16位单片机VVVF系统在电机控制中的应用

WNSKS

摘要:介绍了一种基于16位单片机的变压变频VVVF系统。该系统采用了正弦脉宽调制技术、微机控制的数
2 D' u$ R0 W$ l0 ?字SPWM逆变器和软件为基础的控制模式。由于SPWM信号的产生、系统的控制和检测信号的处理都由单
8 g# S8 g, J& R' K- w5 A片机完成,故所需硬件少,灵活性好,智能性强。

( Z) U- N* W7 a2 H- Y: M关键词: 16位单片机;微机控制;变压变频;正弦脉宽调制
' N) Z6 _4 G4 e3 ^
, N& K0 w) i0 f8 n1前言
现代交流控制技术飞速发展,新型电力电子
- Q  R7 F! R# c; Y器件不断涌现,微处理器的广泛应用大大促进了交
: F  i+ L; A0 i% \9 k( b' s% C$ D流变频技术的发展，成为极具前景的课题.Intel
6 C+ A- k0 K- U; V& x7 F- i% y5 G87C196MC是专门为电机高速控制所设计的一款
+ `& H- Q' d" M7 r16位微控制器,将这款新型微控制器运用到电机
6 q0 g* I2 j% v5 l7 }控制当中,使系统提高了性能,节约了成本,达到了
很好的控制效果。
2变压变频系统硬件设计
+ T8 h/ _% R- s$ b) {, I0 s& l& I1 d2.1
主电路设计
在设计中,考虑到电路中负载不大,但有一定
- u. A- x2 E2 k+ `6 x0 g. c的精度要求,采用了当前应用最多的间接变频装
置,具体电路如图1所示。
+ t" q, ^- d- s) e( z" t5 u8 b! J$ v1)交-直电路

) [. U- C0 x+ O* d  d7 _交-直电路由整流管D1~D6所组成的三相
, r% s. k1 f, v6 R1 ?全波整流电路、滤波电容C，限流电阻R。、开关JK
0 [. ^" k# i  g4 Y" G  n5 ~* c及电源指示灯LP组成。滤波电容C,的容量通常很
大,放电时间较长(数分钟),几百伏的高压电会威
胁人员安全,因此,指示灯LP的作用不可忽视。R。
: y; K' E$ g" z8 L是制动电阻。电动机在制动过程中处于发电状态，
3 k- h* Y. U9 C% X9 b( d增加的电能无处释放,使电路电压不断升高,将会
; |; _- i& _& t; c# g+ B损坏电路元件,因此,应给-一个放电通路,使这部分
, @9 i$ d! ~' Q3 S" O+ ]- G再生电流消耗在电阻R。上。制动时,通过控制电路
使开关管T.导通,形成放电通路。
2)直-交电路
直一交电路由逆变开关管T1~T6所组成的
* q5 }( ^7 [1 w( B* ]三相逆变桥(逆变管选择绝缘栅极双极型晶体管
IGBT)、续流二极管D7 ~ D12、以及由电阻R: ~
/ j+ O$ K9 b$ j; HRe、电容C~C。和二极管D13~D18所组成的缓.
冲电路构成。续流二极管D7~D12的作用是在电

压降为零时，为储存在线圈中的电能提供释放通
) ?# @4 l4 r  W路.当电机制动时,使再生电能回馈到电网。逆变开
关管两端并联电容来减小电压增长率。电阻R~
R。用来限制电容的放电电流。在电阻两端并联二
( o- V: C6 z: H. i( Z2 _6 y极管(D13 ~ D18),使电容在充电时,避开电阻,通
) f0 q7 u1 M) Y% e: X  C& L' }) b过二极管充电,在放电时,通过电阻放电,实现缓冲
功能。
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" ?3 Z) b7 S" G; c0 ^* v/ o: B! O  U附件下载：

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Intel87C196MC是专门为电机高速控制所设计的