【正文】 臂上的開關(guān)始終處于交替打開、關(guān)斷的狀態(tài)如 、 。如 比 滯后3S12π/3， 比 滯后2π/3 。DU 主電路參數(shù)計(jì)算根據(jù)前面所給出的原始參數(shù)，主電路各部分的計(jì)算如下 [6]：（峰值電流）= = =（有效值）= =二極管額定電流值 =（～2）Id/=～額定電壓值 =（2～3） =（2～3） 380=～系統(tǒng)采用三相不控整流，經(jīng)濾波后 = 380=。bV集電極最大電流 ：按照正常電壓流經(jīng) 電流的兩倍來計(jì)算：Bcm? BR=2?峰值電壓=（2～） 380=～集電極電流 =（～2） =（～2） λ =～集電極發(fā)射極額定電壓≥ 倍最高峰值電壓== IGBT 及驅(qū)動(dòng)模塊介紹在設(shè)計(jì)中采用 EXB840,它是一種高速驅(qū)動(dòng)集成電路,最高使用頻率為 40KHz驅(qū)動(dòng)150A/600V或者 75A/1200V的 IGBT,驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)延遲小于 ,采用單電源 20V供s?電。它主要由輸入隔離電路，驅(qū)動(dòng)放大電路,過流檢測(cè)急保護(hù)電路以及電源電路組成。過流檢測(cè)及保護(hù)電路根據(jù) IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電平和集電極電壓之間的關(guān)系,檢測(cè)是否有過電流現(xiàn)象存在,如果有過電流,保護(hù)電路將迅速關(guān)斷 IGBT,防止過快的關(guān)斷時(shí)而引起因電路中電感產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)升高,使 IGBT集電極電壓過高而損壞 IGBT,電源電路將 20V外部供電電源變成 15V的開柵電壓和5V 的關(guān)柵電壓。R`主主主主主主主主主主主主A1415 1234569VST`(+)()主主主主主主主主主主主主主主主(主主主) 主主主主(主主主主主主主主主)主主主主主主主主主(+20V)主主主主主主主主主主主主主主主主主主(0V) EXB840的引腳圖 采用 EXB840 的 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路其中 ERA3410是快速恢復(fù)二極管。GR驅(qū) 動(dòng) 信號(hào)故 障 輸出 雙 絞 線隔 離 電 源EXB840 組成的 IGBT 典型集成電路驅(qū)動(dòng)電路4 控制回路設(shè)計(jì)控制回路是為變頻器的主電路提供通斷信號(hào)的電路，其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器開關(guān)元件的開關(guān)控制。設(shè)計(jì)控制電路如下： 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的作用是逆變器中的逆變電路換流器件提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。以下將介紹 SPWM技術(shù)工作原理和設(shè)計(jì)中所選用能產(chǎn)生 SPWM波芯片 SA4828的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。脈寬調(diào)制技術(shù)在逆變器中的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代電力電子技術(shù)、現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。由于場(chǎng)控自關(guān)斷器件的不斷涌現(xiàn)。實(shí)際工程中目前主要采用的PWM技術(shù)是正弦PWM(SPWM)，這是因?yàn)樽冾l器輸出的電壓或電流波形更接近于正弦波形。若采用等脈寬PWM調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)變頻與變壓，由于輸出矩形波中含有較嚴(yán)重的高次諧波，會(huì)危害電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。產(chǎn)生 SPWM信號(hào)的方法是用一組等腰三角波(稱為載波)與一個(gè)正弦波(稱為調(diào)制波)進(jìn)行比較，如圖 ，兩波形的交點(diǎn)作為逆變開關(guān)管的開通與關(guān)斷時(shí)間。雖然正弦脈寬調(diào)制波與等脈寬 PWM信號(hào)相比，諧波成份大大減小，但它畢竟不是正弦波。而載波頻率的提高，受到逆變開關(guān)管最高工作頻率的限制?？捎赡M電路分別產(chǎn)生等腰三角波與正弦波，并送入電壓比較器，輸出即為 SPWM調(diào)制波。SA4828 是 MITEL公司推出的一種專用于三相 SPWM信號(hào)發(fā)生和控制的集成芯片，可以和單片機(jī)接口，完成對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。外部時(shí)鐘輸入經(jīng)分頻器分成設(shè)定的頻率，并生成三角形載波，三角載波與所選定的片內(nèi)三種調(diào)制波形進(jìn)行比較，自動(dòng)生成 SPWM輸出脈沖，然后通過脈沖刪除電路刪除窄脈沖（如圖 ） 窄 脈 寬 脈沖序列中的窄脈寬因?yàn)檫@種脈沖不起任何作用，只會(huì)增加開關(guān)管的損耗。看門狗定時(shí)器用來防止程序跑飛，當(dāng)條件滿足時(shí)快速封鎖輸出。 SA4828原理框圖SA4828的設(shè)置是通過單片機(jī)接口將數(shù)據(jù)送入 SA4828芯片內(nèi)的兩個(gè)寄存器(初始化寄存器和控制寄存器)來實(shí)現(xiàn)的。