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文档简介

1三相正弦波变频电源摘要本设计分为三相SPWM信号的生成、逆变回路及其驱动和输出的测量显示。选择电机控制专用DSPTMS320LF2407生成SPWM信号。逆变电路主回路采用智能功率模块IPM。输出测量采用电压电流传感器来实现电隔离。为加快速度,采用独立于DSP的PIC单片机实现输出的测量。关键词变频;SPWM;DSP;PIC单片机ABSTRACTTHEDESIGNISABOUTTRIPHASESINUSOIDALFREQUENCYCONVERSIONPOWERTHREEPARTSAREINCLUDEDGENERATINGTRIPHASESPWMSIGNAL,INVERTERCIRCUITANDITSDRIVECIRCUIT,OUTPUTMEASURINGANDDISPLAYDSPTMS320F2407ISUSEDASTHECONTROLLERINTHESYSTEMIPMISUSEDINTHEINVERTERMAINCIRCUITVOLTAGEANDCURRENTSENSORISUSEDINTHEMEASURINGOFOUTPUT,ITCANINSULATETHECONTROLCIRCUITCONVENIENTLYPICMICROCONTROLLERISUSEDINDEPENDENTLYTOMEASUREANDDISPLAYOUTPUTKEYWORDSFREQUENCYCONVERSION,SPWM,DSP,PICMICROCONTROLLER2一方案论证与比较11变频电源逆变方案根据题目的要求将交流电经整流后,经过逆变从而产生三相G8503G5370G8886电G9316。而实现三相G8503G5370G8886变频电G9316的G1863G19202G3324于逆变过G12255。G4557于G4579功率逆变电路G980G14336G18129采用PWMG6228G7427,为G1114实现G8503G5370G8886变频电G9316,本设计采用G1114SPWMG6228G7427。实现SPWMG7389G1209G991G1972G12193G7053G7708。G7053G7708G980采用G16280G2029采G7691G8873。G16280G2029采G7691G8873G980G14336采用三G16294G8886G1328为G17745G8886。其G2419G10714G4613G7171用三G16294G8886G4557G8503G5370G8886G17839G15904采G7691G5483G2052G19466G7811G8886,G1889G1209G19466G7811G8886G994三G16294G8886的交G9869G7114G2063控制G5332G1863器G1226的G17902G7041,从而实现SPWMG8873。G7053G7708G1120采用G14270G9994采G7691G8873。G1209G8503G5370G8886为G16855制G8886,G12573G14148三G16294G8886为G17745G8886G17839G15904G8616G17751,G3324G1016G1022G8886G5430的G14270G9994交G9869G7114G2063控制G5332G1863器G1226的G17902G7041,G17837G4613G7171G14270G9994采G7691G8873。其G1260G9869G7171G6164G5483SPWMG8886G5430G7380G6521G17829G8503G5370G8886。G7053G7708三采用G14270G9994采G7691G8873,G1306G993采用计G12651的G7053G8873求G5483G17745G8886G994G16855制G8886的G14270G9994交G9869G7114G2063,而G7171G11013G17731G1226G5430成G980G1022G8503G5370G15932,G17902过G17731G1226G7609G15932的G7053G8873来G8616G17751G17745G8886G994G16855制G8886的G3835G4579,G17839而控制G14045G4497来生成SPWMG8886。G17837G12193G7053G8873G2528G7691G1867G7389G14270G9994采G7691G8873生成SPWMG8886G5430G6521G17829G8503G5370G8886的G1260G9869,G2528G7114G993G19668要G3835量的计G12651。G7053G7708的选择G7053G7708G980G7171G980G1022G17751G17902用的G7053G7708,G7053G7708G1120G11013于计G12651G13333G10724,G993G17878用于实G7114控制。而G7053G7708三G7094G1867G7389G6521G17829G8503G5370G8886的G1260G9869G2460G18003G1825G1114G3835量的G17828G12651。