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
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
! ^5 V/ P; ]: u% m4 |% J0 m片机完成,故所需硬件少,灵活性好,智能性强。

  Y% ~6 t$ W) s; Z9 d5 T关键词: 16位单片机;微机控制;变压变频;正弦脉宽调制

1前言
现代交流控制技术飞速发展,新型电力电子
器件不断涌现,微处理器的广泛应用大大促进了交
. Y  ?' {3 ?& z0 c- L& _  ]+ l流变频技术的发展，成为极具前景的课题.Intel
" a9 K! N6 S4 A/ ?) s! P87C196MC是专门为电机高速控制所设计的一款
! C* F( i, a0 q  a7 ~5 X16位微控制器,将这款新型微控制器运用到电机
控制当中,使系统提高了性能,节约了成本,达到了
5 p" `( c4 j6 m5 v* H: d  ~很好的控制效果。
2变压变频系统硬件设计
2.1
. ?  ?7 ^/ u8 H0 x3 K$ @主电路设计
在设计中,考虑到电路中负载不大,但有一定
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。
1)交-直电路

7 X: @: r5 @7 D4 [' w交-直电路由整流管D1~D6所组成的三相
8 T. \# M1 _5 N全波整流电路、滤波电容C，限流电阻R。、开关JK
0 a, ?5 m8 _0 t: Y6 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。
1 t0 {, o" V" A是制动电阻。电动机在制动过程中处于发电状态，
增加的电能无处释放,使电路电压不断升高,将会
损坏电路元件,因此,应给-一个放电通路,使这部分
再生电流消耗在电阻R。上。制动时,通过控制电路
6 g3 `) ~# F/ I6 ]使开关管T.导通,形成放电通路。
' }9 ~4 ~5 S0 W: Q2 H2)直-交电路
直一交电路由逆变开关管T1~T6所组成的
  v! q6 C/ L5 w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: ~
Re、电容C~C。和二极管D13~D18所组成的缓.
' k, l4 ^9 a$ F0 K冲电路构成。续流二极管D7~D12的作用是在电
* S2 ?: U5 E$ J8 c  Q
压降为零时，为储存在线圈中的电能提供释放通
9 X1 Q# Z6 ^2 u& C' Y1 J+ x路.当电机制动时,使再生电能回馈到电网。逆变开
7 q/ q, E5 D  F. M4 C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
极管(D13 ~ D18),使电容在充电时,避开电阻,通
5 d" i  m3 K, B8 N% R2 _% C6 }' ^& R) C8 f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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Intel87C196MC是专门为电机高速控制所设计的