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基于軟開關(guān)技術(shù)的PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)

作者: 時間:2011-03-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

鑒于本系統(tǒng)對精度要求不高,控制系統(tǒng)采用開環(huán)控制。利用PWMIC,使控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計較為簡單,而且,本系統(tǒng)具有良好的保護(hù)功能和檢測功能,系統(tǒng)輸出的電壓波形中諧波次數(shù)也很高,極易濾除。

HEF4752共分8個載波區(qū)段,載波頻率比N=15、21、30、42、60、84、120、168,載波頻率比與輸出頻率的關(guān)系見表1。對應(yīng)每個載波頻率比區(qū)段,F(xiàn)CT計數(shù)器送出2N個δi數(shù)據(jù)供脈寬調(diào)制用。在相同的載波頻率比N下,fvct越高,則調(diào)幅比a越小,使輸出電壓越低。這樣,就得到了經(jīng)雙邊調(diào)制的某相輸出信號。當(dāng)載波頻率比N與fvct確定以后,一個周期中調(diào)制值δi的變化規(guī)律也就相應(yīng)確定。

表1載波頻率比與輸出頻率的關(guān)系

輸出頻率f(Hz)載波頻率比N開關(guān)頻率fr(Hz)
3.57-5.95168600-1000
5.00-8.33120600-1000
7.14-11.984600-1000
10.00-16.6760600-1000
14.29-23.8142600-1000
20.00-33.3030600-1000
28.57-47.6221600-1000
40.00-66.6715600-1000
HEF4752輸出SPWM波的頻率f是由FCT時鐘計數(shù)器經(jīng)3360分頻后得到的。而開關(guān)頻率fr則是FCT計數(shù)器經(jīng)與載波頻率比N的8個值對應(yīng)的8組分頻器分頻后得到。這8組分頻器分頻數(shù)分別是224(對應(yīng)N=15)、160、112、80、56、40、28、20(對應(yīng)N=168)。必須根據(jù)開關(guān)器件容許的開關(guān)頻率來限制最高開關(guān)頻率frmax。

在頻率比變化點(diǎn)附近,為了避免不穩(wěn)定,設(shè)置了頻率比重疊區(qū)。

IGBT是電壓驅(qū)動,對驅(qū)動電路的要求比較高,一般有分立元件構(gòu)成的驅(qū)動電路和集成化專用驅(qū)動電路。本系統(tǒng)采用HL402具有先降柵壓、后軟關(guān)斷的雙重短路保護(hù)功能的芯片。其性能更好,整機(jī)的可靠性更高及體積更小。

42系統(tǒng)應(yīng)用軟件的設(shè)計

在系統(tǒng)應(yīng)用軟件的設(shè)計過程中,本系統(tǒng)采用了如下措施:

(1)HEF4752各端口的連接

HEF4752的三個時鐘輸入,由8253的三個計數(shù)器輸出,計數(shù)器的“0”號輸出端,接到HEF4752的FCT時鐘輸入端;計數(shù)器的“1”號輸出端接到HEF4752V的OCT和RCT時鐘輸入端;計數(shù)器的“3”號輸出端接到HEF4752的VCT時鐘輸入端。

(2)8253的時間常數(shù)

8253的計數(shù)時鐘為2MHz,得到三個通道的時間常數(shù)為

0#ffct0012H

1#frct、foct0007H

2#fvct0008H

在程序中,我們規(guī)定控制方式字如表2所示。

表2控制方式字內(nèi)容

狀態(tài)功能
D00停止工作
1啟動工作
D10負(fù)序
1正序
D20晶體管
1晶閘管
D30升頻
1降頻
D40申請中斷
1不申請中斷
8051從8155讀入控制方式字及輸出頻率,向8253送入相應(yīng)的時間常數(shù),按控制方式字提供的控制方式來控制。當(dāng)系統(tǒng)沒有接到中斷信號的時候,仍按以前的方式輸出,當(dāng)系統(tǒng)接到中斷信號時,8051會重新讀入控制方式字和給定頻率,改變輸出狀態(tài)。

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