单片机控制的交流调速系统设计

1、摘要21引言31.1交流调速系统的现状31.2交流调速系统的特点41.3交流调速系统原理52交流调速系统的硬件设计62.1交流调速系统控制回路设计62.2交流调速系统参数设计72.3元器件的选用113交流调速系统软件设计233.1主程序设计及说明233.2子程序设计264结论285参考文献286致谢29单片机控制的交流调速系统设计摘要交流变频调速具有调速范围宽，稳速精度高，动态响应快，运行可靠等技术性能，已逐步取代直流电动机调速系统。然而目前的变频器大部分都是线路复杂，价格昂贵，常用于大、中功率的电动机。本课题单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。通过改变程序来达到控制转速的目

2、的。由于设计中电动机功率不大，所以整流器采用不可控电路，电容器滤波；逆变器采用电力晶体管三相逆变器。系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，SA8282大规模集成电路，保护电路，AT89C51单片机，8255可编程接口芯片,I/O接口芯片，测速发电机等组成。可以满足各种不同场合的应用，以达到调速节能的效果。关键词：AT89C511片机；SA8282转差频率；交流调速；三相异步电动机1引言1.1交流调速系统的现状电气传动从总体上分为调速和不调速两大类。按照电动机的类型不同，电气传动又分为直流和化大生产的不断发展，生产技术越来越复杂，对生产工艺的要求也越来越高，这就要求生产交流两大类，

3、直流电动机在19世纪先后诞生，但当时的电气传动系统是不调速系统，随着社会机械能够在工作速度，快速启动和制动，正反转等方面具有较好的运行性能。 从而推动了电动机的调速不断向前发展， 自从1834年直流电动机出现以后，直流电动机作为调速电动机的代表，在工业中得到了广泛的应用。它的优点主要在于调速范围广，静差小，稳定性能好以及具有良好的动态性能，晶闸管变流装置的应用使直流拖动发展到了一个很高的水平，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中相当长时间内几乎都采用直流拖动系统。尽管如此，直流调速系统却解决不了直流电动机本身的换向问题和在恶劣环境下的不适应问题，同时，制造大容量，高转速以及高电压直流电动机也

4、十分困难，这就限制了直流传动系统的进一步发展。交流电动机在1885年出现后，由于一直没有理想的调速方案，只被应用于恒速拖动系统，从本世纪30年代起，不少国家才开始提出各种交流调速的原始方案，品闸管的出现使交流电动调速的发展出现了一个质的飞跃，使得半导体变流技术的交流调速得以实现， 国际上在60年代后期解决了交流电动机调速方案中的关键问题，70年代开始就实现了产品的高压，大容量，小型化，且已经逐渐取代了大部分传统的直流电动机的应用领域。交流调速系统发展迅速的很大一部分原因在于交流电动机本身的优点：没有电刷和换向器，结构简单，寿命长。近年以来大功率半导体器件，大规模集成电路，电子计算机技术的发展，

5、加上交流电动机本身的优越特性，为交流调速提供了广泛的应用前景。目前交流电力拖动系统已具备了较宽的调速范围，较高的稳态精度，较快的动态响应，较高的工作效率以及可以在四象限运行等优越性能，其动态性能均可与直流电动机拖动系统相比美。1.2交流调速系统的特点对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。这主要是根据采用什么电流制型式的电动机来进行电能与机械能的转换而划分的，所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能一机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。交流调速系统与直流调速系统相比较，具有如下特点：1 .容量大这是电动机本身的容量所决定的。直流电动机的单机

6、容量能达到1214MW而交流电动机的容量却远远的高与此数值。2.转速高，而且耐压直流电动机受到换向器的限制，最高电压只能达到1000多伏，而交流电动机容量可达到6-10KV甚至更高。一般直流电动机最高转速只能达到3000转/min左右，而交流电动机则可以高达每分钟几万转。这使得交流电动机的调速系统具有耐高压，转速高的特点。3 .交流电动机本身的体积，重量，价格比同等容量的直流电动机要小，且交流电动机结构简单，坚固耐用，经济可靠，惯性小成了交流调速系统的一大优点。4 .交流电动机的调速装置环境适应性广。直流电动机由于结构复杂，换向器工作要求高，使用中受到很多限制，如工厂里的酸洗车间，由于腐蚀严重

