【正文】 如果編譯連接。 程序調(diào)試的簡(jiǎn)單步驟概述如下： （ 1） 建一個(gè)新的工程； （ 2） 將所需要的文件添加到該工程中； （ 3）編譯連接和調(diào)試程序。 DSP 通過仿真器上的 JTAG 接口與基于 WINDOWS 2020 或 WINDOWSNT的仿真調(diào)試軟件 CC2020 相連 。當(dāng)控制位為高電平時(shí)， DSP 傳輸相應(yīng)的項(xiàng)， PIC 根據(jù)控制位的高低判斷并接收相應(yīng)數(shù)據(jù)，通過顯示器顯示出來。它們分組傳輸分別用 IOPC3， 4， 5 的三位區(qū)分并控制它們的傳輸。并口通信通過 8 位數(shù)據(jù)位和 3 位控制位實(shí)現(xiàn)， DSP的 IOPBO～ 10PB7分別與 PIC單片機(jī)的 PDO～ PD7連接； DSP的 10PC3～I(xiàn)OPC5 分別與 PIC 單片機(jī)的 PE2～ PE0 口連接。 在本系統(tǒng)中 DSP 處理的功能項(xiàng)及其參數(shù)值需要傳給單片機(jī) PIC18F452 以顯示當(dāng)前的功能項(xiàng)及參數(shù)值。 (4)低功耗、高增強(qiáng)型的 FLASH 技術(shù)：全靜態(tài)設(shè)計(jì)； ～ 的寬范圍工作電壓。 (2)外圍功能模塊特性：最大拉電流 /灌電流可達(dá) 25MA； 40 個(gè)外部引腳， 33 個(gè)可配置 I/O 引腳； 3 個(gè)外部中斷； 3 個(gè) 16 位 、 1 個(gè) 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 2 種振蕩器時(shí)鐘選擇；含有 CCP 模塊和增強(qiáng)型 CCP 模塊 ， 2 種工作方式的主同步串行通信 MSSP；可尋址的USART 模塊； 8 通道， 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換模塊。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 27 頁 4． 6 通訊電路 通訊電路實(shí)現(xiàn) DSP 向單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。16 點(diǎn)陣造字功能。 (4)液晶顯示器 液晶顯示器可以顯示變頻器運(yùn)行的頻率、電流 、電壓、運(yùn)行方向等參數(shù)及故障境況，可以使用戶了解變頻器的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。 1～ 4 號(hào)按鍵完成對(duì)變頻器參數(shù)的設(shè)置及修改，并可將其 保存在 EEPROM 中。電位器實(shí)現(xiàn)輸入頻率源的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)端 與 DSP 的 AD 轉(zhuǎn)換 00 通道相連，其調(diào)節(jié)原理與電位器輸入端相同。端子 5～ 8 用來設(shè)置 16 個(gè) 速度級(jí)數(shù)，通過對(duì)速度級(jí)數(shù)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào) 速。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 26 頁 1234R11 5 0R21 0 0R31 0 0R41 0 0C11 0 0 fC21 0 f1 2 VA D C I N 圖 電位器輸入端 (2)控制端予 該輸入端共有 8 個(gè)控制端子，分別經(jīng)光電隔離后連接至 DSP 的 08～ 15 號(hào) ADC 通道。 (1)電位器調(diào)節(jié)端 該輸入端的功能是作為頻率源輸入之一，如圖 所示電位器兩端電壓經(jīng)電阻 R102和 R103 分壓后作為 DSP 的 AD 轉(zhuǎn)換 01 通道的輸入，輸入信號(hào)范圍： 0～ 。電位器、控制端子和鍵盤：一個(gè)輸 出端 ——液晶顯示器。 4． 5 輸入輸出電路 由于變頻器在實(shí)際使用對(duì)需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、 運(yùn)行調(diào)試，遠(yuǎn)程控制等，還要使用戶能夠了解變頻器的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，因此需要設(shè) 計(jì)控制方便的輸入工具及可視化的輸出界面。故障輸出表現(xiàn)為集電極開路，同時(shí)在內(nèi)部流過一個(gè)有 限的最大吸收電流。 (3)故障保護(hù)電路 具有內(nèi)置保護(hù)電路以避免因系統(tǒng)失控或過載而 損壞功率器件。電路圖如圖 所示。這種方法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且節(jié)約成本。本設(shè)計(jì)中選用電壓互感器，直接在電壓 輸入的交流側(cè)取樣隔離，經(jīng)過整流濾波后直接送入 DSP 的 ADC 通道。 在此選用容量為16K24LC65(MICROCHLP)作為 EEPROM。