙極性PWM控制方式中，同一相上下兩個臂的驅(qū)動信號都是互補的。Ud、0三種電平構(gòu)成。Ud兩種電平。當(dāng)給V1（V4）加導(dǎo)通信號時，可能是V1（V4）導(dǎo)通，也可能是二極管VD1（VD4）續(xù)流導(dǎo)通，這要由感性負(fù)載中原來電流的方向和大小來決定，和單相橋式逆變電路雙極性PWM控制時的情況相同。U、V和W各相功率開關(guān)器件的控制規(guī)律相同，現(xiàn)以U相為例來說明。不管VD2和VD3導(dǎo)通，還是V2和V3導(dǎo)通，負(fù)載電壓都是—Ud?？梢钥闯?，同一半橋上下兩個橋臂晶體管的驅(qū)動信號極性相反，處于互補工作方式。Ud兩種圖35 雙極性PWM控制方式原理電平。和單極性PWM控制方式不同的是雙極性PWM控制方式。在ur和uc的交點時刻控制晶體管V4或V3的通斷，在ur的正半周，V1保持導(dǎo)通，當(dāng)uruc時，使V4導(dǎo)通，負(fù)載電壓u0=Ud，當(dāng)uruc時，使V4關(guān)斷，u0=0；在ur的負(fù)半周，V1關(guān)斷，V2保持導(dǎo)通，當(dāng)uruc時，使V3導(dǎo)通，u0=－Ud，當(dāng)uruc時，使V3關(guān)斷，u0=0。Ud和0三種電平組成。這樣，負(fù)載上的輸出電壓u0就可得到零和Ud交替的兩種電平。當(dāng)V1和V4導(dǎo)通時，負(fù)載上所加的電壓為為直流電源電壓Ud。當(dāng)調(diào)制信號波為正弦波時，所得到的就是SPWM波形。按照計算結(jié)果控制電路中各開關(guān)器件的通斷，就可以得到所需要的PWM波形。像這種脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形，也稱為SPWM（Sinusoidal PWM）波形。如果把上述脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點和相應(yīng)正弦等分的中點重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦部分面積（沖量）相等，就得到圖3—2b所示的脈沖序列，這就是PWM波形。圖31 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖上述結(jié)論是PWM控制的重要理論基礎(chǔ)。如把各輸出波形用傅里葉變換分析，則它們的低頻段特性非常接近，僅在高頻段略有差異。我們在設(shè)計快速電磁鑄軋電控系統(tǒng)時，采用了交流—直流—交流的SPWM變頻控制技術(shù)。因此從單片機輸出的驅(qū)動信號必須經(jīng)過放大和光電隔離，才能滿足IPM模塊的工作需要。目前的IPM一般采用IGBT進(jìn)行作為功率開關(guān)器件，通過光耦合接收信號后對IGBT進(jìn)行驅(qū)動，并同時具有過電流保護(hù)，過熱保護(hù)，以及驅(qū)動電源電壓不足時的保護(hù)等保護(hù)功能。當(dāng)單片機輸出低電平0時，IGBT管關(guān)斷；當(dāng)單片機輸出高電平1時，IGBT管導(dǎo)通。（2） IGBT的觸發(fā)SPWM逆變實現(xiàn)的關(guān)鍵是IGBT管的正確觸發(fā)。④當(dāng)設(shè)備發(fā)生短路時，Ic電流會急劇上升，它的影響會使UGE電壓產(chǎn)生一個尖峰脈沖，這個尖峰脈沖會進(jìn)一步增加電流IC，形成正反饋的效果。為了安全使用IGBT，有如下幾點是需要注意的：①一般IGBT的驅(qū)動極正向驅(qū)動電壓應(yīng)該保持在15~20V，這樣可使IGBT的UCE飽和值較小，降低損耗，不致?lián)p壞管子。開關(guān)頻率高是IGBT的一個重要優(yōu)點。⑤開關(guān)頻率 在IGBT的使用手冊中，開關(guān)頻率是以導(dǎo)通時間ton、下降時間tf和關(guān)斷時間toff給出的，根據(jù)這些參數(shù)可估計IGBT的開關(guān)頻率。