7、，使用直流电动机每周都要检查碳刷，维修起来比较困难，而交流电动机却可以用在十分恶劣的环境下不至于损坏。5 .由于高性能，高精度，新型调速系统的出现和不断发展，交流拖动系统已达到同直流拖动系统一样的性能指标，越来越广泛的应用于国民经济的各个生产领域。6 .交流调速装置能显著的节能。工业上大量使用的风机，水泵，压缩机类负载都是靠交流电动机拖动的，这类装置的用电量占工业用电量的50%以往都不对电动机调速，而仅采用挡板，节流阀来控制风量或流量。大量的电能被白白的浪费掉，如果采用交流电动机调速系统来改变风量或流量的话，效率就会大大的提高，从各方面来看，改造恒速交流电动机为交流调速电动机，有着可观的能源效

8、益。交流电动机因其结构简单，运行可靠，价格低廉，维修方便，故而应用面很广，几乎所有的调速传动都采用交流电动机。尽管从1930年开始，人们就致力于交流调速系统的研究，然而主要局限于利用开关设备来切换主回路达到控制电动机启动，制动和有级调速的目的。变极对调速，电抗或自藕降压启动以及绕线式异步电动机转子回路用电阻的有级调速都还处于开发的阶段。交流调速缓慢的主要原因是决定电动机转速调节主要因素的交流电源频率的改变和电动机的转距控制都是非常困难的，使交流调速的稳定性，可靠性，经济性以及效率均不能满足生产要求。后来发展起来的调压，调频控制只控制了电动机的气隙磁通，而不能调节转距。转差频率控制在一定程度上能

9、控制电动机的转距。1.3交流调速系统原理异步电动机的同步转速，即旋转磁场的转速为n160fl/np(1-1)其中n1为同步转速(r/min)f1为定子频率，也就是电源频率(Hz);品为磁极对数。p异步电机的轴转速为nn1(1s)60fl(1s)/np(1-2)其中s为异步电机的转差率，s(n1n)/ni由上面的公式可以看出，改变电源的供电频率可以改变电机的转速。在对异步电机调速时，希望电机的主磁通保持额定值不变。任何电动机的电磁转矩都是磁通和电流相互作用的结果，主磁通小了，铁心利用不充分，同样的转子电流下，电磁转矩小，电动机的负载能力下降；主磁通大了，会使电动机的磁路饱和，并导致励磁电流畸变，

10、励磁电流过大，严重时会使绕组过热损坏电机。主磁通是由励磁电流产生的，两者之间的关系是由磁化特性决定的。由电机理论知道，三相异步电机定子每相电动势的有效值为EI4.44ffm.其中E1为气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值(V),f1为定子频率(Hz),为定子每相绕组匝数，m为极磁通里(Wb)。由上式可见主磁通中.是由E1和G。共同决定的，如果保持E1和G之比不变，就可以保持主磁通不变2交流调速系统的硬件设计2.1交流调速系统控制回路设计当稳态气隙磁通恒定时.异步电机的机械特性参数表达式为:E12T3P()1s1r222r2sx2若要使转差频率s较小，只要有提供异步电动机的实际转速反馈即可实现

11、。若要保持m为恒值，即保持励磁电流m包定，而励磁电流m与定子电流1有如下关系，因此若，1按照上述规律变化，则m恒定，即m恒定。转差频率控制策略是：利用测速环节得到转速U与转速给定U、比较，限制输出频率使转差率US(即S)不太大；控制定子电流1,使得励磁电流m保持恒定；这时控制s实现调速。系统原理图如图2-1所示。其中cn2n1r2n。22n2一X2n。当实际转差乙工额定空载转速口4相比很小时(nX22n。可以从式中约去，这样式n1r2(2-1)可以简化为:cn2n0nm2-cr22sm2r2n。(2-1)H0)(2-2)从式(2-2)中可得， 当转差频率与s成正比。这时只要控制转差频率s较小且