G2528G7114G4557于现G3324的控制器来G16840,G17731G1226生成G980G1022G17751G3835的G8503G5370G15932G7171G2499G1209G1582G2052的。G6937本设计采用G7053G7708三。12逆变器件方案G7053G7708G980G2045用分立G1815G1226。G17902G5132采用G25G1022IG42G37TG1328为G5332G1863器G1226,G13464成G980G1022三相G7737G5347逆变电路G708G3926G3282G20G20G709,G9994后G1889G1582G980G3883IG42G37T的驱动电路,G2375G2499实现G980G1022逆变电路。DCVAVBVCV1Q2Q3Q4Q5Q6QA1A2A3A2A5A0A4A6A7A8A9A10G7053G7708G1120G2045用G19610成的智能功率模块G708IPMG709,G4439G1881G18108G993G1177G1177G2265G6336G7737G5347逆变电路和驱动电路,G3818G3272电路G12628单,G17836G1867G7389G3822G12193G1457G6264的功能。3G7053G7708的选择G1016G12193G7053G8873G18129G2499G1209实现逆变电路的功能。G1306G7053G7708G980G6164G19668G3818G3272电路G3809G7446而采用G7053G7708G1120电路G12628单,G6937采用G7053G7708G1120。G18003G1825G1114G11013于分立G1815G1226过G3822而G5353G17227过G3822的G19394题。G3698加G1114电路的G2499靠性和安全性。13测量系统方案选择G7053G7708G980采用电流,电压传感器将线电压线电流转化成G17751G4579的电量,之后使用G19610成真G7389效值/直流转换器和乘G8873器测量G7389效值和功率,使G17731G1226设计G12628单,G1867G7389G17751高的精度。G7053G7708G1120采用传感器将线电压线电流转化成G17751G4579的电量后,G11013单片机PICG208F452控制G1881置ADG4557信号G17839G15904采G7691,存储并G4557存储的数据G17839G15904分析计G12651,G17839而G5483G2052G7389效值和功率。此G7053G8873硬G1226,G17731G1226上G18129容易实现,并G2528G7691G1867G7389G17751高的精度。G7053G7708的选择G1209上G1016G1022G7053G7708功能上,精度上G18129能满足题目要求,G1306G7053G7708G980使用的器G1226G17751为昂贵,性价G8616G993高。而G7053G7708G1120使用单片机系统G4557数据分析G5483G2052测量量,充分发挥器G1226的G1328用,G1867G7389G17751高的性价G8616,G6937选择G7053G7708G1120。二方案的实现及模块电路21系统框图总体系统框G3282G3926G991G3282G6164示G708G32822G20G709A11A13A12A14A15A16A17A1122变频电源方案实现221器件的选择2211控制器的选择G11013于变频电G9316G19668G11013控制器完成SPWM控制,G19668要G3835量的计G12651,普G17902单片机难G1209胜任,G6937我们G3324设计中选择DSPG1328为控制器。我们选择TM320LF2407A,G4439G7171电机控制专用芯片,其G1881置PWM发生器G12573资G9316非G5132G17878合题目G19668要。2212逆变路电的器件选择逆变电路核心单G1815主要采用三菱公司的智能功率模块G708IPMG709PM30CSJ0G250。PM30CSJ0G250因其饱和压降低、G1457G6264功能丰富、额定电压为G2500V、额定电流为G205475A,而特别G17878用于低频逆变系统。PM30CSJ0G250G1881G18108电路,G3926G991G3282G6164示G708G328222G709。A11A13A12A13A18A19A20A21A22A23A24A21A25A21A26A27A28A29PM30CSJ0G250G1881G18108设G7389门极驱动控制电路、G6937障检测电路和G1457G6264电路,采用带G7389电流传感器的IG42G37T芯片。G1881置IG42G37T芯片带G7389许G3822G17227电流传感器G1328用的G4579单G1815,G17837些G4579单G1815的信号反馈G2052G8616G17751器上,G1209检测IG42G37T的主电流。222变频电源主要硬件电路设计2221主电路的设计A主电路的框架图(图23)A11A13A12A20A30A28A29A31A17A32A11B主电路电源整流主电路电G9316经过G7737G5347全G8886整流后G17839G15904电容滤G8886,生成直流电,G1328为逆变电路的直流电G9316。