【正文】 國外還有相當差距。國內(nèi)對變速恒頻風(fēng)力發(fā)電有較深研究的大學(xué)有：清華大學(xué)、沈陽工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)等。由于羅賓康沒有在中國申請專利保護，因此絕大多數(shù)廠家都采用美國羅賓康的技術(shù)即單元串聯(lián)多重化結(jié)構(gòu)。隨著變頻器的普及，其在國民生產(chǎn)及建設(shè)中扮演著越來越重要的角色。 Finally, the paper analyzes the single chip microputer minimum pulse solutions. The SPWM waveform control method is simple, high precision, high efficiency and good realtime.Launched digital SPWM inverter in the market at present, most of them adopt the SPWM dedicated chip (such as HEF4752, SLE480). This allows the programming is simple, but increase the investment, in view of this, this design is mainly controlled by MCU, produces SPWM waveform of the inverter, and reduces the cost of the inverter, can make the inverter to promotion.KEY WARDS: single chip microputer, SPWM, the inverter 目錄 摘要 I1 緒論 1 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 1 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 國外的發(fā)展現(xiàn)狀 1 研究背景 2 本論文的組織和結(jié)構(gòu) 32 變頻器的控制及其原理 4 變頻器簡介 4 變頻器的分類 4 變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域 4 變頻器的原理 4 交——交變頻 4 交——直——交變頻 5 變頻器的電路圖 6 SPWM變頻器IGBT輸出的調(diào)制方式 7 SPWM原理 7 SPWM的調(diào)制方式 8 U/f的控制方式 113 硬件設(shè)計 13 硬件系統(tǒng)原理框圖及其總體方案 13 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 13 專用芯片SLE4520結(jié)構(gòu)及簡介 13 C8051單片機簡介 15 單片機的發(fā)展 15 單片機的最小系統(tǒng) 15 單片機的鍵盤及顯示電路 16 IGBT驅(qū)動及其電路 20 IGBT 簡介 20 IGBT驅(qū)動 20 IGBT的保護電路 22 控制電路設(shè)計 234 軟件設(shè)計 25 SPWM波的生成 25 計數(shù)器陣列PCA 25 SPWM波形的生成 27 16位的SPWM軟件編程 28 頻率的捕捉程序 29 最小脈沖問題分析 305 結(jié)論與展望 31 變頻器的結(jié)論 31 設(shè)計的展望 31參考文獻 33致謝 36V1 緒論 隨著電力電子技術(shù)和微機控制技術(shù)的進步，為交流電力拖動的開發(fā)創(chuàng)造提供了更有利的發(fā)展條件。 Software design aspects, first of all, through the singlechip microputer programmable counter array PCA to realize the output variable frequency sinusoidal PWM control waveform, including the setting of PCA and 16bit SPWM realization of software programming。 韓漢 英漢 漢韓 漢英關(guān)鍵詞：單片機,SPWM ,變頻器DESIGN OF SPWM FREQUENCY CONVERTER BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTERABSTRACTFrequency converter speed control precision, fast response, good protecting function, strong overload capacity, energy saving significantly, convenient maintenance, high intelligent degree, easy to realize plex control, etc. From the inverter technology, ac. frequency conversion electric motor technology will bee one of the main object in industrial automation, is the energy saving, power saving, improve process flow, and improve product quality and improve the environment, one of the main means to promote technological progress. Inverter is the development trend of miniaturization, intelligent, multifunctional, large capacity, low price direction.