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1、基于单片机控制的交流变频调速系统基于80C51单片机控制的交流变频调速系统设计目 录第1章概述21.1三相异步电动机变频调速的发展21.2 SPWM变频调速系统概述3第2章SPWM变频调速系统基本原理42.1 SPWM变频调速系统基本原理42.2 系统设计总方案的确定5第3章 主电路设计63.1主电路功能说明63.2 主电路设计73.3 主电路电路图7第4章 控制电路设计94.1 控制电路设计总思路94.2 SPWM波形产生电路9第5章 系统软件设计19结论22致谢语22参考文献23引 言随着电力电子技术、微机控制技术以及大规模集成电路的发展，基于集成PWM电路构成的变频调速系统以其结构简单、
2、运行可靠、节能效果显著、性价比高等突出优点而得到广泛应用。本文介绍的GTRSPWM变频调速系统是以大规模专用集成电路HEF4752和单片机（80C51）为核心构成的控制电路，由HEF4752产生的三相PWM信号经隔离、放大后，驱动由GTR构成的三相桥式逆变器，使之输出三相SPWM的波形，实现异步电机变频调速。第1章 概述 1.1三相异步电动机变频调速的发展随着变频调速异步电动机在国内外市场上日益扩大应用。自90年代中期以来，我国有众多电动机生产企业设计、研制和生产适用于不同应用的各种系列变频调速三相异步电动机，例如：通用变频调速电动机系列、起重冶金变频调速电动机系列、隔爆变频调速电动机系列、电
3、梯变频调速电动机系列、辊道变频调速电动机系列、牵引变频调速电动机系列等。从目前情况看，这些系列电动机能基本满足国内市场的需求。据资料显示，我国对于变频凋速三相异步电动机的品种不断扩大，产品设计也不断改进。为 了适应不同用途、不同工作条件和使用环境、不同工况等各种要求，专用系列和改型系列变频调速电动机产品不论现在和将来，都在迅速发展。变频器供电电源会存电动机端子和各相绕组的前几匝线圈上产生高频瞬间脉冲峰值电，因此，如果不对绝缘系统采用增强措施将会使绕组存高电压应力作用下过早失效，从而引起绝缘击穿故障。在电气传动领域中，随着自关断器件技术水平的不断提高，脉宽调制技术（简称PWM技术）也日趋成熟。P
4、MW交流变频调速以其高效率、高功率因数、输出波形好、结构简单等优点，在井下风机、水泵、造纸机等设备中得到了广泛的应用。将单片机应用于交流变频调速系统，可有效地避免传统调速方案中的一些缺点，达到了提高控制精度的目的，其特点：（1）采用单片机可以使绝大多数控制逻辑通过软件实现，简化了电路。（2）单片机具有更强的逻辑功能，运算速度快，精度高，有大容量的存储单元，可以实现较为复杂的控制。（3）无零点漂移，控制精度高。（4）可以提供人机界面，多机连网工作。1.2 SPWM变频调速系统概述二十世纪末以来,电力电子技术及大规模集成电路有了飞速的发展，在此技术背景下SPWM电路构成的变频调速系统以其结构简单、
5、运行可靠、节能效果显著、性价比高等突出优点而得到广泛应用。众所周之早期的交-直-交变压变频器说输出的交流波形都是矩形波或六拍阶梯波，这是因为当时逆变器只能采用半控式的晶闸管，会有较大的低次谐波，使电动机输出转矩存在脉动分量，影响其稳态工作性能。为了改善交流电动机变压变频调速系统的性能，在出现了全控式电力电子开关器件之后，科技工作者在20世纪80年代开发应用PWM技术的逆变器，由于它的优良技术性能，当今国内外生产的变压变频器都已采用这种技术。PWM技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变为电压脉冲序列，并通过控制电压脉冲宽度或电压脉冲周期以达到改变电压的目的，或者通过控制电压脉冲宽度和电
6、压脉冲序列的周期以达到变压和变频的目的。在变频调速中，前者主要应用于PWM斩波（DCDC变换），后者主要应用于PWM逆变（DCAC变换）。PWM脉宽调制是利用相当于基波分量的信号波（调制波）对三角载波进行调制，以达到调节输出脉冲宽度的目的。相当于基波分量的信号波（调制波）并不一定指正弦波，在PWM优化模式控制中可以是预畸变的信号波，正弦信号波是一种最通常的调制信号，但决不是最优信号。PWM控制技术有许多种，并且还在不断发展中。但从控制思想上分，可把它们分成四类，即等脉宽PWM法、正弦波PWM法（SPWM）、磁链跟踪PWM法（SVPWM）和电流跟踪PWM法等。本课题设计主要介绍正弦波SPWM的变
7、频调速控制系统。SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法.前面提到的采样控制理论中的一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。第2章 SPWM变频调速系统基本原理2.1 SPWM变频调速系统基本原理PWM的原理，就是面积等效原理，在采样控制理论中有一个重要的