③額定集電極電流Ic 該參數(shù)給出了IGBT在導(dǎo)通時能流過管子的持續(xù)大電流。同時IGBT的單管容量也不斷提高，并開始進(jìn)入中大容量的電力變流裝置中，目前單管IGBT的各項指標(biāo)參數(shù)提高很快，用IGBT作為逆變器的變頻器容量也從原來的250kVA有了大幅度提高。絕緣柵雙極性晶體管（Instulate Gate Bipolar Transistor）簡稱IGBT，是一種新型電力電子器件。如S3比S1滯后2/3，S5比S3滯后2/3。為了使三相交流電uUV、uVW、uWU在相位上依次相差2/3；各開關(guān)的接通、關(guān)斷需符合一定的規(guī)律，其規(guī)律在圖2—5b中已標(biāo)明。S5UDS6S4S2S3S1WVUa）三相逆變電路的原理圖見圖2—5。對電壓型變頻器來說，整流電路的輸出為直流電壓，直流中間電路則通過大容量的電容對輸出電壓進(jìn)行平滑。此外，變頻器逆變電路也將因為輸出和載頻等原因而產(chǎn)生紋波電壓，并反過來影響直流電壓的質(zhì)量。④要使晶閘管關(guān)斷，必須去掉陽極正向電壓或者給陽極加反壓，或者降低正向陽極電壓，使通過晶閘管的電流降低到一定數(shù)值以下。晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷的 規(guī)律如下： ①當(dāng)晶閘管承受反向陽極電壓時，不論門極承受何種電壓，晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。觸發(fā)方式為雙窄脈沖觸發(fā)，通過脈沖移相控制整流輸出電壓。本系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要分兩部分：變頻器的主電路部分和控制電路部分，系統(tǒng)以控制電路的設(shè)計為重點。直流中間電路的作用是對整流電路的輸出進(jìn)行平滑，以保證逆變電路和控制電源能夠得到質(zhì)量較高的直流電源。圖21 變頻器的基本構(gòu)成 雖然變頻器的種類很多，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也各有不同，但大多數(shù)的變頻器都有著圖2—1的基本結(jié)構(gòu)，它們的區(qū)別僅僅是控制電路的和檢測電路實現(xiàn)的不同以及控制算法的不同而已。[2] 變頻器的基本結(jié)構(gòu)變頻器是由主回路和控制回路兩大部分組成的。下位機接收到上位機傳來的參數(shù)后，按設(shè)定的時間控制IGBT的通斷，從而控制系統(tǒng)中電動機的各種特性的變化，產(chǎn)生符合工作要求的頻率。系統(tǒng)的整流部分采用晶閘管三相橋全控方式，雙窄脈沖觸發(fā)，脈沖移相控制；逆變電路采用正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制，電子元氣件選用絕緣柵雙極性晶體管（IGBT），觸發(fā)信號由單片機編程產(chǎn)生。（3）數(shù)顯化。采用新型電腦控制，例如日本富士公司的大于等于3 0kW變頻器，采用兩個16位CPU，一個用于轉(zhuǎn)矩計算，另一個用于數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩限定、轉(zhuǎn)差補償控制、瞬時停電的平穩(wěn)恢復(fù)、自動加/減速控制及故障自診斷等。電力電子技術(shù)的發(fā)展方向是：高電壓大容量化、高頻化、組件模塊化、小型化、智能化和低成本化。其開關(guān)頻率達(dá)到了20 kHz甚至200kHz 以上，為電氣設(shè)備的高頻化、高效化、小型化開創(chuàng)了條件。第二代電力電子器件以電力晶體管（GTR）和門極關(guān)斷（GTO）晶閘管為代表，在20世紀(jì)60年代發(fā)展起來。[1]縱觀變