12、磁通m恒定时，电机的电磁转矩Ts就能控制转矩T,从而实现对转速的控制。1fsm22r21LmL2rL2(2-3)转速开环恒压频比的调速系统， 虽然结构简单， 异步电动机在不同频率小都能获得较硬的机械特性但不能保证必要的调速精度，而且在动态过程中由于不能保持所需的转速，动态性能也很差，它只能用于对调速系统的静，动态性能要求不高的场合。如果异步电动机能象直流电动机一样，用控制电枢电流的方法来控制转矩，那么就可能得到和直流电动机一样的较为理想的静，动态特性。转差频率控制是一种解决异步电动机电磁转矩控制问题的方法，采用这种控制方案的调速系统，可以获得与直流电动机恒磁通调速系统相似的性能。调速系统总体结

13、构图见图2-1所示。图2-1调速系统总体结构图如图2-2所示，系统主电路由二极管整流电路、SPWM变器和中间直流电路等组成，都是电压源型的，采用大电容C1滤波，同时兼具无功功率交换大的作用。为了避免大电容在合上电源开关后通电的瞬间产生过大的充电电流，在整流器和滤波电容间的直流回路上用入电抗，刚通上电源时，由L1限制充电电流，然后经过一段时间延时，L失去限流作用，使电路正常供电。2.2交流调速系统参数设计对一台三相异步电动机调速系统进行设计。异步电动机的参数:n2.2KW,n1440r/min,Us380V,接法，4.8采用转差频率控制方法，由单片机组成核心。调速范围（2.251HZ,无级调速，

14、静差率S5%。根据对象参数，完成各功能单元的结构设计，参数计算。图2-2转差频率控制变频调速系统原理图从图2-2可知.系统由速度调节器、电流调节器、函数发生器、加法器，整流与逆变电路，PWM制电路，异步电动机及测量电路等组成，其中异步电动机由SPWM制逆变器供电。转速调节器ASR勺输出是转差频率给定值U， 表转矩给定。 函数发生器输入转差频率产生Un。信号，并控制定子电流。以保持m为包值；加法器对转差频率和转速信号求和得到变频器的输出频率。从而实现三相异步电机变频调速。(1)主回路的结构系统主回路是交一直一交电压型变频电路，其图2-3如下所示：图2-3系统主回路电路图整流采用三相桥式不可控整流

15、器，Li,L2,Co组成滤波电路，R2,C2,VD2三个元件和VDi一起构成尖峰电压吸收电路(又称直流侧阻容吸收电路)，用以削弱因逆变器换流而引起的尖峰电压，采用的是GRL相桥式PW顺变器。(2)参数计算和元件选择1)大功率开关管SPWM正弦脉宽调制方法的直流利用率为0.866,即Ui/Ud0.866。为了使逆变器输出380V的线电压，要求直流侧的电源电压：W380VUd438.8V考虑到大功率的晶体管的管压降等，取Ud450V,则大0.866功率晶体管的参数为U(BR)ceo(2:3)Ud900:1350V,U(RR)ceo(2:3)Ud900:1350V。选择晶体管模块QCA50A100A

16、三块，作为大功率开关管。QCA50A100A为两单元组件，c-e极带反向续流二极管，绝缘式结构，其极限参数为：U(BR)ceo1000V,ICM50AB400*2W,它的内部结构图如图2-4所示。b,K7本 J1J1I I- - 1 1 广(C?(C?) )图2-4QCA50A100模块内部结构2)三相整流桥整流桥输入侧电压为：U2192V,直流侧功率可2.34估算如下：取电动机的效率为0.82,则电动机的输入功率为口2200VKW2.7KW。取逆变器的效率为0.93,则直流侧的功率为：0.82PP2900Fd2.9KW，故直流侧电流：Id上A6.4A。整流二极管最高0.93Ud450反压：U