控制寄存器是在工作過程中控制輸出脈寬調(diào)制波的狀態(tài)，從而進(jìn)一步控制交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，通常在工作時(shí)，該寄存器的內(nèi)容常被改寫，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制。當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí)，進(jìn)行各種必要的處理。通用變頻器輸入電源電壓允許波動(dòng)的范圍一般是額定輸入電壓的士 10%。當(dāng)輸入電源電壓過高，將使直流側(cè)電壓過高。當(dāng)輸入電壓過低時(shí)，雖不會(huì)對(duì)主回路元件構(gòu)成直接威脅，但太低的輸入電壓很可能使控制回路工作不正常，而使系統(tǒng)紊亂，導(dǎo)致 SA4828輸出錯(cuò)誤的觸發(fā)脈沖，造成主回路直通短路而燒壞 IGBT。因此有必要對(duì)系統(tǒng)的電壓進(jìn)行保護(hù)。 過電壓保護(hù)電路它直接對(duì)直流側(cè)電壓進(jìn)行檢測(cè)。過壓設(shè)定值從電位器 上取出。當(dāng)取樣電壓高于設(shè)定值時(shí)(異常情況下)，比較器輸出高AU:電平，光耦器件導(dǎo)通，輸出低電平保護(hù)信號(hào)。 欠壓產(chǎn)生的原因有兩種：一是輸入的交流電壓長(zhǎng)時(shí)間低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。欠電壓導(dǎo)致逆變器開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)功率不足而燒壞開關(guān)器件。欠壓保護(hù)電路的原理與過壓保護(hù)電路類似。運(yùn)放 接成比較器的形式。當(dāng)取樣電壓低于設(shè)定值時(shí)(欠壓情況下)，比較器輸出低電平，光耦器件導(dǎo)通，輸出低電平保護(hù)信號(hào)。動(dòng)作值整定為輸入電壓的 85%。因此故障自診斷功能就是由單片機(jī)控制發(fā)出各種等效故障信號(hào)，檢測(cè)對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路是否動(dòng)作，若動(dòng)作則說明保護(hù)電路正常，反之說明保護(hù)電路本身有故障，應(yīng)停機(jī)對(duì)保護(hù)電路進(jìn)行檢查，直到顯示器顯示正常。因SA4828的SET TRIP端為高電平有效,所以應(yīng)加上一個(gè)反相器,使其反相后輸出高電平。這里采用瑞士 LEM 公司生產(chǎn)的霍爾效應(yīng)磁場(chǎng)補(bǔ)償式電流傳感器來進(jìn)行電流的檢測(cè)。過流發(fā)生時(shí)，R 上的壓降大于過流保護(hù)動(dòng)作整定值，比較器 LEM324輸出低電平去封鎖 IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的輸入信號(hào)，即可使橋臂上的所有 IGBT處于截止?fàn)顟B(tài)實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)的功能。ADC0809 是一種 8路模擬輸入的 8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器件，電位器的輸出接其輸入 IN0（當(dāng) 51單片機(jī)沒有當(dāng) 5l單片機(jī)沒有外擴(kuò) RAM和 I/O口時(shí)，ADC0809 就可以在概念上作為一個(gè)特殊的唯一的外擴(kuò) RAM單元。只要單片機(jī)往外部RAM寫入，就是寫到 ADC0809的地址寄存器中。 ）EOC 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)經(jīng)一非門接 8031外部中斷 1（） 。XTAL1WRRDRESTALEXTAL2AD0AD1ZPPRAD2CSAD3AD4RDAD5WRAD6ALEAD7STTRIPTRIPCLK19RESETRPHBBPHBYPHBBPHBRPHTYPHTR?RES2+5V+5VVDDD0D1D2D3D4D5D6D7IN0VREF+VREF SCALECLKOEEOC主28051 SA4828 單片機(jī)系統(tǒng)圖因 8051的復(fù)用總線結(jié)構(gòu)，SA4828 的 MUX引腳應(yīng)該接高電平或懸空不接。虛擬寄存器 R14,R15的地址：000EH，000FHSA4828的 STTRIP引腳接 8051的 ，使單片機(jī)能在異常情況下封鎖 SA4828的輸出，ZPPR 引腳接 8051的 （ ）,測(cè)量調(diào)試波的頻率，用于顯示。SA4828的 引腳接一個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng) SA4828的輸出被封鎖時(shí)，發(fā)光二極管TRIP亮，用于指示封鎖狀態(tài)。第 4 章 實(shí)驗(yàn)與仿真(1) 運(yùn)行仿真打開仿真/參數(shù)窗口，選擇 ode23tb 算法，將相對(duì)誤差設(shè)置為 1e3，停止時(shí)間設(shè)置為 ，單擊工具欄中的“開始”按鈕開始仿真。020406080100Vdc15010050050100150 Vab inverter50050Vab Load0 1modulation index圖 交直交變頻調(diào)速系統(tǒng)的仿真波形432101234x 1040 80604020020406080100Vab Load圖 變頻前后電壓波形（取一相） 流程圖 軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖 。s，死區(qū)延遲時(shí)間為