16位单片机VVVF系统在电机控制中的应用

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( g( Q/ d, q1 w# K5 ]- ^* [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
% |7 m3 L9 c; m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
片机完成,故所需硬件少,灵活性好,智能性强。

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
流变频技术的发展，成为极具前景的课题.Intel
87C196MC是专门为电机高速控制所设计的一款
, q  e! ?; k! N" n7 P8 w16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
很好的控制效果。
2 a, u2 z& X9 n* p/ I- \2变压变频系统硬件设计
2.1
2 c0 B; y0 l+ W, Z) \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
5 f. y1 F6 n* P' v置,具体电路如图1所示。
" x) Q+ B3 O, e8 v  E& z9 f2 N1)交-直电路
! N% S( y8 n* K$ f# t
交-直电路由整流管D1~D6所组成的三相
全波整流电路、滤波电容C，限流电阻R。、开关JK
+ f9 m+ z, V6 B# ?5 F* ~& z3 [及电源指示灯LP组成。滤波电容C,的容量通常很
' @& Z! I! G0 \; {6 ?大,放电时间较长(数分钟),几百伏的高压电会威
2 Z6 j' _4 a+ M胁人员安全,因此,指示灯LP的作用不可忽视。R。
是制动电阻。电动机在制动过程中处于发电状态，
# ^( _* X4 p: J增加的电能无处释放,使电路电压不断升高,将会
. y% f1 M0 K) q& @损坏电路元件,因此,应给-一个放电通路,使这部分
1 C5 }# v4 t& }7 d1 V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
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: ~
6 I9 F( N: G: n; t9 q, Q, rRe、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

4 Q8 x* @" O+ C; T压降为零时，为储存在线圈中的电能提供释放通
路.当电机制动时,使再生电能回馈到电网。逆变开
- p3 O5 o5 Q. C# w1 q2 O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
* W( \% V; g+ ^+ I$ W- l3 y4 w极管(D13 ~ D18),使电容在充电时,避开电阻,通
4 t) v% }' U. z过二极管充电,在放电时,通过电阻放电,实现缓冲
/ t4 h- O6 Y. a9 g3 b& U功能。
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Intel87C196MC是专门为电机高速控制所设计的