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 24 頁 A5A6A7OEB H EB L EI / O 16I / O 15I / O 14I / O 13V s sV c cI / O 12I / O 11I / O 10I / O 9NCA8A9A 10A 11NCA4A3A2A1A0CEI / O 1I / O 2I / O 3I / O 4V c cV s sI / O 5I / O 6I / O 7I / O 8WEA 15A 14A 13A 12NC4443424140393837363534333231302928272625242312345678910111213141516171819202122A4A3A2A1A0PSD0D1D2D3V c cV s sD4D5D6D7WEA 15A 14A 13A 12A5A6A7RDB H EB L ED 15D 14D 13D 12V s sV c cD 11D 10D9D8NCA8A9A 10A 11NCN 302C Y 7C 1021V 33V C CWPS C LS D AA0A1A2G N D87651234V C CI O P E O100IOPA7 （ 1）外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展 （ 2） EEPROM 連接圖 圖 RAM 和 ROM 外部存儲(chǔ)器 由于變頻器具有修改參數(shù)的功能。DSP 上的 PS 信號(hào)直接連接到 CE 引腳。本設(shè)計(jì)中 選用 CYPRESS 公司生產(chǎn)的 CY7C1021V33芯片進(jìn)行外部程序存儲(chǔ)空間擴(kuò)展。 (2)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展和 EEPROM TMS320LF2407A 芯片的 DS、 PS 引腳的作用分別是提供外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、外部 程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 2 2 k1 u f+ 3 .3 vR E S E T3 . 3 v1 0 k 1 0 kV C C3 . 3 vT A S TE M D AE M D 0J T A G1357911132468121416T M 1T D 1T D 0T C R 圖 復(fù)位電路 圖 JTAG 方針接口電路 JTAG 仿真接口用來在線調(diào)試 DSP 硬件和軟件，其硬件連接如圖 所示。圖中 RESET 接至 TMS320LF2407A 的復(fù)位引 腳 RS。本設(shè)計(jì)選用 8M 晶振器為外部時(shí)鐘輸入，晶振兩端分別連接到 TMS320LF2407A 芯片的 XTAL2 和 CLKIN 引腳，時(shí)鐘預(yù)定標(biāo)由其內(nèi)部鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 23 頁 (1)時(shí)鐘和復(fù)位電路 TMS320LF2407A 的鎖相環(huán)功能用來從一個(gè)較低頻率的外部時(shí)鐘 獲得較高的內(nèi)部時(shí)鐘頻率。由于光耦 TLP559 的典型驅(qū)動(dòng)工作電流 IF為 25MMA，為防止 DSP 的 PWM 輸出驅(qū)動(dòng)能力不足，經(jīng) PNPA1015 型三極管倒向放大輸出電流，更穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)光耦 TLP559 工作。在此系統(tǒng)中，最好的隔離元器件是光電耦合器，由于 PWM 波的頻率高，對(duì)光電耦合器的要求也較高，因此選用 TLP559 型光耦。典型的工作電 壓一般取 15V。若電源電壓低于 ，損耗的增加使 IGBT 驅(qū)動(dòng)電源電壓不足。由于 IGBT 開關(guān)時(shí) DV／ DT 較大，因此要確保充分的絕緣距離 (大于 2 m m)。從10ΜF(xiàn) 和 到控制電路之間的配線阻抗在過渡過程中會(huì)有 波動(dòng)，所以這些電容要盡量靠近控制端子，布線最好不要超過 2CM。 4． 2． 2 逆變器設(shè)計(jì) 逆變器電路設(shè)計(jì)主要包括以下 兩 方面： 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 22 頁 (1)驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì) 控制電源共需要 4 組，上橋臂 3 組，下橋臂一組，四組控制電源之間的隔離度 應(yīng)達(dá)到 1200V。 5V電壓由 12V 電壓通過固定輸出的三端集成穩(wěn)壓器 LM7805 所產(chǎn)生 電壓則是通過可調(diào)集成穩(wěn)壓器 LM317 產(chǎn)生。對(duì)于不同的輸出電壓 要求，只須改變穩(wěn)壓管和限流電阻 R237 的大小即可。當(dāng) 0V 減小時(shí)。由于 TOPSWTCH的輸出占空比與 cI 成反比，所以占空比隨著 cI 的增大而減小。 (2)穩(wěn)壓原理 0 f z rV = V +V +V () 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 21 頁 其中： 0V ： 輸出電壓； zV ： 穩(wěn)壓管 WD202 的穩(wěn)壓電壓： fV ： 限流電阻 R237 兩端的壓降； rV ： 線性光耦 PC817 中發(fā)光二極管的導(dǎo)通壓降。 