为G1457证系统安全性,交流电G9316入口处串联5AG1457险管。G991面画出G1114主电路主电G9316输入的整流G18108分的电路G3282G708G328224G709。5A11A13A12A33A34A35A28A29C电路工作电源设计G2528G7114设计G1114系统工G1328G6164G19668要的四路直流稳压电G9316。G991面画出G1114其中G980路电G9316电路G708G328225G709A11A13A12A36A28A37A38A39A28A292222信号的光耦隔离DSP控制信号G994PM30CSJ0G250之间G17902过高速光耦G25NG2037G17839G15904隔离,隔离电路G3926G32822G25G6164示。A11A13A12A25A40A41A28A292223反馈电路设计G991G3282G708G328227G709为G11013电压传感器输出信号反馈给DSP的反馈电路电压输出3G25V。电路主要G11013G980G1022滞回G8616G17751器构成。当输入电压G8616预置电压高G7114输出低电平,反之输出高电平。输出的信号送给DSP处G10714。6A42A43A44A45A46A47A48A49A50A51A52A46A5323测量系统方案实现及模块电路231测量系统方案实现测量系统的设计主要为G2045用单片机系统,G17902过电流传感器,电压传感器G4557线电压,线电流G17839G15904转换后,经过G16855G10714电路送入A/D,A/D经数模转换后送给单片机,G4557数据G17839G15904处G10714,计G12651。计G12651后G17902过液晶屏显示G6164测量的输出量,并显示出被测信号的G8886G5430。G2528G7114实G7114检测电流G7389效值,当电流G7389效值G3835于3G25AG7114,立G2063G17902过I/O口控制过流G1457G6264模块切G7041主回路来实现过流G1457G6264。系统结构框G3282G3926G991G3282G6164示G328228A54A55A56A57A58A59A60A61A62A63A64A54232测量系统控制器的选择7测量系统的控制器选择单片机PICG208F452,G4439G7171八位RISC指令G19610单片机,本系统使用系统G7114钟20M。G1881置32KFLASH,G205KRAM,G1881置G200位8G17902道A/D。其强G3835的功能,和G17751高的速度G2499G1209满足G4557信号采G19610和数据计G12651处G10714的要求。233电流检测测量系统采用电流传感器为G37LFS7系G2027中的G37LFG2000S7,G4439G7171G5224用G19681G4584效G5224的G5332G10627电流传感器,G980G14336用于测量直流、交流及G14045G1926电流,G2419、G2115G17805回路之间高度电G13489G13548。被采G7691电流经过电流传感器转换成电压信号,我们G6164用的A/D为单片机PICG208F452G1881置的G2325位八G17902道A/D,G2454G13783电压为5V。经电流传感器之后的电压G3926G7536G5831被A/D使用,G19668要加上G16855G10714电路G1209G17810G2052A/D的使用要求。G11013G17828G6930G13464成的G16855G10714电路G3926G3282G708G32822G28G709A54A55A56A65A66A67A68A58A69A70A71A72A66A73234电压检测测量系统采用的电压传感器为LV28P,G4439G7171G5224用G19681G4584G2419G10714的G19393G10627G15929G1619传感器,G1867G7389出G14406的精度和G14403G3921的线性度,低G9213G9430G12573G1260G9869。G2528电流传感器相G2528,电压传感器G1075G19668要G4557其输出信号G17839G15904G16855G10714后G6177能输出给AD。235滤波及对单片机内置AD的过压保护G11013于被测信号频率为0G713G2000HG93,G6937信号经G16855G10714后经过G980G19466G19471容低G17902滤G8886后,送G14279A输入。因为AD输入的G2454G13783电G9316为0G7135V为G19462G8502信号电压过G3835G4557ADG17908成G11784G3363,G3324信号送G14279AD之G2081G17836要经过5G20V稳压管。