【正文】 MuW。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 ksv*3t n GK8! z8vGt YM*Jgamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2 zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2z Vkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。而想要達(dá)到這樣的要求就必須不斷創(chuàng)新不斷改進(jìn)。隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，集成電路制作工藝的飛速發(fā)展，以及控制理論地完善、仿真工具地日漸成熟，給電機(jī)控制行業(yè)帶來了很多機(jī)遇和反展契機(jī)。 本設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師和身邊同學(xué)的共同努力下，經(jīng)過 13周畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了 MC51 控制單位、光耦隔離、 IR2110 驅(qū)動電路、 IGBT H 橋電路、 A/D 數(shù)據(jù)采集單元的電路方案設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、軟件編寫、整體調(diào)試，但是離真正的工程推廣和工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用還有很多的工作要完成。 項(xiàng)目 價(jià)格（元） 數(shù)量 備注 單片機(jī) MC51 約 258 1 個 電阻 約 12 24 個 電容 約 6 3 個 液晶顯示器 LCD1602 約 10 1 臺 用于實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制 直流電機(jī) 約 90 1 個 交流或直流電源 約 60 6 個 整流二極管 約 8 4 個 電橋驅(qū)動器 約 10 2 個 共計(jì) 454 7 結(jié)論 本次論文要求直流無刷調(diào)速系統(tǒng)以單片機(jī)為核心以永磁無刷直流電機(jī)為控制對象的調(diào)速系統(tǒng)。從系統(tǒng)的角度出發(fā)，對電路進(jìn)行總體方案論證設(shè)計(jì)，確定電路各個的功能模塊之間的功能銜接和接口設(shè)置，詳細(xì)分析了各個模塊的方案論證和參數(shù)設(shè)置。 直流電機(jī)憑借其良好的啟動、制動性能，在金屬切削機(jī)床、軋鋼機(jī)、海洋鉆機(jī)、挖掘機(jī)、造 30 紙機(jī)、礦井卷揚(yáng)機(jī)、電鍍、高層電梯等需要廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速的高性能可控電力拖動領(lǐng)域中仍得到了廣泛的應(yīng)用。通過改變占空比即可實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)的調(diào)速。 占空比減 1 break。 占空比減 10 break。 占空比減 100 break。 占空比加 1 break。 占空比加 10 break。 占空比加 100 break。 } 28 占空比調(diào)節(jié)函數(shù) void Pwm_Set(uchar x) {switch(x) { case 0:break。 重載定時(shí)器初始值 TL0=Tl0。 else Pwm_Out=1。 輪轉(zhuǎn)次數(shù)加 1 if (Pro_CountCycle) Pro_Count=1。 26 圖 41 系統(tǒng)總體程序流程圖 圖 42 PWM 輸出流程圖 27 圖 43 A/D0832 數(shù)據(jù)采集流程圖 定時(shí)器 0中斷服務(wù)函數(shù) void timer0(void) interrupt 1 using 2 { TR0=0。本設(shè)計(jì)的總程序設(shè)計(jì)流程圖及其部分主要子程序流程圖。 程序流程圖 系統(tǒng)程序?yàn)橐粋€主程序（包括若干功能模塊），中斷子程序，以及若干個子程序，共計(jì)三大部分構(gòu)成。此方 案占用單片機(jī)資源比較少，使用較為簡單。軟件延時(shí)雖然理論上實(shí)現(xiàn)起來較容易，但占用系統(tǒng)資源過多，使用不方便。然后，在給輸出端口置低電平 M— 個單位時(shí)間，即 20t /tM?— 。