E214 為旁路電容。 瞬態(tài)電壓抑制器 (TVS201)、快恢復(fù)二極管 D206 組成了鉗位電路和能量吸收回路。高頻變壓器 T201 具備能量?jī)?chǔ)存、隔離輸出和電壓變換這三大功 能。 (1)電源結(jié)構(gòu) 開關(guān)電源為 TOPSWITCHII 系列的 TOP223Y 型器件，具有控制端 C(CONTROL)、源極 S(SOURCE)、漏極 D(DRAIN)三個(gè)端子。交流電源經(jīng)整流、濾波獲得的平滑直流電輸入到 IPM 的 P、 N 端。 輸入輸出電路主要由鍵盤和液晶顯示器組成。保護(hù)電路主要有欠壓保護(hù)、過流 保護(hù)、短路保護(hù)、 IPM 故障保護(hù)等。 ? ? ? ? ? ?s in s inh 0 d dT TMt t = + s in w + i T + ( i) T22 ? () 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 19 頁 4 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 4． 1 硬件系統(tǒng)概述 本變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以 TMS320LF2407A 為核心控制器，主要包括主電路、控制電路、檢測(cè)保護(hù)電路和輸入輸出電路，其 結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 死區(qū)引起的干擾信號(hào)是與電流同步并近似為方 波的信號(hào)，那么在此基礎(chǔ)上進(jìn)行反調(diào)制即可抵消死區(qū)引起的干擾，反調(diào)制的方法即 為在式 ()中增加與電流同步并與干擾信號(hào)極性相反的方波信號(hào)如式 ()所示。因此，當(dāng)某相電流為正時(shí)，應(yīng)當(dāng)補(bǔ)償上橋臂功 率開關(guān)器件的開通時(shí)間；反之，當(dāng)電流為 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 18 頁 負(fù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)補(bǔ)償下橋臂功率開關(guān)器件的開通時(shí) 間。軟件產(chǎn)生 死區(qū)只需將DBTCON 高八位載入一定數(shù)值 即可實(shí)現(xiàn)。 DSP 的死區(qū)根據(jù) ACTR的高低有效性而改變，高有效時(shí)不允許上下管 的控制信號(hào)同為高電平，低有效時(shí)，不允許同為低電平。特別當(dāng)輸出電壓或頻率很低的情況下，這種影響 將會(huì)變得十分嚴(yán)重，定子銅耗、鐵耗顯著增加，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致調(diào)速 系統(tǒng)的不穩(wěn)定，由于該系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行在低頻狀 態(tài)，因此必須采取一定的補(bǔ)償措施 來消除死區(qū)效應(yīng)的影響。 q q q 0 q 0*UT = T T = 2 TU?? () 根據(jù)上式可用看出，當(dāng)理想輸出電壓 很大時(shí)， △ U/ 相對(duì)較小，可以忽略；而當(dāng)電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)， ＊Ｕ 較小， U? /U＊ 相對(duì)較大，這時(shí)死區(qū)效應(yīng)會(huì)引起較大的轉(zhuǎn)矩誤 差。由于本控制器 Vf比恒定，輸出轉(zhuǎn)矩正比于輸出基波電壓的平方 。 當(dāng) 0?? 時(shí)，基波幅值系數(shù) AL 取極小值，lm in d3 4 3A = M N fT2 ? 當(dāng) 2??? 時(shí) AL 取極大值， 2 22lm in d3 4 3A = [ M + ( N f T ) ]2 ??????? 提高調(diào)制比可以改善輸出電壓的波形，抑制諧 波，但隨著 N 的增大，輸出電壓的基 波下降更加嚴(yán)重，這樣將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的損耗增 大。 1 次諧波，特別是 5， 7， 11， 13 等一些低次諧波的存在，會(huì)使得輸出電壓發(fā)生 很大的畸變，低次諧波 的幅值隨死區(qū)時(shí)間的增加而線性增加，這些將 引起輸出電壓波形的畸變，并終導(dǎo)致電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)量的增加。 3． 2． 2 死區(qū)對(duì)輸出諧波的影響 對(duì)于理想 PWM 變壓變頻器而言，其輸出電壓中幾乎不存低次 諧波，只有少量的與載波比有關(guān)的諧波，但由于死區(qū)時(shí)間的引入， 引入了豐富的低次諧波。另外 ，由于 本身很小，所以當(dāng) 2??? 時(shí)死區(qū)對(duì)輸出基波的影響幾乎可以忽略。但是 由于 與 反相 ，實(shí)際輸出電壓減小了。只要存在電流的滯后功率因數(shù)角， 其相位一定超前于理想