17、RM2向22而*192V940V。基于以上数据，选用MD知三相整流桥模块，具最大输出电流为40A,最高耐压为1000M(3)LC滤波器取C04400uF,其最大耐压病2470V。选择两只2200uF,耐压在500V以上的电容器并联使用。滤波电感在这里主要用来限制电流脉动(PW渡频调速系统不存在电流不连续问题)和短路电流上升率，按照晶体管三相桥式整流电路限制电流脉动的电感量算式估计如下(取Si10%)30.8*10*192*mH127mH2*3.14*30010%*6.4考虑到电动机和整流变压器存在一定的电感量， 取实际的串联电感为100mH选择两台电感量各为50mH额定电流不小于6.4A的电抗

18、器L1,L2串联。(4)直流侧阻容吸收电路按照晶体管三相桥式整流电路直流侧组容吸收电路参数式进行估算：U2l3*192RK20.13*170Rd102%6.5*C-02I2*0.816*6.4100100其中，C2选2:4uFCZJ系歹I纸电容。R2的额定功率取为2WR2选才RJ系列金属膜电阻。VD1,VD2选用2CP1G额定电流0.5A,最高耐压800V。(5)大功率晶体管阻容吸收电路取电动机起制动电流Im为额定电流的3倍，即1m3*4.8A14.4A,GRT关断时间Tf6us,开泵电压UP50V,则：U_3(dm)*103IU2*U22fdSId(2-4)C2I02%.12100fU2l6

19、.5-*0.816*6.470000、.3*100uF2.5uF50*3*192(2-5)(2-6)cImtf14.4*6C1uF0.0864uF(2-7)2(UdUP)2*(45050)Ci的耐压值与GRT相同，取Ci为0.1uF,1000V的电容，R阻值取为100欧2.3元器件的选用(1)74LS13874LS138是一种3-8译码器，有三个输入端，经译码产生8种状态。其引脚如图2-5所小，译码功能如表所小，由表可知，当译码器的输入为某一个编码时其输出就有一个固定的引脚输出为低电平， 其余的为高电平。图2-574LS138引脚图表174LS138真值表输入输出G1G2A/G2B/ CBAY

20、7/Y6/Y5/Y4/Y3/Y2/Y1/Y0/1000001111111010000111111101100010111110111000111111011110010011101111100101110111111001101011111110011101111111其它状态XXX11111111(2)8253主要功能1)一个芯片上有三个独立的16位计数器通道；2)每个计数器都可以按照二进制或二一一十进制计数;3)每个计数器的技术速率可高到2MHz&5中工WLU步4).每个通道有六种工作方式，可由程序设置和改变5) .所有的输入输出与TTL兼容。8,D0OUT0,D1GATE0,D2CLK0

21、,D3,D4107116 69 95 543,D5,D6OUT1,D7QOCQGATE18253CLK1CSRDWROUT2,A0GATE2132-1T4-T4-21151722-23口191616- -20,A1CLK2,1818图2-68253引脚图每个通道有三条引线：CLK输入脉冲线。计数器就是对这个脉冲计数。8253规定，加在CLK引脚的输入时钟周期不能小于380ns.GATE门控制信号输入引脚。这是控制计数器工作的一个外部信号。当GATE引脚为低电平时，通常都是禁止计数器工作；只有当GAT助高电平时，才允许计数器工作。OUT输出引脚。当计数到“0”时，OUT？I线上必然有输出，输出信

22、号的波形取决于工作方式。本次设计用到芯片8253的工作方式三， 当记数值N为偶数时， 输出为对称方波， 前N/2记数期间，OUTt出为高电平，后N/2记数期间，OUT俞出为低电平。若记数值N为奇数值时，将输出不对称方波，即在前(2N+D/2记数期间，OUTit出高电平，后(2N-1)记数期间输出低电平。(3) HEF4752随着电力电子技术及大规模集成电路的发展，基于集成SPW血路构成的变频调速系统以其结构简单、运行可靠、节能效果显著、性价比高等突出优点而得到广泛应用。本文介绍的变频调速系统是以大规模专用集成电路HEF475到核心构成的控制电路，由HEF4752r生的三相SPWMt号经隔离、放