具體設(shè)計(jì)電路圖如下（圖 313）當(dāng) 220V 交流電壓經(jīng)過變壓器轉(zhuǎn)換成雙 18V 的交流電壓，利用 B2 整流橋?qū)崿F(xiàn)整流后，利用了 3300uf 大電容 C C2整流，因?yàn)榇笕萘侩娊怆娙萦幸欢ǖ睦@制電感分布電感，易引起自激振蕩，形成高頻干擾，所以穩(wěn)壓器的輸入、輸出端常 并入 103 瓷介質(zhì)小容量電容 C C4 用來抵消電感效應(yīng)，抑制高頻干擾，利用 LM31 LM337 穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn) 18V 和 18V 可調(diào)，最后在經(jīng)過 470uf 電解電容 C C8濾波后給 LM780 LM7905 穩(wěn)壓后再通過 C C10 濾波后輸出 5V直流固定電壓。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。 LM317 系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓， LM337 系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)范圍為~37V，最大輸出電流為 。 因?yàn)橄到y(tǒng)需要的不同電壓值較多，且由于電機(jī)在正常工作時(shí)對電源的干擾很大，如 24 果只用一組電源難以防止干擾，為此在設(shè)計(jì)時(shí)采用了兩組可調(diào)的穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)控制單元和驅(qū)動單元單獨(dú)供電。反之， UO 下降會導(dǎo)致 REFU 下降，從而 REFU refU ，使比較器再次翻轉(zhuǎn)，輸出變成低電平， VT 截止 UO 上升。 具體設(shè)計(jì)電路圖如圖 312： 23 圖 312 數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)反饋電路設(shè)計(jì)圖 TL431 介紹 TL431 的電路圖形符號和基本接線如圖 313 所示： 圖 313 TL431 基本符號圖 TL431 相當(dāng)于一只可調(diào)式齊納穩(wěn)壓管，輸出電壓由外部精密分壓電阻來設(shè)定。首先，對主電路的中 IGBT 的 1CU 、 3CU 與 2EU 、 4EU 之間的電壓采集，然后通過 TL431 限壓，再通過線性光耦 PC817 把電壓反饋到 AD0832 實(shí)現(xiàn)電壓采集，采集完成后把采集到的數(shù)據(jù)送給 MC51 處理。 PC817 光電耦合器在電路中不但可以起到反饋?zhàn)饔眠€可以起到強(qiáng)弱電隔離作用。普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號，不適合傳輸模擬信號。因?yàn)锳D 采集必須是模擬信號而不能使數(shù)字信號，所以在光耦選擇時(shí)本設(shè)計(jì)采用了線性光耦PC817。根據(jù) TPL250 的數(shù)據(jù)手冊要求在 3 腳的電壓輸入必須為 ， 8腳之間必修接 104 旁路電容使輸出均勻化，降低負(fù)載需求。 (min)； 開關(guān)時(shí)間 tpLH/tpHL= s(max)。 20 圖 38 TLP 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 光耦 TLP250 是一種可直接驅(qū)動小功率 MOSFET 和 IGBT 的功率型光耦，由日本東芝公司生產(chǎn)，其最大驅(qū)動能力達(dá) 。 隔離電 路方案論證設(shè)計(jì) TLP250 光耦隔離 隔離是整個設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果隔離沒有做好，將導(dǎo)致強(qiáng)弱電互相串?dāng)_，強(qiáng)電串到弱電的控制單元時(shí)會導(dǎo)致整個控制單元燒毀。其平均值方程都可寫成： S d dU R I E R I C en? ? ? ? ? 則機(jī)械特性方程： 0S ddU RRn I n IC e C e C e?? ? ? ? 用轉(zhuǎn)矩表示： 0eeU s R Rn T n TC e C e C m C e C m?? ? ? ? 式中， mC —— 電機(jī)在額定磁通下的轉(zhuǎn)矩系數(shù)， m m NCK???。當(dāng) 12?? 時(shí)， ? 為正，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng) 12?? 時(shí)， ? 為負(fù)，電動機(jī)負(fù)轉(zhuǎn)；當(dāng) 12??時(shí)， ? =0，電動機(jī)停止。雙極型可逆 PWM 變換器電樞平均電壓為 [3]： 2( 1 )on on ond s s st T t tU U U UT T T?? ? ? ? 若定義占空比為 /dsUU?? 