196mcspwm變頻調速系統畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 對基本電路進行適當修改。MAX6495–MAX6499系列小型、低電流過壓保護電路適用于汽車和工業等應用中的大電壓跳變系統。MAX6496支持較低的輸入電壓，通過外部串聯p溝道MOSFET替換外部電池反接保護二極管來降低功率損耗。C溫度范圍。例如，假設供電電壓的最小值為6V，正常工作時R3的最大壓降為500mV。這種情況下，不能忽略5181。因此，逆變晶閘管的觸發信號與中頻電流同相位。 控制參數的設置和顯示可以通過人機接口外接鍵盤和數碼管實現。15～24測量頻率：0100KHZ測量范圍：140000A精度：%1%相應時間：1US線性度：%無測量插入損耗。四 主程序設計主要程序為閉環主程序、SPWM中斷處理子程序和5ms定時中斷子程序．主程序分為初始化、參數修改、刷新SPWM給定值等幾個模塊；SPWM 中斷處理子程序中先根據人口參數計算三相脈寬．然后進三相脈寬值到三個輸出比較器準備下一次中斷；5ms中斷子程序則根據當前轉速給定與轉速反饋值計算出新的SPWM 給定值及轉向，以供CPU 輸出對應的SPWM 波形．為了提高系統穩定性，僅在停車時方可修改各參數，開車狀態時該功能自動失效．轉速調節采用模糊(fuzzy)控制并結合PI算法在低速情況下可獲得良好的動靜態特性．中斷開始中斷開始計算三相脈沖算出新的SPWM的給定值送三相脈沖值到三個輸出比較器準備下一次中斷中斷返回中斷返回 SPWM中斷 5ms定時中斷給定變開始初始化刷新轉速給定修改新舊SPWM給定值有變化參數改讀給定轉向修改SPWM給定值輸出新轉向設SPWM輸出中斷，設RELOAD寄存器，設死區時間寄存器開中斷啟動閉環主程序系統軟件框圖五 總結本設計參考變頻系統的設計思想，設計并制造了一套全數字化SPWM變頻器調速系統，通過對16位單片機8OC196MC的波形發生器輸出信號施加三相正弦函數調制和電壓幅值調制，使得其V /F控制策略在軟件上得以實現。，實驗表明，使用集成混合驅動電路具有較高的可靠性。無論是生活還是學習上，導師給了我無微不至的關懷，在指導和幫助我學術進步上傾注了極大的心血。還有謝同學，他們給了作者許多無私的幫助，特此一并道以感謝。本課題從選題到方案確定，從組裝到實驗調試，從論文的撰寫到修改，自始至終凝聚著兩位導師辛勤的汗水。，特別適用于高頻逆變場合。開關管導通時，c經R和開關管放電，C的能量被R消耗。12～18Φ20CHB500S500A1000A100mA%1:5000030177。 啟動過程中的控制信號，如直流電壓限幅信號、重復啟動時關機信號、啟動成功轉鎖頻信號均為開關量，可接至80C196MC的I/。額定電壓為380V，變頻范圍3—100Hz。圖中射極跟隨器通過降低從R3與 D1節點抽取的電流大大增加R3所允許的最大值。 = ，則會在電阻和齊納二極管上引起相當大的功率消耗。這些器件采用小尺寸、熱增強的型6引腳和8引腳TDFN封裝，工作在40176。在某些應用中，不希望將負載和輸出斷開。A/D轉換結束后影射到PTS通道，可以使PTS工作于A/D模式。當電壓超過用戶設置的過壓門限時，拉低MOSFET的柵極，MOSFET關斷，將負載與輸入電源斷開。輸入邏輯電路與TTL、C0MS電平兼容，其輸入引腳閥值與電源成比例，為電源電壓的10％。電機反轉時，脈沖B超前，脈沖A滯后。由于所測量的旋轉是雙向的，既可順時針旋轉，也可逆時針旋轉，需要對編碼器的輸出信號進行鑒相之后才能計數。 