23、大后，驱动由IGBT构成的三相逆变器，使之输出SPWM6波形，实现异步电动机变频调速。HEF475骑介HEF4752如图8所示，是采用LOCMOS艺制造的大规模集成电路，专门用来产生三相SPWM1号。它的驱动输出经隔离放大后，可驱动GTO和GTR2变器，在交流变频调速中作控制器件。图2-6HEF4752引脚图主要特点如下:1）能产生三对相位差120的互补SPWME控脉冲，适用于三相桥结构的逆变器。2）采用多载波比自动切换方式，随着逆变器的输出频率降低，有级地自动增加载波比，从而抑制低频输出时因高次谐波产生的转矩脉冲和噪声等所造成的恶劣影响。调制频率可调范围为0100Hz,且能使逆变器输出电压同

24、步调节。3）为防止逆变器上下桥臂直通，在每相主控脉冲间插入死区间隔，间隔时间连续可调。引脚说明:HEF475劾28脚双列直插式标准封装DIP芯片，它有7个控制输入，4个时钟输入，12个驱动信号输出，3个控制输出。各管脚功能描述如表所列。表2HEF4752管脚功能台匕目匕相换流开关信号11BOB相主开关信号218262362524,CSPORC-2,VAVORC-1RSYNOYM-2OYM-1&OCTRCTOYC-2,VCTOYC-1,FCTORM-2CORM-1,B,AOBM-2,CWOBM-1,K,IOBC-2,LOBC-1OBCHEF47522-327-11110

25、2122192092B31BOBAA相主开关信号14RCT最高升天频率基准时钟5CW电机换相控制信号6OC推迟输出时钟7K K选择互锁推迟间隔81ORMR相主开关信号19 92OR MR相主开关信号2101OR(3R相换流开关信号1112OR(R相换流开关信号212FCT频率时钟13A复位输入控制14VSS接地端15B测试电路用信号16C测试电路用信号17VCTVCT电压时钟18CSF)电流米样脉冲192OY(Y相换流开关信号220OY(：Y相换流开关信号11）输入引脚I用来决定逆变器驱动输出模式的选择，当引脚I为低电平时,驱动模式是晶体管，当引脚I为高电平时，驱动模式是晶闸管。2）输入控制信

26、号引脚K和时钟输入引脚OC,同决定逆变器每对输出信号的互锁推迟间隔时间。(4) 82558255是可编程的并行I/O接口芯片，它具有3个8位的并行I/O口，三种工作方式，可通过编程改变其功能，因而使用方便，通用性强，可作为单片机与多种外围设备连接时的中间接口电路。8255的引脚图如图9所示。引脚说明由图可知，8255共有40个引脚，各引脚功能如下:DO-D7:三态双向数据线，与单片机数据总线相连，用来传递数据信息。CS/:片选信号线，低电平有效，表示芯片被选中。图2-78255引脚图RD/:读出信号线，低电平有效，控制数据的读出。WR/写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。Vcc：+5V电源

27、。PA7-PAQA口输入/输出线。PB7-PBQB口输入/输出线。PC7-PCQC口输入/输出线。RESET复位信号线。A1-A0:地址线，用来选择8255内部端口。本次设计用到8255的工作方式0,且A口作为输入，B口，C口作为输出。8255地址口的选定：片选CS/,地址选择端A1,A0。分别接于P0.7,P0.1,P0.0其它地址线全悬空。显然只要保证P0.7为低电平时，选中该8255,若P0.1,P0.0再为“00”选中8255的A口，同理P0.1,P0.0为“01”，“10”，“11”分别选中B口，C口及控制口。 若地址用16位表示， 其他无用端全选为1,则8255的A,B,CJ及控制