滤G8886及G4557AD的过压G1457G6264G3926G3282G708G32822G200G7098A54A55A56A74A75A69A76A77A78A79A80A81A82A83A84A85A86A66A73三软件设计31DSP主程序流程DSP产生SPWMG8886G5430主G12255G5219G12255G5219流G12255G3282G3926G991G3282G6164示G708G32823G20G709A54A87A56A74A81A88A89A90A91A67A92A5432SPWM波实际产生算法SPWMG8886的产生,G20330G1820存入DSP的FLASH中5G202G9869G8503G5370G15932,G16847G2474G8503G5370G15932G8611G1016G1022G9869之间的G7114间间隔G7094G2499G1927定输出G8503G5370G8886的频率,而G8503G5370G15932G1016G1022G9869之间G7114间间隔G11013定G7114器2G1927定。G6164G1209输出交流电G9316的频率G994定G7114器2的计数值NG7389G3926G991G1863系915122510NFG7083G20G709G4557于G993G2528频率根据公G5347G7083G20G709计G12651出G8503G5370G15932中G8611G1016G9869G4557G5224的计数值N,G1328为定G7114器2的G2620G7411值,G2528G7114将G2620G7411数G17839G15904G13059加,G3324定G7114器G20G2620G7411中G7041G7114,将G13059加值G2474出G1328为G17894G3698G16294度G1571G12239,并将G7609G15932G6164G5483G8503G5370值G1328为G8616G17751值G17183给G8616G17751G4504存器。G17902过G3818G18108G6365G19202G2499G6925变N,G2375G2499G6925变输出G8503G5370G8886频率,G17839而实现变频的功能。33测量系统软件设计测量系统G17731G1226主G12255G5219分为G19202G11436G6207G6563,G8886G5430显示,数据计G12651,测量显示G1972G1022G18108分。G991G3282为测量系统的主流G12255G3282G708G328232G7099A93A94A95A96A97A98A99A100A101A102A103A104A105A103A93四测试仪器与测试方法41测量仪器交流G16855压器0G97250V交流G2499G16855示G8886器RIG42OLDS50G252CA数G4395示G8886器G987用G15932胜G2045VCG287数G4395G987用G15932G17139G17745电G1947150W20G161G708G1025G8G7093G102242测试方法G3324隔离变压器G2081加入G14270耦变压器G16855整输入电压,G3324输出G12483分别G6521入三G1022功率电G19471G708G60G6521G709模G6323G17139G17745输入。G3324G6164G7389电G9316和控制信号G17842G6521G7092G16835G7114,G2499G1209G17839G15904G16855G16809。测G16809过G12255AG6521入IPM模块,G6521入G14270耦变压器G708用于G16855整数G994电压G709,主电路输出G6521入G1946G3803G3921的功率电G19471G708G60G6521G709。上电测G16809。G16855整G14270耦变压器的输入,G2528G7114用示G8886器G16278G4531输出G8886G5430;BG7041电后G3324输电路中G6521入电感和电容,G17839G15904滤G8886。上电测G16809,G16855整G14270耦变压器的输入,G2528G7114用示G8886器G16278G4531输出G8886G5430;C输出G6521入G17139G17745。G20330G1820,G16855G14422G14270耦变压器使输入电压G3324G20G288VG97250V之间变化,测G16809输出电压。G9994后,使输入为220V,G17902过G16855G14422G6365G19202来G16855G14422频率,测G16809变频G14551G3272。G7380后,将频率定G332450HG93G7114,测G16809输出G8886G5430的G3845真度;DG17902过G6925变输出G17139G17745,测G16809输出电流G14551G3272;1043测量数据及数据分析431功率输出波形G7422加入滤G8886G7114输出电压G8886G5430G3926G991G3282G6164示G708G32824G20G709。A93A106A95A107A108A109A110A111A112A113A114A115A110A116加入滤G8886后的输出电压G8886G5430G3926G991G3282G6164示G708G328242G709,从G3282中G2499G1209G11487G2052G8886G5430G7092G7138显G3845真。A93A106A95A96A117A118A109A110A119A112A113A114A115A110A116432输入电压198V250V,测试

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