在XTAL1和XTAL2引腳所產生的噪聲尖峰信號可能導致內部時鐘發生電路的計數錯誤，因此晶體部分要接在靠近芯片的位并且和XTAL1和XTAL2以及Vss盡量直接相連而且路徑最短。系統采用5個八段數碼管作為顯示窗，位選線通過一個74LS138譯碼器譯碼得到并通過74LS07和八段數碼管的位選線相接，八段數碼管的段碼線也通過74LS07相接，其中74LS07是作為驅動器用的，八段數碼管要求每段的輸入電流為5到10毫安，所以必須經過74LS07驅動器。波形保護控制寄存器WG_PROTECT，具體定義見圖310，它可以靈活的設定外部中斷EXTINT的中斷請求信號的方式，外部中斷一般用于保護電路。一個可編程的保護電路可監視EXTINT輸入腳，若檢測到一次有效的事件，就產生一次中斷，禁止波形輸出。WFG的每個模塊產生一對互補的PWM波。尋址空間可達2000H9FFFH，充分利用了74HC573的容量。,—三位數碼管動態顯示位選擇輸出. WFG六路SPWM信號輸出.EXTINT—— 過壓、過流中斷信號輸入。B，C兩相的情況和A相類似，的波形形狀和相同，只是相位依次相差。這樣，在任一瞬間，將有三個橋臂同時導通。制動時，異步電機進入發電狀態，首先通過IGBT兩端并聯的續流二極管D向電容C充電，當中間直流回路電壓升高到一定限制值時，通過電壓限制電路將電機釋放的動能消耗在制動電阻R上。其結構框圖如圖37a, b, c，其中控制電路原理圖見附錄。國內制的電動機微機控制系統，大多采用8031, 8098等。或者通過軟件實時生成SPWM波形。它分別與每相調制信號在比較器上進行比較，給出正或零的飽和輸出，產生SPWM脈沖序列波，作為變壓變頻器功率開關器件的驅動信號。但是，由相電壓合成為線電壓時，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的，如圖26c) 所示。調制波和載波的交點，決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖間的間隔寬度，所得的脈沖系列如圖25a)，每半周期內的脈沖系列也是單極性的。令第i個矩形脈沖的寬度為，其中心點相位角為，則根據面積相等的等效原則，可寫成：== （23） 當n的數值較大時，近似的認為sin/(2n)=/(2n)，于是 （24）上式 表 明 第i個矩形脈沖的寬度與該處正弦波值近幣以成正比。ACSPWM逆變全控整流AC DC 50KHZCVCF VVVF 調壓調頻圖23 SPWM間接變壓變頻裝置 SPWM逆變器輸出諧波減少的程度取決于逆變器件的開關頻率，而開關頻率則受器件開關時間的限制。在基頻(額定頻率)以下調速時，由于E1的大小不易從外部加以控制，而定子繞組的阻抗壓降(U=，為定子繞組的阻抗壓降，包括電阻和漏磁電抗)在電壓較高時可以忽略，所以可以認為電動勢和電源相電壓近似相等即有U1E1，因此作為一種可行的方案是在電源電壓較高時用電源相電壓U1代替電動勢E1，當頻率較低時，U1和E1都變小，定子漏阻抗壓降所占比重加大，不可以忽略，所以要人為的補償，這是一種近似的恒磁通控制，這種控制方式常用于恒轉矩控制，如下圖21. 在基頻以上調速時由于電壓U,受額定電壓的限制不能升，因此在頻率升高時，迫使主磁通變小，進入弱磁變頻調速，屬于近似恒功率控制，電動機的帶載能力也同時下降轉矩利用率下降，從圖22的a,b 可以看出a圖的臨界轉矩點隨著速度的降低也減小，而b圖則沒有變化，然而要達到b圖的效果就要保持E1/f1的比值為恒值而不僅是保持U1/f1比值為恒值了。為 磁 極 對數。在很長的一個歷史時期內，調速傳動領域基本上被直流電機調速所壟斷，這是和實際中交流電機的廣泛使用是一對存在的矛盾，許多應用交流電機的設備為了達到調節被控對象的目的，只能采用物理的方法，例如采用風門，閥門控制流量等，這樣浪費能源的問題就很突出，費用就大。