28、口地址可为FF7CHFF7DHFF7FH如果无用位为“0”，则4个地址为0000H,0001H0002H,0003H只要保证CS/,A1,A0的状态，无用位设为“0”，或“1”无关。掌握了确定地址的方法，地址便可以灵活的选出了。(5) ADC0809D0PA0D1PA1D2PAD3PAD4PA4D5PA5D6PA6D7PA7RD-PB0WRPB1A08255PB2A1PBRESETPBCSPB5 PB6 PB7PC0PC1 PCPC3 PC4 PC5 PC6 PC725103433281274313T231301415161-40-393938383737536-935-61819202223

29、ADC080用一种逐次逼近式8路模拟/&入，8位数字量输出的A/D转换器其引脚如图10所示。由引脚可见，ADC0809ft有28个引脚，采用双插直列示封装，具引脚主要功能如下：2) DO-D7是8位数字量输出端。3) A,B,C与ALE控制8路模拟通道的切换，A,B,C分别与三根地址线或数据线相连，三者编码对应8个通道地址口。C,B,A=00O-111分别对应IN0一IN7通道地址。ADC0809虽然有8路模拟通道可以同时输入8路模拟信号， 但每个瞬间只能转换一路，各路之间的切换由软件变换通道地址实现。4) OE,STARTCLK为控制信号端，OE为输出允许端，STAR启动信号输入端，CLK为

30、时钟信号输入端。5) VR(+)和VR(-)为参考电压输入端。6) )8279图2-98279引脚图8279是一种通用可编程键盘，显示器接口芯片。如图11所示，它能完成键盘输入和显示控制两种功能，键盘部分提供一种扫描方式，对键盘不断扫描，自动消抖，自动识别出按下的键并给出编码，能对双键或N键同时按下进行保护。8279的组成：1)I/O控制及数据缓冲器2)控制和时序寄存器及定时控制3)扫描计数器4)回复缓冲器，键盘抖动及控制5)FIFO/传感器RAMK其状态寄存器6)显示RAMf口显示地址寄存器在本系统中，控制信号用SA8282大规模集成块来产生。电动机转速的调节是通过调频，调压实现的。以正弦波

31、作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波(Carrierwave),并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波(Modulationwave),当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。如图2-9为其调制原理图。 按照波形面积相等的原则， 每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。正弦调制波在半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPW帔也在正负之间变化，也称为双极性控制方式。将三相电压和幅值为Ucm频率为八的三角载波分别送到

32、三个独立的比较器,27OUTA0-26-26OUTA1-25-25OUTA2- -2424OUTA312DB0-T3-T3DB1-14-14DB215,DB3,DB417,DB518,DB619,DB74,IRQ22CS*RD11WR21-,A03MCLK9，RESETOUTB031OUTB130-OUTB22 2OUTB32828 BD23SL032SL13333SL335RL038RL139RL1-RL2RL45RL6RL-7-RL8SHIFTCNTL/S36378279比较器的输出一方面接到相应的上桥臂开关作为驱动信号， 另一方面经过反相后接到相应的下桥臂开关作为驱动信号，在系统主回路电

33、路图图2-10中参考波是U相，则其直接输出将驱动V1开关，反相输出驱动V4开关。将三相参考波和载波放在同一个坐标系上，则如图2-11所示，以UUN为例，当Uuuc时，Ug1为高电平，则驱动V1导通，V4截止，图2-9图把M3调制原理图b bjirrowmu：JLlTTWL：图2-10SPWM2变器电压波图形UunUd/2;当Uuuc时，Ug1为低电平，V1截止，V4导通，UunUd/2,输出都波形为双极性。更为实际的是SPW迸变器往往加上调节器，加上调节器后，实际的是输出电压与参考电压或指令电压比较后作为调节器的输入，其输出形成相应的Uu,Uv,Uw,这样输出总是跟随者指令电压变化。在模拟电子

34、电路中，采用正弦波发生器、三角波发生器和比较器来实现SPWR双极性控制；改成数字控制后，开始时只是把同样的方法数字化，称做“自然采样法”而在工程上，采用的是简化后的“规则采样法”。在本设计中，SA8282控制脉冲波的输出采用数字方法，数字方法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点并将其存入内存然后通过查表及必要的计算生成PWM波，从而实现以软件方式控制的，在SA8282的ROW储存有脉冲表，SA8282可通过查表得知应该输出的脉冲的频率与幅值，从而可以控制电机的转速与输出转矩。AT89C5侧通过检测电路检测的图2-11AT89C51与SA8282连接电路图数据通过P0向SA8282的AD口传