該SPWM波形控制方法簡單，精度較高，效率高，實時性好。變頻器的發(fā)展趨勢是小型化、智能化、多功能、大容量、低價格的方向。本科畢業(yè)設(shè)計說明書基于單片機的SPWM變頻調(diào)速器設(shè)計DESIGN OF SPWM FREQUENCY CONVERTER BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER學(xué)院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級： 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2013年5 月30 日安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計基于單片機的SPWM變頻調(diào)速器設(shè)計摘要變頻器具有調(diào)速精度高、響應(yīng)快、保護功能完善、過載能力強、節(jié)能顯著、維護方便、智能化程度高、易于實現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點。從變頻器技術(shù)發(fā)展來看，電動機交流變頻技術(shù)將成為今后工業(yè)自動化的主要對象之一，是當今節(jié)能、節(jié)電、改善工藝流程，以及提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推進技術(shù)進步的一種主要手段。本文重點介紹了C8051F040單片機硬件和軟件設(shè)計，硬件電路方面詳細闡述了單片機的最小系統(tǒng)及外圍電路；軟件設(shè)計方面，首先，通過單片機的可編程計數(shù)器陣列PCA來實現(xiàn)輸出頻率可變的正弦脈寬調(diào)制控制波形，具體包括PCA的設(shè)置和16位SPWM實現(xiàn)的軟件編程；其次，給出單片機內(nèi)部的頻率捕捉程序和軟件設(shè)計；最后，分析了單片機最小脈沖的解決方法。目前市場相繼推出的數(shù)字式SPWM變頻器中，大多數(shù)都采用了專用的SPWM芯片（如HEF4752，SLE480）.這樣可以使編程簡單，但增加了投入，鑒于此，本設(shè)計主要是通過單片機的控制，產(chǎn)生SPWM波形的變頻器，從而降低變頻器的成本，可以使變頻器得以推廣。 自動檢測 漢日 漢法 日漢 法漢This article focuses on the C8051F040 microcontroller hardware and software design, hardware circuit aspects in detail elaborated the SCM smallest system and the peripheral circuit。 Second, given the frequency of the single chip microputer internal capture program and software design。而全球能源危機更促進了具有節(jié)能作用的交流傳動系統(tǒng)的推廣和使用。 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，在國內(nèi)有不低于200家的低壓變頻器廠商，其大部分為AC380V的低壓產(chǎn)品，而在高壓大功率變頻器方面，在30家左右。國內(nèi)變頻器產(chǎn)品多為通用的電壓等級為AC (Alternating Current) 380V的中小功率產(chǎn)品，而在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)所需要的高壓大功率雙向變頻器，成熟產(chǎn)品不多。從總體上看我國電氣傳動的技術(shù)水平較國際先進水平差距10~15年。而這方面產(chǎn)品在諸如抽水蓄能電站機組起動及運行、大容量風(fēng)機、壓縮機和軋機傳動、礦井卷場機方面有很大需求。 隨著技術(shù)研究的進一步深入，在理論上和功能上國產(chǎn)變頻器與進口的變頻器相比肩，但受工藝技術(shù)的限制，與進口產(chǎn)品的差距還是比較明顯。 國外的發(fā)展現(xiàn)狀國外各大品牌的變頻器生產(chǎn)商，起步較早，初步形成了系列化的產(chǎn)品，如ABB公司的ACS1000系列，Simense公司的SIMOVERT MV系列，AB公司的Power Flex 7000系列等，其控制系統(tǒng)也己實現(xiàn)全數(shù)字化。SIMENSE公司的SIMOVERT MV系列采用最新的HVIGBT(HighVoltage Insulated Gate Bipolar Transistor)器件，輸出電壓End)技術(shù)。