基于變頻控制系統(tǒng)單片機外圍電路設計

1、基于變頻控制系統(tǒng)單片機外圍電路設計本次設計采納挑選philips公司帶手動復位功能的產品max708。max708還可以監(jiān)視其次個電源信號，為處理器提供跌落的預警功能，利用此功能，系統(tǒng)可在電源跌落時到復位前執(zhí)行某些平安操作，保存參數(shù)，發(fā)送警報信號或切換后備電池等。另外，系統(tǒng)還擴展了可編程外圍芯片psd303。因為系統(tǒng)的 i/o口數(shù)量與實際所需數(shù)量還有很大的差距，故系統(tǒng)又擴展了兩片8255a，一片用于接鍵盤和顯示，一片用于接觸發(fā)信號、緊張停車信號等。一、鍵盤與顯示電路在本次設計中，設置了一個9按鍵的操作電路，以代替實際現(xiàn)場的操作按鈕。6位的顯示電路用于顯示轉速、以及調試時的相關項的顯示。另外，為

2、了便于現(xiàn)場工作之便，設置了54的矩陣式鍵盤，用于當系統(tǒng)軟件等浮現(xiàn)錯誤，而又不便挺直對程序舉行修改時的調試之用。二、變頻系統(tǒng)設計現(xiàn)代變頻技術中主要有兩種變頻技術：交-直-交變頻技術和交-交變頻技術。交-直-交變頻技術為交-直-交變頻調速系統(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，整流電路將工頻溝通電整流成直流電，逆變電路再將直流電逆變?yōu)轭l率可調的溝通電。按照變頻電源的性質可分為電壓型和電流型變頻。本次設計用交-交變頻電路是不通過中間直流環(huán)節(jié)，而把電網(wǎng)固定頻率的溝通電挺直變換成不同頻率的溝通電的變頻電路。這種變頻電路廣泛應用于大功率溝通調速傳動系統(tǒng)，實際用法的主要是三相輸

3、出交-交變頻電路。這種電路的特點：（1）由于是挺直變換，沒有中間環(huán)節(jié)，所以比普通的變頻器效率要高；（2）有與其溝通輸出電壓是挺直由溝通輸入電壓波的某些部分包絡所構成，因而其輸出頻率比輸入溝通電源的頻率低，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，特殊是在低速運行時更低，需要適當補償。三相變頻電路就較單相復雜，其電路接線方式主要有公共溝通母線進線方式和輸出型聯(lián)結方式。詳細說來，其主電路型式有：3脈波零式電路、6脈波分別負載橋式電路、6脈波非分別負載橋式電路、12脈波橋式電路、3脈波帶中點三角形負載電路、3脈波環(huán)形電路。本次設計選用

4、較為容易的一種3脈波零式電路。三、同步電路設計同步電路的功能是，在對應的晶閘管承受正向陽極電壓的初始點（即控制角的起算點）發(fā)出一個cpu能識別是哪一相同步信號的中斷脈沖utpi和要求的角舉行延時控制，輸出相應的觸發(fā)脈沖。三相同步電壓信號經同步、濾波、穩(wěn)壓、放大和光電隔離后分離接至的p2.5、p2.6和p2.7管腳。另外，因為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)分，它們的符號均有不同。ua、ub、uc 與組件的三相溝通電壓同相位。ua、ub、uc經r3，c3濾波電路波形變換光耦隔離整形電路后輸出三相方波電壓，記為 ka、kb、kc，三相方

5、波分離送給 80c196單片機的p2口的 p2.5、p2.6、p2.7端。cpu按照ka、kb、kc的值推斷三相溝通電源的相位。四、觸發(fā)電路在設計中，三相電路中每相均有正反兩組晶閘管，每組均采納三相半波式接法，即每組用三個管子，所以一共有18個晶閘管，這樣，觸發(fā)脈沖也應有18路。v為輸出級功率放大晶體管；c為加速電容，與r構成微分電路，可提高脈沖前沿的陡度；為兼顧抗干擾能力和脈沖前沿陡度，普通取c為0.1f。為庇護脈沖變壓器，在脈沖變壓器兩端并聯(lián)r和d的串聯(lián)電路，普通r阻值取為1k。電阻r為假性電阻負載。另外，為了隔離輸入輸出信號，加入了光電耦合器，考慮到應有足夠的脈沖強度使晶閘管導通，輸出極

6、電壓設為15v。在動身電路中，為了得到足夠的脈沖寬度，而且使脈沖前沿盡量陡，后沿下降快，故采納了脈沖變壓器tt。另外，為了達到電氣隔離作用，亦加入了光電偶合器。再者，為便于單片機對觸發(fā)電路的控制，在同步變壓器118的輸入端，分離引入了緊張封鎖信號（由hso.0 引入）和 定時器構成的多諧信號，而多諧振蕩器的控制信號則由單片機的hso.1 控制。這樣，當電機輸入緊張停車信號時，單片機通過其 hso.0 輸出高電平，這樣就使得觸發(fā)電路輸入端口的或非門被封鎖，也即封鎖了變頻裝置的觸發(fā)脈沖，使電機迅速停車。五、庇護電路設計為了提高控制系統(tǒng)的牢靠性和平安性，在溝通電力系統(tǒng)的設計和運行中，都必需考慮到有發(fā)生故障和不正常工作狀況的可能性。在三相溝通電力系統(tǒng)中，最常見和最危急的故障是各種形式的短路，其中包括三相短路、兩相短路、一相接地短路以及電機和變壓器一相繞組上的匝間短路，固然也有其它形式的庇護措施。詳細庇護形式有：電流型庇護，電壓型庇護等。為容易起見，這里僅采納電流型庇護中的短路庇護和過電流庇護，并在每個電機的定子輸入端均接入了正反向溝通接觸器。另外，為防止意外狀況的發(fā)生，引入了緊張停車信號，當按下緊張停車按鍵時單片機