35、送数据，使SA8282输出相应的脉冲波，从而达到转差频率控制电动机的交流调速。(7)光电隔离及驱动电路设计SA8282输出的PWF制信号功率很小，无法直接驱动GTR要经过脉冲功率个带有光隔离的功率放大电路， 其电源电压为12V,输入信号5V,输出电压1.6V(对应GTRt通)和-2V(对应GTR关断)，工作频率为2.5HZ,可驱动50A以下的逆变器，其内部电路如图2-12所示。(8)故障检测及保护电路设计故障检测及保护电路如图2-13所示，该电路采用电阻取样的电压、电流保护电路，通过调节电位器RP1RP块设定最大的允许电压、电流值。电路中C1、C2接8255+5V+5VA/r-A/r-AT89

36、C51AT89C51SA8282TCCPO.Q-PO.7TCCPO.Q-PO.7PIVRRJ)RJ)ALEALEXTAL1XTAL1RESETRESETP2.7P2.7ITAL2ITAL2VSSVSS24.576UZ24.576UZADO-ADTADO-ADTTCCTCCIKffUXRDRDALEALERPHTRPHTRPHRPH RESETRESETTPHTTPHTTPTPHUHUCSCSCLECLEVSSVSSBPHTBPHTBPHBBPHB放大才能驱动GTR脉冲功率放大电路选用模块EX359该模块是图2-12EX359驱动模块内部结构的C口中的PC2PC3。端接SA8282的CLKRES

37、ETRESETh hC C图2-13过电流，过电压保护电路控制端这样保护电路可通过门1输出控制信号的封锁SA8282输出的PWM6制信号，断开主回路电源。A1、A2接8255的C口中的PC4PC5通过PC4PC5输入故障信号，用以检测故障类型。(9)模拟量输入通道的设计由于本次设计中选用的AT89C5俾片机没有模数转换器所以需要在外部电路中加上模数转换电路。经过考虑选用的是ADC0809K片。它能完成8路模拟量的转换，为了削弱反馈信号中的交流分量，在需在反馈信号输入前加一RC滤波电路，取R10,C0.47F,对应的时间常数为0.005S。3交流调速系统软件设计3.1主程序设计及说明(1)主程序

38、框图如图3-1所示。 先进行芯片初始化， 然后， 清系统工作区， 开放89C51外部中断，启动软件定时器10ms(采样周期)。所以，系统初始化完毕，进入控制循环：测速一中断服务(Un,Un和UZf,Xf,zv,xv)一可逆切换程序一输出控制量一测速。(2)转速调节程序转速调节程序即为软件定时器O的中断服务程序，其程序框图如图3-2所示。运算，查表求出开始在转速调节程序中，完成转速、USM的采样，进行PI运算，求出频率指令信保护现场0X00?图3-2转速调节程序框图(3)增量式PI运算程序增量式PI运算子程序框图如图3-3所示，它包括按图所示控制曲线计算转差频率增量USK,由USK求出转差频率控

39、制量USK,再由USK求出号Un,然后查表求得分频系数Zf,Xf,Zv,Xv启动A/D转换,采样为：必/。.调砰子程序.求得藤率指令信号U”置HSO命令字和时间带教启动软件定时器0定时IOm5由纳查表求得入、瑞的小查衷求得工 E取EMnum”WMmj恢复现场频率指令信号Unk,再由AT89C51单片机向SA8282发出调频指令。开始图3-3增量式PI运算子程序框图(4)故障处理程序故障处理程序即为89C51外部中断服务程序，其程序框图如图3-4所示牙得图3-4故障处理程序3.2子程序设计(1) AD0809勺编程对0809的编程，采用延时的方法Main:MOVR1,#DATAMOVDPTR,#7FF8HMOVR7,#08HLOO