8、结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。所以可用等幅值的不同宽度的脉冲来等效一些想要的波形。PWM技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变为电压脉冲序列，并通过控制电压脉冲宽度或电压脉冲周期以达到改变电压的目的，或者通过控制电压脉冲宽度和电压脉冲序列的周期以达到变压和变频的目的。变频调速中，前者主要应用于PWM斩波（DCDC变换），后者主要应用于PWM逆变（DCAC变换）。PWM脉宽调制是利用相当于基波分量的信号波（调制波）对三角载波进行调制，以达到调节输出脉冲宽度的目的。相当于基波分量的信号波（调制波）并不一定指正弦波，在PWM优化模式控制中可以是预畸
9、变的信号波，正弦信号波是一种最通常的调制信号，但决不是最优信号。根据面积等效原理，PWM波形和正弦波是等效的，而这种的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称为SPWM（Sinusoidal PWM）波形。当前逆变电源的控制技术中，滞环控制技术和SPWM控制技术是变频电源中比较常用的两种控制方法。滞环控制技术开关频率不固定，滤波器较难设计，且控制复杂，难以实现；SPWM控制技术开关频率固定，滤波器设计简单，易于实现控制。当二者采用电压电流瞬时值双闭环反馈的控制策略时，均能够输出高质量的正弦波，且系统拥有良好的动态性能.三相交流电动机定子绕组中的三相交流电在定子隙圆周上产生一个旋转磁场
10、，这个旋转磁场的转速称同步转速，记为n 实际电动机转速n要低于同步转速，故一般称这样的三相交流电动机为三相异步电动机。异步电动机的同步转速，即旋转磁场的转速为 其中为同步转速(r/min)为 定 子 频率，也就是电源频率(Hz);为 磁 极 对数。异步电机的轴转速为 其中s为异步电机的转差率，由上面的公式可以看出，改变电源的供电频率可以改变电机的转速。在对异步电机调速时，希望电机的主磁通保持额定值不变。任何电动机的电磁转矩都是磁通和电流相互作用的结果，主磁通小了，铁心利用不充分，同样的转子电流下，电磁转矩小，电动机的负载能力下降;主磁通大了，会使电动机的磁路饱和，并导致励磁电流畸变，励磁电流过
11、大，严重时会使绕组过热损坏电机。主磁通是由励磁电流产生的，两者之间的关系是由磁化特性决定的。由电机理论知道，三相异步电机定子每相电动势的有效值为 .其中E1为气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值(V), 为定子频率(Hz),为定子每相绕组匝数，为极磁通里(Wb)。由上式可见主磁通中.是由E1和。共同决定的，如果保持E1和之比不变，就可以保持主磁通不变。2.2 系统设计总方案的确定在三相交流电源供电的情况下，共需经过八个主要模块完成整个调速过程。首先是三相整流变压器降压，然后经二极管桥式整流，再者由电容滤波器滤波获得直流电源，最后经IGBT逆变电路逆变，得到可调交流电源。IGBT为场控输入器件
12、，输入功率小。确定主电路模块之后，本课程设计将采用HEF4752芯片构成SPWM波形生成电路，实现PWM波的调制。并采用电流转速双闭环调制系统，同时确定保护电路模块，检测电路模块，驱动电路模块等。系统总流程图如图1所示。 M逆变电路平波回路整流电路检测电路隔离保护保护电路电流转速双闭环调制电路驱动电路HEF4752波形控制电路图1 SPWM变频调速系统总流程图第3章 主电路设计3.1主电路功能说明主电路为AC/DC/AC逆变电路，由三相整流桥、滤波器、三相逆变器组成。三相交流电经桥式整流后，得到脉动的直流电压经电容器滤波后供给逆变器。二极管整流桥把输入的交流电变为直流电，电阻R1为起动限流电阻
13、，其上的电压波形反映了主回路的电流波形，可以用来观察波形。C1为滤波电容。可逆PWM变换器主电路系采用IGBT所构成的，IGBT (V1、V2、V3、V4、V5、V6）和六个续流二极管（VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6）组成的双极式PWM可逆变换器。经变换器逆变，可将直流电源变成稳定的或可变的交流电源。3.2 主电路设计1.整流器本课题中的整流器是使用六个二极管组成，如图2所示，它把工频电源变换为直流电源。该电路整流输出接有大电容，而且负载也不是纯电感负载，但为了简化计算，仍可按电感计算，只是电流裕量要可适当取大些即可。2.平波回路在整流器整流后的直流电压中，含有6倍频率的脉动电
