變頻控制系統(tǒng)單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)
馬龍
【摘要】單片機(jī)加上適當(dāng)?shù)耐鈬骷蛻?yīng)用程序,構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)成為最小系統(tǒng)。文章對(duì)變頻控制系統(tǒng)單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。 【關(guān)鍵詞】變頻控制;單片機(jī);外圍電路
本次設(shè)計(jì)采用選擇PHILIPS半導(dǎo)體公司帶手動(dòng)復(fù)位功能的產(chǎn)品MAX708。MAX708還可以監(jiān)視第二個(gè)電源信號(hào),為處理器提供電壓跌落的預(yù)警功能,利用此功能,系統(tǒng)可在電源跌落時(shí)到復(fù)位前執(zhí)行某些安全操作,保存參數(shù),發(fā)送警報(bào)信號(hào)或切換后備電池等。 另外,系統(tǒng)還擴(kuò)展了可編程外圍芯片PSD303。由于系統(tǒng)的 I/O口數(shù)量與實(shí)際所需數(shù)量還有很大的差距,故系統(tǒng)又?jǐn)U展了兩片8255A,一片用于接鍵盤和顯示電路,一片用于接觸發(fā)信號(hào)、緊急停車信號(hào)等。 一、鍵盤與顯示電路 在本次設(shè)計(jì)中,設(shè)置了一個(gè)9按鍵的操作電路,以代替實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的操作按鈕。6位的LED顯示電路用于顯示轉(zhuǎn)速、電流、以及調(diào)試時(shí)的相關(guān)項(xiàng)的顯示。 另外,為了便于現(xiàn)場(chǎng)工作之便,設(shè)置了5×4的矩陣式鍵盤,用于當(dāng)系統(tǒng)軟件等出現(xiàn)錯(cuò)誤,而又不便直接對(duì)程序進(jìn)行修改時(shí)的調(diào)試之用。 二、變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 現(xiàn)代變頻技術(shù)中主要有兩種變頻技術(shù):交-直-交變頻技術(shù)和交-交變頻技術(shù)。交-直-交變頻技術(shù)為交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)提供變頻電源。交-直-交變頻的組成電路有整流電路和逆變電路兩部分,整流電路將工頻交流電整流成直流電,逆變電路再將直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電。根據(jù)變頻電源的性質(zhì)可分為電壓型和電流型變頻。 本次設(shè)計(jì)用交-交變頻電路是不通過中間直流環(huán)節(jié),而把電網(wǎng)固定頻率的交流電直接變換成不同頻率的交流電的變頻電路。這種變頻電路廣泛應(yīng)用于大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng),實(shí)際使用的主要是三相輸出交-交變頻電路。這種電路的特點(diǎn):(1)因?yàn)槭侵苯幼儞Q,沒有中間環(huán)節(jié),所以比一般的變頻器效率要高;(2)有與其交流輸出電壓是直接由交流輸入電壓波的某些部分包絡(luò)所構(gòu)成,因而其輸出頻率比輸入交流電源的頻率低,輸出波形也好;(3)因受電網(wǎng)頻率限制,通常輸出電壓的頻率較低,為電網(wǎng)頻率的三分之一左右;(4)功率因數(shù)較低,特別是在低速運(yùn)行時(shí)更低,需要適當(dāng)補(bǔ)償。 三相變頻電路就較單相復(fù)雜,其電路接線方式主要有公共交流母線進(jìn)線方式和輸出型聯(lián)結(jié)方式。具體說來,其主電路型式有:3脈波零式電路、6脈波分離負(fù)載橋式電路、6脈波非分離負(fù)載橋式電路、12脈波橋式電路、3脈波帶中點(diǎn)三角形負(fù)載電路、3脈波環(huán)形電路。 本次設(shè)計(jì)選用較為簡(jiǎn)單的一種—3脈波零式電路。 三、同步電路設(shè)計(jì) 同步電路的功能是,在對(duì)應(yīng)的晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓的初始點(diǎn)(即控制角α的起算點(diǎn))發(fā)出一個(gè)CPU能識(shí)別是哪一相同步信號(hào)的中斷脈沖Utpi和要求的α角進(jìn)行延時(shí)控制,輸出相應(yīng)的觸發(fā)脈沖。三相同步電壓信號(hào)經(jīng)同步變壓器、濾波、穩(wěn)壓、放大和光電隔離后分別接至單片機(jī)的P2.5、P2.6和P2.7管腳。另外,由于此處直流電源和觸發(fā)電路中所用的電源不能共用,且光電耦合器輸入輸出端的地端亦不能共用,為了以示區(qū)別,它們的符號(hào)均有不同。
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