基于SPMC75F2413A单片机的三相SPWM波形发生器的设计

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摘要:提出了基于16位单片机SPMC75F2413A的三相SPWM波形发生器的硬件和软件的设计方案。硬件部
分由波形发生模块、参数调节模块、参数及状态显示模块等组成,通用性强。软件程序是基于SPWM异步调
.制方式而设计的, 模块化强,参数调 节修改方便。
! j. ~, C( l: d6 v4 t关键词: SPMC75F2413A单片机;三相SPWM信号;波形发生器
1前言
针对三相交流异步电动机的变频调速系统，其
基本的控制方法就是正弦脉宽调制(Sinusoidal
Pulse Width Modulation,简称SPWM),三相SPWM控
制信号的生成是实现这一方法的关键技术。近年来，
随着计算机控制技术的发展,产生三相SPWM控制
6 U* J) l0 ^+ l7 {% m* G& x信号的方法很多，如16位单片微处理器80C196MC,
2 j6 n. y7 l0 [* yDSP控制芯片TMS320LF2407等均可生成SPWM
( H- d' L1 V; m* J( E控制信号,单片机SPMC75F2413A是近几年刚刚兴
起的一款针对交流电机变频调速控制的专用单片
8 d: H* n+ L  L/ s4 q/ o机。首先,用户可以对它进行设定以产生驱动交流电
机所需的各种PWM波形，生成三相SPWM控制信
号非常方便,控制算法简单实用;其次,它在硬件价
格方面也非常有优势，目前在工业和家电领域已经
( K7 T- l  c/ H( j5 H3 D有一定的应用。基于单片机SPMC75F2413A,设计了
1 o  Q$ B- F6 U7 ^8 z, \通用的硬件电路，并编制了基于异步调制算法的
SPWM控制软件,构成了通用的三相SPWM波形发
生器。该发生器可用于变频器前期研制时控制脉冲
- \. e' H% K7 I% z# ?" b; p" x! K$ S1 c% n波形的观测、仿真、优化与选择等调试工作,也可用
% |/ E/ C: \' f. L: j
. r6 O; u$ P; Y7 n9 _: T于变频器功率器件驱动电路的调试等。
( g2 @# h: l1 V  A$ a& @2单片机SPWM波形发生器硬件组成
单片机SPWM波形发生器的硬件电路原理图
2 u8 {9 K* a) ^" D. X如图1所示，由SPWM波发生部分、参数显示部
分频率幅度调节部分、补偿曲线选择部分及输出
$ a% _/ ~7 k, l! D' N( R4 P+ S滤波部分组成。
在SPWM波发生部分,SPMC75F2413A通过
# [! k, D( M) j! r& A# b) s* `MCP定时模块产生三相六路中心对称的SPWM波
形,根据不同电机对PWM波的不同要求,用户也
2 D$ w4 Z; b* n# \; c可具体设定不同的波形参数。
在参数显示和调节以及补偿曲线选择部分,系
统采用液晶屏来显示波形的频率和幅值参数;通.
3 k2 l7 E# q% d5 j6 W过拨码开关可以选择设定的V/F曲线种类;用键盘
! A4 M5 c! M( Q$ E, x$ ~或电位器设定要求的波形频率;对于输出正弦信
号的有效值，可通过变频器直流输人电压的检测
" Z( F/ O% S5 e. |+ X1 x% v3 Z值进行前馈补偿。用户还可根据具体要求，引人相
应反馈进一步实现闭环控制。.
9 F: h2 }5 K1 K) q$ {系统中输出滤波部分,是为了便于对产生出的
9 ?$ s0 u$ I& vSPWM波形进行观察而设计的。
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单片机SPMC75F2413A是近几年刚刚兴起的一款针对交流电机变频调速控制的专用单片机