【正文】 同時，我也要感謝全體 同學(xué)，感謝他們在平日生活和學(xué)習(xí)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(xué)生活。我非常榮幸能夠得到楊老師的指導(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)，無不得到導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和幫助。 致謝語 本文是在我尊敬的導(dǎo)師楊老師的指導(dǎo)下完成的。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。如圖 9 所示。 初始化子程序：它實現(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 8 所示。在系統(tǒng)正常工作過程中，不斷更新看門狗定時器。傳送控制參數(shù)后，判斷 HEF4752有沒有保護(hù)動作，允許輸出，則開始輸出 SPWM控制信號，逆變器開始工作。 TLP250 驅(qū)動電路 圖 6 隔離電源 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 19 主程序：圖 7 給出 了本系統(tǒng)的主程序流程圖。該系統(tǒng)軟件設(shè)計由三部分組成：主程序、初始化程序和中斷服務(wù)子程序。采用單片開關(guān)電源芯片可大大簡化電路。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。 12V電源，一共需要 7 路電源，如圖 6 所示。 2) 隔離電源 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。 TLP250 采用 8 腳的 DIP 封裝，輸入端光耦的隔離電壓達(dá)到 3000V，輸入電HEF4752 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 18 流為 5~10mA，可以驅(qū)動 100A/600V的 IGBT。 1) 電平轉(zhuǎn)換 IGBT 一般用集成電路芯片來驅(qū)動，常用電路有富士公司的 EXB8 84850、 851 系列、三菱公司的 M5796 系列等。 10V， TTL電平不能勝任；②逆變橋中三個下橋臂是共地的，而三個上橋臂是懸浮的， HEF4752輸出的 6 路信號均是共地的，必須加以隔離。 圖 4 SPWM 產(chǎn)生電路 驅(qū)動電路（有強(qiáng)弱電隔離） HEF4752 輸出的 6 路控制信號是 TTL 電平的，它們不能 直接驅(qū)動 IPM 中的6 個 IGBT。 SPWM 波形產(chǎn)生電路設(shè)計說明 SPWM 產(chǎn)生電路設(shè)計 如圖 4 所示。 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 17 ⒋ I/O線 80C51 共有 4 個 8 位并行 I/O 端口： P0、 P P P3 口，共 32個引腳。 ① EA功能：內(nèi)外 ROM 選擇端。 ② VPD功能：在 Vcc掉電情況下，接備用電源。 （ 2） PSEN:外 ROM 讀選通信號 （ 3） RST/VPD:復(fù)位 /備用電源。 ⒈ 電源 : ⑴ VCC 芯片電源，接 +5V； ⑵ VSS 接地端； ⒉ 時鐘 : XTAL XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 384 2 mC A R R YR A N G E ff ?? 載波 調(diào)制波 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 16 式中： m值的二進(jìn)制數(shù)即為調(diào)制波頻率范圍設(shè)定字。 2） 調(diào)制波頻率范圍設(shè)定 設(shè)定調(diào)制波頻率范圍的目的是在此范圍進(jìn)行 16位分辨率的細(xì)分，這樣可以提高控制精度。載波頻率 CARRf 通過下式： 1251 2 ??? nC L KC A R Rff 求出。 圖 5 SPWM 波形生成原理圖 1）載波頻率設(shè)定 載波頻率（即三角波頻率） 越高越好，但頻率過高損耗會越大，另外，還受開關(guān)管最高頻率限制，因此要合理設(shè)定。 圖 4 對稱規(guī)則采樣圖 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 15 對稱規(guī)則采樣法 在對稱規(guī)則采樣情況下，只要知道采樣點時刻 t 就可以確定這個采樣周期內(nèi)的脈沖 寬度 tpw 和時間間隔 toff，從而可以計算出 SPWM 波形高、低脈沖的寬度。則脈沖寬度為 采樣點時刻 t 只與載波比 N 有關(guān)。圖中 Ts 為三角波的周期，同時也是采樣周 期； Ur 為三角波的高，正弦波為 Ucsinω t。本文采用對稱規(guī)則采樣法，即利用經(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。由微控制器來實 現(xiàn) SPWM 波形的方法有表格法、隨時計算法和實時計算法，但前兩種無實時處理能力。 80C51單 片機(jī)控制 HEF4752的 PWM 變頻調(diào) 速系 統(tǒng) 系統(tǒng)的組成 由 80C51 單片機(jī) 控制 HEF4752 的 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖所示，整個系統(tǒng)由速度給定環(huán)節(jié) no，微機(jī)控制系統(tǒng) MC， PWM 調(diào)制信號生成環(huán)節(jié) PWM，電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié) LT， 測速環(huán)節(jié)和電壓型逆變器等組成?？勺儽嚷氏禂?shù)的比例乘法器與固定分頻系數(shù)的 8253 的通道 2 相串聯(lián)，達(dá)到均勻輸出 f 控制信號 。 8253 芯片 intel8253 是 NMOS 工藝制成的可編程計數(shù)器 /定時器， CR、 CE 和 OL 都是 16位寄存器，但是也可以作 8 位寄存器來用。 ADC0809 ADC0809 是采樣頻率為 8 位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。它不受互鎖推遲間隔的影響，也不被控制輸入 L封鎖，其頻率等于逆變輸出頻率 fout，并為 6fout所調(diào)制， VAV 在 fVCT的閉環(huán)控制中非常有用，可用來改善輸出電壓對輸出頻率關(guān)系的非線性。 基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 12 2）控制輸出 RSYN 是一個脈沖輸出，其頻率等于 fout，脈寬等于 VCT 時鐘的脈寬，主要為觸發(fā)示波器掃描提供一個穩(wěn)定的參考信號。這個脈沖波平均值的波形接近正弦波。如圖 3 中 UR、 UY、 UB所示。 sinθ0 時，該處的脈沖變寬； sinθ0 時，該處的脈沖變窄。在驅(qū)動 GTR 逆變器時，輸出波形是雙邊沿調(diào)制的脈寬調(diào)制波，其調(diào)制原理可由 圖 3 加以說明。參考時鐘（ RCT）是一個固定時鐘，它決定逆變器的最高開關(guān)頻率 fs(max)， fRCT=280fs(max)，一旦 fRCT 確定，則 HEF4752 輸出脈沖的調(diào)制頻率就在 (max)～ fs(max)之間變化， 且逆變器的開關(guān)頻率是輸出頻率的嚴(yán)格整數(shù)倍 fs=Nfout， N 為頻 率比，其 N 值為 15， 21， 30， 42， 60， 84， 120， 168； 7）輸出推遲時鐘（ OCT）控制 HEF4752 每對