基于單片機的交流異步電機變頻控制設計

1機床階次合理風速在現(xiàn)代機械制造中，多線壓力計通常用于生產不同的電機，主線和每個傳輸系統(tǒng)都由各自的電機振動。它不僅簡化了機械傳動機械傳動器，還允許不同的擾動系統(tǒng)選擇合適的速度來加工，提高加工精度。由于機床加工范圍較廣,不同的工件,不同的工序,使用不同的刀具,要求機床執(zhí)行部件具有不同的運動速度,因此機床的主運動和進給運動應能進行調速,傳統(tǒng)的方法有有極和無級調速之分,有級調速通常不能滿足加工精度和要求。機床的進給拖動是加工精度的關鍵,而無級調速能在一定范圍內調速滿足機床拖動系統(tǒng)的要求。本文基于TPWM技術,利用單片MC68HC05組成控制系統(tǒng),具有電壓、頻率及故障顯示,并且通過鍵盤調節(jié)方便等特點,為高性能的機床電力拖動系統(tǒng)的研究提出了新的思路。2硬件電路2.1控制核心電路本系統(tǒng)采用MOTOROLA系列MC68HC05單片機作為TPWM的逆變控制核心,可由芯片的4路輸出驅動信號去控制場效應管的開關。系統(tǒng)由交—直—交主電路、基極IGBT驅動電路、單片控制系統(tǒng)、鍵盤輸入系統(tǒng)、TPWM信號形成電路、電壓顯示、頻率顯示以及保護等電路組成。系統(tǒng)的硬件電路如圖1所示。2.2u3000兩組驅動功能采用摩托羅拉公司的MC68HC05系列,該單片機是MOTROLA系列低檔8位機。片內有8KROM、2KRAM、有串行I/O口、并行I/O口、定時器/計數(shù)器、A/D變換器、PWM輸出驅動及實時時鐘(RTC)等功能且具有LED或LCD直接驅動。性價比極高(約為0.9美元/片)。2.3u3000型鋼調制波的算法主電路整流器由工頻220V直接供電,采用單相半控橋式整流模塊。逆變器采用專用模塊,內部有六只場效因管作為六個逆變橋臂。內部集成了驅動電路及過壓、過流、過溫等異常檢測電路。當檢測到信號異常時,送入MC68HC05。實驗分析結果表明,梯形脈沖電流調制(TPWM)技術優(yōu)于通常采用的SPWM技術。采用梯形脈沖調制(TPWM)技術后,功率器件的開關損耗減小,輸出的諧波含量降低,輸出功率加大。梯形調制波的數(shù)學表達式為: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這里δ=Es/Est,《=(1-δ)π/2,Es梯形波的幅值,Est為三角波峰值。在三角波方式下實現(xiàn)梯形波脈沖調制(TPWM)技術的算法為:U(wt)=CPO[1-mf(wt)],V(wt)=CPO[1-mf(wt+120)],W(wt)=CPO[1-mf(wt+240)],其中m為調制深度,f(wt)經離散化后存入ROM中,在每一采樣周期,通過查表各實時計算獲得每項輸出脈沖的寬度并從MC68HC05的輸出口送到IGBT驅動電路中。3系統(tǒng)軟件3.1tpwm信號產生模塊用匯編語言編寫相應的程序,其主程序包括初始化子程序、TPWM信號產生子程序和顯示子程序。初始化子程序單片機的I/O口、定時器等進行初始化。TPWM信號產生子程序中,由單片機產生梯形波脈寬調制模擬信號,通過給定兩個計數(shù)(梯形波周期值和載頻周期值),查表依次取得各調制脈寬值,經CPU運算后,由I/O口輸出TPWM信號,經光電隔離、電平轉換后,去控制各場效因管的通斷。顯示子程序可對電壓與電流信號進行定時采樣,A/D轉換后,經I/O口輸出,進行動態(tài)顯示,通過健盤,經MC68HC05輸入口對電源的頻率、電壓等進行設定。3.2中斷口f0當逆變器專用模塊出現(xiàn)過壓、過流、過溫等異常情況時,其F0輸出端變?yōu)榈碗娖?送入MC68HC05的中斷口,使單片機產生中斷,發(fā)出相應的故障信號,并封鎖TPWM的輸出信號。4信號的簡化基于MC68HC05的TPWM機床電力拖動系統(tǒng)的研究,單片機輸出的TPWM信號可使硬件電路簡化,系統(tǒng)的功率因數(shù)與效率大