和電壓系數(shù) ? 的定義與不可逆變換器中相同，則在雙極式控制的可逆變換器中 ? =2? 1與不可逆變換器中的不同。當(dāng) 2on Tt ? ，平均電壓為負(fù)值，電機(jī)反轉(zhuǎn)。而電機(jī)的正反轉(zhuǎn)則體現(xiàn)在驅(qū)動電壓正、負(fù)脈沖的寬窄上。這時(shí)， + sU 加在電樞 AB 兩端， AB SUU? ，電樞電流 di 沿回路 1流通；當(dāng) ont t T?? 18 時(shí)， b1U 和 b4U 變?yōu)樨?fù)值， 1VT 和 4VT 截止； b2U 和 b3U 變成正值，但是 2VT 和 3VT 并不能立即導(dǎo)通，因?yàn)樵陔姌须姼嗅尫艃δ艿淖饔孟拢?di 沿回路 2經(jīng)二極管 2VD 、 3VD 續(xù)流，在 2VD 和3VD 上的壓降使 2VT 、 3VT 集電極和發(fā)射極承受反壓，這時(shí) AB SUU?? ， ABU 在一個周期內(nèi)正負(fù)相間，這是雙極式 PWM 變換器的特征?；鶚O驅(qū)動電壓分為兩組即 1VT 、 4VT 同時(shí)工作其驅(qū)動電壓分別為 b1U 和 b4U ， 2VT 和 3VT 同時(shí)工作其驅(qū)動電壓為 b 2 b3 b1U U U? ? ? 。本設(shè)計(jì)同樣采用選用雙極式 H型 PWM 變換器。 IGBT H 橋驅(qū)動電路原理 H 橋驅(qū)動電路是一個典型的直流電機(jī)控制電路，電路得名于“ H 橋驅(qū)動電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜?H 。一般情況下為保證自舉電容將柵源電壓持續(xù)一段時(shí)間 ,選電容為其最小值的 15 倍左右。 如果自舉電容 1C 選取的過大 ,可能使 2S 關(guān)斷時(shí)電容兩端還沒有達(dá)到要求的電壓，而電容選擇較小則會導(dǎo)致電容存儲的能量不夠維持柵源電壓在 1S 導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)為一定值。在經(jīng)過死區(qū)時(shí)間后， 2S 開通 CCV 經(jīng)過 1DV 、 2S 給 1C 充電。在 1MV 開通， 2MV 關(guān)斷期間， 1CV 通過電阻 g1R 與 1S 的柵射極間電容 g1C 放電。 IR2110 自舉電路的結(jié)果原理圖如圖 36 所示： 17 圖 36 IR2110 自舉電路原理圖 圖 36中 1C 及 1DV 分別為自舉電容和快速恢復(fù)二極管， 2C 為 CCV 的濾波電容。引腳 3 還通過一個高反壓快速恢復(fù)二極管與引腳 6 相連。 引腳 6（ BV ）及引腳 3（ ccV ）分別為上下通道互鎖輸出級電源輸入端。而當(dāng)該腳為低電平時(shí)，輸出跟隨輸入變化。 引腳 11（ SD）端為保護(hù)電路信號輸入端。門電壓需求在 10~20 V 范圍，懸浮通道用于驅(qū)動 MOSFET 的高壓端電壓可以達(dá)到 500 V。故在設(shè)計(jì) PCB 時(shí)，應(yīng)采取下列方法以減小 VS 負(fù)過沖電壓： a、將功率管緊密放置，并在焊接功率器件時(shí)應(yīng)盡量使引腳最短，以減少 PCB 布線長度和引腳間寄生電感的影響，引線應(yīng)采用絞線或同軸電纜屏蔽線； b、 IR2110 盡可能靠近功率 IGBT 模塊放置； c、在電源 線與功率管之間應(yīng)增加去耦電容，一般應(yīng)選 F 或 F 的電容。如果電路的負(fù)載為感性負(fù)載，則在功率管開關(guān)瞬間、電源短路以及過電流關(guān)斷時(shí)， itd/d 將比較大，功率管就會產(chǎn)生過沖電壓，從而使 VS端電壓低于 COM 端。負(fù)過沖電壓將引起自舉電容過充電。 IR2110 驅(qū)動電路中 IGBT 抗干擾設(shè)計(jì) 對于任何 CMOS 器件，使這些二極管正向?qū)ɑ蚍聪驌舸┒紩鸺纳目煽鼐чl管 (SCR)鎖定，鎖 定的最終后果難以預(yù)料，有可能暫時(shí)錯誤地工作到完全損壞器件。由于 IGBT 的柵 集極間存在的分布電容 GCC 和柵 射極間存在的分布電容 GEC 會產(chǎn) 生過大的utd/d ，故其開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中易使 GU 突然升高而造成 CE間誤導(dǎo)通，從而損壞 IGBT。綜合上述因素在設(shè)計(jì)柵極串聯(lián)電阻 R R2 R2 R26 時(shí)選取 1K電阻為柵極串聯(lián)電阻。雖然柵極串聯(lián)電阻小，有利于加快關(guān)斷速度和減小關(guān)斷損耗，也有利于避免關(guān)斷時(shí)集射極間電壓的 vtd/d 過小造成IGBT 誤開通。 但在開通過程中，因存在續(xù)流二極管 D D D1 D16 的反向恢復(fù)電流和吸收