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  文章標(biāo)題:80C196單片機(jī)控制閉環(huán)逆變系統(tǒng)的研究
回復(fù)文章
作者:vivan2254  發(fā)表時(shí)間:2010-5-12 13:38:39
80c196單片機(jī)控制閉環(huán)逆變系統(tǒng)的研究
    劉啟勝
(武漢水利電力大學(xué),湖北  武漢430072)
 
 
摘要:介紹了基于80c196單片機(jī)控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理,詳細(xì)地論述了pwm模塊用于gto逆變系統(tǒng)的方法及gto門(mén)極觸發(fā)方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該系統(tǒng)性能優(yōu)良、工作可靠。
關(guān)鍵詞:8098單片機(jī);逆變器;gto;pwm模塊
中圖分類(lèi)號(hào):tm343;tm921. 51    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a    文章編號(hào):1001~6848(2000)04-0030-03
 
       茌異步電機(jī)的各種調(diào)速方式中,以變頻調(diào)速的性能****。采用脈寬調(diào)制(pwm)的方法調(diào)節(jié)電壓可使輸出電壓近似于正弦波。在生成pwm信號(hào)的方法上,以往采用模擬電路方法,后來(lái)采用預(yù)先計(jì)算出大量脈寬數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯查表的方法,這兩種方法均存在一系列的缺點(diǎn)。而采用專(zhuān)用的pwm模塊生成pwm信號(hào)則具有電路簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。
    門(mén)極可關(guān)斷可控硅(gto)是一種性能良好的功率型半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件,它不僅具有功率晶體管的快速性及自關(guān)斷能力,還具有晶閘管的耐高壓及大電流性能,并能承受大的浪涌電流,是用于逆變器的理想開(kāi)關(guān)元件。本研究采用80c196蓽片機(jī)為中心控制單元,以專(zhuān)用pwm模塊hef47252產(chǎn)生pwm信號(hào),以gto作為逆變電路開(kāi)關(guān)元件研制出實(shí)際系統(tǒng),經(jīng)帶負(fù)載運(yùn)行測(cè)試,獲得了滿(mǎn)意的結(jié)果。
1  系統(tǒng)組成及工作原理
    系統(tǒng)硬件組成原理框圖如圖1所示。主要由逆變器主電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)、pwm模塊、gto門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)保護(hù)電路及轉(zhuǎn)速測(cè)量電路等主要環(huán)節(jié)構(gòu)成。
1.1主電路
    主電路主要由整流電路、濾波電路及逆變電路組成。為簡(jiǎn)化控制電路,減少諧波,整流電路采用不控全橋三相整流。系統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)頻均由逆變電路承擔(dān),逆變電路開(kāi)關(guān)器件全部采用gto。由于異步電機(jī)為感性負(fù)載,且在pwm方式下,gto頻繁通斷,必將產(chǎn)生較大的瞬時(shí)過(guò)電壓,因而在gto上并聯(lián)由rs.ds和cs構(gòu)成的緩沖電路是必不可少的(見(jiàn)圖2),它不僅起保護(hù)作用,而且還起到換流和提高gto陽(yáng)極關(guān)斷電流的作用,因此它的參數(shù)設(shè)計(jì),元件選擇乃至線(xiàn)路布置都具有重要作用。圖中/o為抑制cl//dt電感。
  
    主電路中ric,組成的星形網(wǎng)絡(luò)接在交流輸入端,目的是吸收過(guò)電壓、濾去高次諧波;r2c2為抑制直流側(cè)過(guò)電壓的阻容保護(hù)電路、cd為直流側(cè)的濾波環(huán)節(jié);同理c3組成的星形網(wǎng)絡(luò)接在輸出端,使輸出到電動(dòng)機(jī)的電壓和電流接近正弦波[2t3]。
1.2單片機(jī)控制系統(tǒng)
    單片機(jī)控制系統(tǒng)由80c196單片機(jī)最小系統(tǒng)加上外圍擴(kuò)展電路構(gòu)成,最小系統(tǒng)的程序存貯器rom采用2764。為了使預(yù)置參數(shù)關(guān)機(jī)不丟失,外圍擴(kuò)展了一片ezprom 2864,顯示及鍵盤(pán)電路與單片機(jī)的接口剛采用專(zhuān)用接口芯片8279;另外還擴(kuò)展了一片可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片8253,以提供pwm模塊hef 4752所需要的4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。隨機(jī)數(shù)據(jù)存貯器則采用8098片內(nèi)ram。
    本裝置的單片機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)變頻調(diào)速系統(tǒng)的測(cè)控中心,通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置或修改系統(tǒng)運(yùn)行及保護(hù)的參數(shù),啟動(dòng)前,單片機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)前檢測(cè),在保證電路電壓、電流正常且無(wú)電流沖擊的情況下才允許啟動(dòng),正常運(yùn)行時(shí)單片機(jī)在控制hef4752產(chǎn)生pwm信號(hào)的同時(shí),還要完成對(duì)轉(zhuǎn)速的檢測(cè),進(jìn)行數(shù)字pl調(diào)節(jié)的運(yùn)算及處理,監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行,若出現(xiàn)故障則進(jìn)行保護(hù)處理,并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示相應(yīng)的故障狀態(tài)[4]。
1.3pwm信號(hào)的產(chǎn)生
    hef4752v是英國(guó)mullard公司生產(chǎn)的用來(lái)產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制(pwm)控制信號(hào)的全數(shù)字化集成電路,其詳細(xì)的引腳及功能說(shuō)明在參考文獻(xiàn)[5]中已有介紹。
    通過(guò)對(duì)gto的分析研究,可以發(fā)現(xiàn)在采用gto的逆變線(xiàn)路中,存在著同一橋臂的瞬態(tài)短路現(xiàn)象。在瞬態(tài)短路過(guò)程中,由于瞬態(tài)電流峰值一般要超過(guò)gto****可關(guān)斷電流很多,這就要求在此期間內(nèi)不能給gto施加關(guān)斷脈沖,否則

 

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