變頻器的容量主要和它的開關器件的容量有直接影響，70年代中期，功率晶體管開始開發，到80年代采用功率晶體管的SPWM變頻器的投產，隨著元件容量的提高，變頻器的容量不斷提高，目前變頻器的容量已經達到600KVA,400KVA以下的己經系列化。存儲能力強，存儲容量大，存放時間幾乎不受限制，這是模擬系統不能比擬的，利用這一特點可在存儲器中存放大量的數據或表格，利用查表法簡化計算，提高運算速度。但是系統只是從穩態公式推導出的平均值控制，完全不考慮過渡過程，因此系統的穩定性、啟動及低速時的轉矩動態響應存在難以克服的不足。傳統的模擬控制在逆變器中應用廣泛，技術成熟，控制性能優良，但模擬控制也存在一些缺陷：元件眾多，設計周期長，調試復雜，不易管理維護等。在電氣調速領域內，可以相信在不久的將來交流調速將會完全取代直流調速傳動。本文采用了Intel8OC196MC十六位單片機作為控制電路的CPU，采用該單片機的控制系統是本設計的硬件核心部分。變頻調速的控制算法也有許多，本文對目前大部分通用變頻器所采用的控制算法——恒壓頻比控制，給出了完整的硬件電路設計和軟件程序流程設計。經過大約30多年的發展，交流調速電氣傳動已經上升為電氣調速傳動的主流。根據生成SPWM波形的實現方式可以分為模擬控制和數字控制兩種形式。 最初的變頻調速是采用恒壓頻比控制方式，它根據異步電機簡化等效電路確定的電壓V和頻率F的比值進行變頻調速，稱它為轉差頻率控制，改善了性能并且己經實用化。適當的修改軟件，就可以改變系統的功能或提高系統的性能。變頻器 ( 主要指通用變頻器)從80年代到現在己經開始商品化，應用的領域也在不斷的擴大，主要有以下幾個方面:( 1 ) 變頻器容量不斷擴大。 眾所周知，直流調速系統具有較為優良的靜、動態性能指標。異步電動機的同步轉速，即旋轉磁場的轉速為 (2 1 )其中為同步轉速(r/min)為 定 子 頻率，也就是電源頻率(Hz)。共同決定的，如果保持E1和之比不變，就可以保持主磁通不變。此外，因輸出波形由方波改進為SPWM 波，減少了諧波，從而解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題，也降低了電動機的諧波損耗和噪聲。設由整流器提供的直流恒值電壓為Us，并設電機繞組中點與直流電壓中點相連，則SPWM脈沖序列波的幅值為。曲線2是采用等腰三角波的載波uc，其周期決定于載波頻率，振幅不變，都是單極性。調制波與載波的交點決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，如圖26b)所示。三角載波信號由三角波發生器提供，各相共用。可以采用微機存儲預先計算好的SPWM數據表格，控制時根據指令調出。隨著微電子技術的發展，開發出一些專門用于發生控制信號的集成電路芯片，配合微處理器進行控件生成SPWM信號方便得多。本系統主要由主電路、驅動電路、控制電路以及保護電路構成。由于二極管整流器不能為異步電機的再生制動提供反向電流的途徑，所以一般都用電阻吸收制動能量。 電壓型三相逆變橋的基本工作方式與單相逆變橋相同，也是導電方式，即每個橋臂的導電角度為，同一相(同一半橋)上下兩個臂交替導電，各相開始導電的時間依次相差。對于A相輸出來說，當橋臂l導通時， 當橋臂4導通， 因此，的波形是幅值為的矩形波。 ——三位數碼管動態顯示值輸出P3 口 、P4 口— 外擴展ROM地址/數據信號線., — 外擴展ROM控制信號線。存儲器擴展電路主要是由兩片程序存儲器74HC573，用來存放奇地址單