目前，在發(fā)達國家，只要有電機的場合，就會同時有變頻器的存在。 研究背景中國產(chǎn)值能耗是世界上最高的國家之一，要解決產(chǎn)品能耗高的問題，除其它相關(guān)的技術(shù)需要改進外，變頻調(diào)速技術(shù)已成為節(jié)能和提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施，變頻調(diào)速的重要性日益得到了國家的重視，在國內(nèi)推廣變頻器調(diào)速技術(shù)有著非常重要的意義和巨大的經(jīng)濟及社會價值。國家“十二五”提出繼續(xù)堅持走“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”發(fā)展道路，這也為變頻器的推廣和使用奠定了堅實的基礎(chǔ)。除此之外，還有是從安全環(huán)保的角度考慮，對變頻器提出一些要求：擴大調(diào)速范圍；確保高起動轉(zhuǎn)矩；抑制輸入電流的高次諧波；價格便宜；體積小，重量輕。在SPWM波形生成法中，已很少采用模擬的方法。目前市場相繼推出的數(shù)字式SPWM變頻器中，大多數(shù)都采用了專用的SPWM芯片（如HEF4752，SLE480）。 本論文的組織和結(jié)構(gòu)本文組織和結(jié)構(gòu)如下：第一章緒論，闡述了變頻器國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及研究背景，并且點明了主要的研究內(nèi)容；第二章分析了該變頻器各個組成部分的原理，包括變頻器的原理，SPWM技術(shù)原理，及U/f控制方式；第三部分是硬件設(shè)計部分，首先畫出系統(tǒng)原理框圖及對應(yīng)的主電路圖，之后畫出并分析單片機的最小系統(tǒng)及相應(yīng)的單片機外圍電路，其次給出IGBT簡介及其驅(qū)動，最后介紹驅(qū)動保護電路；第四部分是軟件設(shè)計，在軟件設(shè)計中主要是利用C8051單片機可編程計數(shù)器陣列PCA來實現(xiàn)輸出頻率可變的SPWM波形，從而控制交流電機進行變頻工作。2 變頻器的控制及其原理 變頻器簡介變頻器是新型的對交流電動機進行變頻調(diào)速的裝置，近年來隨著電力電子技術(shù)、微處理控制技術(shù)和自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻器具有的調(diào)速精度高、響應(yīng)快、保護功能完善、過載能力強、節(jié)能顯著、維護方便、智能化程度高、易于實現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點。變頻器的發(fā)展趨勢是 向小型化、智能化、多功能、大容量、低價格的方向迅速發(fā)展的。在交——直——交變頻中按直流側(cè)性質(zhì)，有電壓型和電流型變頻器；按輸出電壓調(diào)節(jié)方式，有脈沖幅值調(diào)制（PAM）和脈沖寬度調(diào)節(jié)制(PWM)。在工程實際中使用的變頻器大多是交——直——交脈沖寬度調(diào)制。國內(nèi)變頻器大多是日、美、歐發(fā)達國家變頻調(diào)速技術(shù)進入我國市場和國產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合的產(chǎn)物，變頻器在技術(shù)上向高性能、模塊化、專用化、多功能發(fā)展。 變頻器的原理 交——交變頻 交——交變頻器可將工頻交流電直接轉(zhuǎn)換為可控頻率和電壓的交流電，由于沒有中間直流環(huán)節(jié)，因此稱為直接式變壓變頻器。 交——交變頻器輸入功率因數(shù)低，諧波含量大，頻譜復(fù)雜，最高輸出頻率不超過電網(wǎng)頻率的一半，一般只用于軋鋼機主傳動、球磨機等大容量、低轉(zhuǎn)速的調(diào)速系統(tǒng)，供電給低速電動機傳動時，可以省去龐大的齒輪箱。交——直——交變頻器是先將工頻交流電經(jīng)過整流變換成直流，再經(jīng)過逆變器變換成頻率和電壓可空的交流電。其電路圖21：圖21 交——直——交變頻器結(jié)構(gòu)原理圖（一）控制電路變頻器的控制電路是變頻器的核心部分之一，控制電路將信號傳遞給整流電路、中間電路和逆變器，同時控制電路也接收來自這些部分的反饋信號。控制電路運用了微處理技術(shù)，而微處理技術(shù)的進步已經(jīng)使數(shù)字控制成為現(xiàn)代控制的發(fā)展方向?，F(xiàn)在，將處理器集成在變頻器上以后，減少了大量計算的同時，也增加了控制電路的速度，同時。（二）整流器整流器裝置是與單相或三相交流電源相連接的半導(dǎo)體器件的裝置，產(chǎn)生脈動的直流電壓。整流器是直流調(diào)速器和交流變頻器中的主要部分，由于整流器功率越來越大，如軋鋼機拖動的晶閘管拖動系統(tǒng)，功率可達數(shù)千千瓦，為了減輕整流裝置的高次諧波對電網(wǎng)的污染，可采用十二相及以上的多相整流電路。變頻器中的整流器可由二極管或是晶閘管單獨構(gòu)成，也可由兩者共同構(gòu)成。其兩者共同構(gòu)成的半控整流器。在電壓正負半周，都有相應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通，每周有六次脈沖，也稱為