基于单片机的交流异步电机变频控制设计

基于单片机的交流异步电机变频控制设计

1机床阶次合理风速在现代机械制造中，多线压力计通常用于生产不同的电机，主线和每个传输系统都由各自的电机振动。它不仅简化了机械传动机械传动器，还允许不同的扰动系统选择合适的速度来加工，提高加工精度。由于机床加工范围较广,不同的工件,不同的工序,使用不同的刀具,要求机床执行部件具有不同的运动速度,因此机床的主运动和进给运动应能进行调速,传统的方法有有极和无级调速之分,有级调速通常不能满足加工精度和要求。机床的进给拖动是加工精度的关键,而无级调速能在一定范围内调速满足机床拖动系统的要求。本文基于TPWM技术,利用单片MC68HC05组成控制系统,具有电压、频率及故障显示,并且通过键盘调节方便等特点,为高性能的机床电力拖动系统的研究提出了新的思路。2硬件电路2.1控制核心电路本系统采用MOTOROLA系列MC68HC05单片机作为TPWM的逆变控制核心,可由芯片的4路输出驱动信号去控制场效应管的开关。系统由交—直—交主电路、基极IGBT驱动电路、单片控制系统、键盘输入系统、TPWM信号形成电路、电压显示、频率显示以及保护等电路组成。系统的硬件电路如图1所示。2.2u3000两组驱动功能采用摩托罗拉公司的MC68HC05系列,该单片机是MOTROLA系列低档8位机。片内有8KROM、2KRAM、有串行I/O口、并行I/O口、定时器/计数器、A/D变换器、PWM输出驱动及实时时钟(RTC)等功能且具有LED或LCD直接驱动。性价比极高(约为0.9美元/片)。2.3u3000型钢调制波的算法主电路整流器由工频220V直接供电,采用单相半控桥式整流模块。逆变器采用专用模块,内部有六只场效因管作为六个逆变桥臂。内部集成了驱动电路及过压、过流、过温等异常检测电路。当检测到信号异常时,送入MC68HC05。实验分析结果表明,梯形脉冲电流调制(TPWM)技术优于通常采用的SPWM技术。采用梯形脉冲调制(TPWM)技术后,功率器件的开关损耗减小,输出的谐波含量降低,输出功率加大。梯形调制波的数学表达式为:f(wt)=Esπ/2−《wt‚0≤wt≤π/2−f(wt)=Esπ/2-《wt‚0≤wt≤π/2-《f(wt)=Es,π/2-《≤wt≤π/2+《f(wt)=Esπ/2−《(wt−π)‚π/2+f(wt)=Esπ/2-《(wt-π)‚π/2+《≤wt≤3π/2-《f(wt)=-Es,3π/2-《≤wt≤3π/2+《f(wt)=Eπ/2−《(wt−π)‚3π/2+f(wt)=Eπ/2-《(wt-π)‚3π/2+《≤wt≤2π这里δ=Es/Est,《=(1-δ)π/2,Es梯形波的幅值,Est为三角波峰值。在三角波方式下实现梯形波脉冲调制(TPWM)技术的算法为:U(wt)=CPO[1-mf(wt)],V(wt)=CPO[1-mf(wt+120)],W(wt)=CPO[1-mf(wt+240)],其中m为调制深度,f(wt)经离散化后存入ROM中,在每一采样周期,通过查表各实时计算获得每项输出脉冲的宽度并从MC68HC05的输出口送到IGBT驱动电路中。3系统软件3.1tpwm信号产生模块用汇编语言编写相应的程序,其主程序包括初始化子程序、TPWM信号产生子程序和显示子程序。初始化子程序单片机的I/O口、定时器等进行初始化。TPWM信号产生子程序中,由单片机产生梯形波脉宽调制模拟信号,通过给定两个计数(梯形波周期值和载频周期值),查表依次取得各调制脉宽值,经CPU运算后,由I/O口输出TPWM信号,经光电隔离、电平转换后,去控制各场效因管的通断。显示子程序可对电压与电流信号进行定时采样,A/D转换后,经I/O口输出,进行动态显示,通过健盘,经MC68HC05输入口对电源的频率、电压等进行设定。3.2中断口f0当逆变器专用模块出现过压、过流、过温等异常情况时,其F0输出端变为低电平,送入MC68HC05的中断口,使单片机产生中断,发出相应的故障信号,并封锁TPWM的输出信号。4信号的简化基于MC68HC05的TPWM机床电力拖动系统的研究,单片机输出的TPWM信号可使硬件电路简化,系统的功率因数与效率大