基于單片機(jī)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)-在線瀏覽
2024-07-30 12:48本頁面
【正文】 交直交變壓變頻器說輸出的交流波形都是矩形波或六拍階梯波，這是因為當(dāng)時逆變器只能采用半控式的晶閘管，會有較大的低次諧波，使電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩存在脈動分量，影響其穩(wěn)態(tài)工作性能。PWM技術(shù)是利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷把直流電壓變?yōu)殡妷好}沖序列，并通過控制電壓脈沖寬度或電壓脈沖周期以達(dá)到改變電壓的目的，或者通過控制電壓脈沖寬度和電壓脈沖序列的周期以達(dá)到變壓和變頻的目的。PWM脈寬調(diào)制是利用相當(dāng)于基波分量的信號波（調(diào)制波）對三角載波進(jìn)行調(diào)制，以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度的目的。PWM控制技術(shù)有許多種，并且還在不斷發(fā)展中。本課題設(shè)計主要介紹正弦波SPWM的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。第2章 SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)基本原理 SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)基本原理PWM的原理，就是面積等效原理，在采樣控制理論中有一個重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。PWM技術(shù)是利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷把直流電壓變?yōu)殡妷好}沖序列，并通過控制電壓脈沖寬度或電壓脈沖周期以達(dá)到改變電壓的目的，或者通過控制電壓脈沖寬度和電壓脈沖序列的周期以達(dá)到變壓和變頻的目的。PWM脈寬調(diào)制是利用相當(dāng)于基波分量的信號波（調(diào)制波）對三角載波進(jìn)行調(diào)制，以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度的目的。根據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦波是等效的，而這種的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形，也稱為SPWM（Sinusoidal PWM）波形。滯環(huán)控制技術(shù)開關(guān)頻率不固定，濾波器較難設(shè)計，且控制復(fù)雜，難以實現(xiàn)；SPWM控制技術(shù)開關(guān)頻率固定，濾波器設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)控制。首先是三相整流變壓器降壓，然后經(jīng)二極管橋式整流，再者由電容濾波器濾波獲得直流電源，最后經(jīng)IGBT逆變電路逆變，得到可調(diào)交流電源。確定主電路模塊之后，本課程設(shè)計將采用HEF4752芯片構(gòu)成SPWM波形生成電路，實現(xiàn)PWM波的調(diào)制。系統(tǒng)總流程圖如圖1所示。三相交流電經(jīng)橋式整流后，得到脈動的直流電壓經(jīng)電容器濾波后供給逆變器。C1為濾波電容。經(jīng)變換器逆變，可將直流電源變成穩(wěn)定的或可變的交流電源。該電路整流輸出接有大電容，而且負(fù)載也不是純電感負(fù)載，但為了簡化計算，仍可按電感計算，只是電流裕量要可適當(dāng)取大些即可。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。 主電路電路圖主電路電路圖如圖所示?？刂齐娐酚梢韵码娐罚l率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓/電流檢測回路”，電動機(jī)的“速度檢測回路”，將運算電路的控制信號進(jìn)行放大隔離的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機(jī)的“保護(hù)電路”。 SPWM波形產(chǎn)生電路 HEF4752芯片介紹HEF4752簡介HEF4752是采用LOCMOS工藝制造的大規(guī)模集成電路，專門用來產(chǎn)生三相PWM信號。的互補(bǔ)SPWM主控脈沖，適用于三相橋結(jié)構(gòu)的逆變器；2）采用數(shù)控方式不僅能提高系統(tǒng)控制精度，也易于與微機(jī)聯(lián)機(jī)；3）采用多載波比自動切換方式，隨著逆變器的輸出頻率降低，有級地自動增加載波比，從而抑制低頻輸出時因高次諧波產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈沖和噪聲等所造成的惡劣影響。4）為防止逆變器上下橋臂器件直通，在每相主控脈沖間插入死區(qū)間隔，間隔時間連續(xù)可調(diào)。其外部管腳排列如圖1所示。輸入功能 1）輸入I用來決定逆變器驅(qū)動輸出模式的選擇，當(dāng)I為低電平時，驅(qū)動模式是晶體管，當(dāng)I為高電平時，驅(qū)動模式是晶閘管 HEF4752 引腳圖 2）輸入控制信號K和時鐘輸入OCT共同決定逆變器每對輸出信號的互鎖推遲間隔時間；3）相序輸入CW用來控制電機(jī)轉(zhuǎn)向。L為高電平時解除封鎖。工作時必須接到Vss（低電平）。電壓控制時鐘（VCT）控制PWM信號的基波電壓幅值，使輸出電壓自動地正比于其輸出頻率，在給定的輸出頻率下，平均逆變輸出電壓的幅度由fVCT控制。輸出功能1）逆變驅(qū)動輸出HEF4752有六個主驅(qū)動輸出組成三個互補(bǔ)對，還有和每一主輸出相關(guān)聯(lián)的輔助輸出。圖中假定載波在一個周期內(nèi)有9個脈沖（這個脈沖數(shù)被稱為頻率比），載波脈沖的兩個邊沿都
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