14、压，此外逆变变流器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。在滤波电容选择时，一般根据放电的时间常数计算，负载越大，要求纹波系数越小，一般不做严格计算，多取2000以上.3.逆变器逆变器的作用是将直流功率变换为所要求频率的交流功率。3.3 主电路电路图主电路电路图如图所示。3.1 主电路第4章 控制电路设计主电路采用了交直交变频器，工作原理即：先将工频交流电源通过整流器变换成直流电，再通过逆变器变换成可控频率和电压的交流电，由于这类变压变频器在恒频交流电源和变频交流输出之间有一个“中间直溜环节”，所以又称间接式变频器。它又分为电压源型和电流源型两种，
15、电压源型采用较大电容量的电容器进行滤波，直流电路电压波形平直，输出阻抗小，电压不易变化，相当于直流恒压源，它在当前中小功率变频调速系统中应用十分广泛。如下：图2 图2 交-直-交变频电源整流部分原理图如图3，其中A，B，C是交流电输入端，接有熔丝，当出现电流过大时熔丝会自动熔断，起到保护整个电路的作用，在整流电路入口还接有电容和电阻，能够起到抗干扰的作用，使得系统的性能更加的稳定。图3整流部分原理图IGBT的分立驱动电路的设计 IGBT的驱动设计问题亦即MOSFET的驱动设计问题，设计时应注意以下几点：IGBT栅极耐压一般在20V左右，因此驱动电路输出端要给栅极加电压保护，通常的做法是在栅极并
16、联稳压二极管或者电阻。前者的缺陷是将增加等效输入电容Cin，从而影响开关速度，后者的缺陷是将减小输入阻抗，增大驱动电流，使用时应根据需要取舍。尽管IGBT所需驱动功率很小，但由于MOSFET存在输入电容Cin，开关过程中需要对电容充放电，因此驱动电路的输出电流应足够大。假定开通驱动时，在上升时间tr内线性地对MOSFET输入电容Cin充电，则驱动电流为IgtCinUgs/tr，其中可取tr2.2RCin，R为输入回路电阻。为可靠关闭IGBT， 防止擎住现象，要给栅极加一负偏压，因此最好采用双电源供电。IGBT集成式驱动电路 IGBT的分立式驱动电路中分立元件多，结构复杂，保护功能比较完善的分立
17、电路就更加复杂，可靠性和性能都比较差，因此实际应用中大多数采用集成式驱动电路。日本富士公司的EXB系列集成电路、法国汤姆森公司的UA4002集成电路等应用都很广泛。第4章 控制电路设计 4.1 控制电路设计总思路给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，称为控制回路。控制电路由以下电路，频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压/电流检测回路”，电动机的“速度检测回路”，将运算电路的控制信号进行放大隔离的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”。下面详细介绍各单元电路。4.2 SPWM波形产生电路4.2.1 HEF4752芯片介绍HEF4752简介HEF4752是采用L
18、OCMOS工艺制造的大规模集成电路，专门用来产生三相PWM信号。它的驱动输出经隔离放大后，既可驱动GTO逆变器，也可驱动GTR逆变器，在交流变频调速和UPS中作中心控制器件主要特点1）能产生三对相位差120的互补SPWM主控脉冲，适用于三相桥结构的逆变器；2）采用数控方式不仅能提高系统控制精度，也易于与微机联机；3）采用多载波比自动切换方式，随着逆变器的输出频率降低，有级地自动增加载波比，从而抑制低频输出时因高次谐波产生的转矩脉冲和噪声等所造成的恶劣影响。调制频率的可调范围为0100Hz，且能使逆变器输出电压同步调节。4）为防止逆变器上下桥臂器件直通，在每相主控脉冲间插入死区间隔，间隔时间连续
19、可调。引脚说明HEF4752为28脚双列直插式标准封装DIP芯片，它有7个控制输入，4个时钟输入，12个驱动逆变器输出，3个控制输出。其外部管脚排列如图1所示。各管脚功能描述如表1所列HEF4752工作原理 HEF4752是一种基于同步式双缘调制原理产生SPWM信号的专用集成电路,其原理框图如图2所示。输入功能 1）输入I用来决定逆变器驱动输出模式的选择，当I为低电平时，驱动模式是晶体管，当I为高电平时，驱动模式是晶闸管图2.1 HEF4752 引脚图 2）输入控制信号K和时钟输入OCT共同决定逆变器每对输出信号的互锁推迟间隔时间；3）相序输入CW用来控制电机转向。当CW为低电平时，相序为R、
20、B、Y；当CW为高电平时，相序为R、Y、B；4）输入L用来控制起动/停止，L为低电平时，在晶体管模式下封锁HEF4752所有的脉宽调制驱动输出，但产生输出信号的内部电路仍在继续“运行”。L为高电平时解除封锁。L除起停电路外，还可方便地用于过流保护；5）控制输入A、B、C供制造过程试验用。工作时必须接到Vss（低电平）。但A还有另外一个用处，即刚通电时，A置高电平初始化整个IC片，被用作复位信号；6）时钟输入频率控制时钟（FCT）控制输出PWM信号的基波频率，即决定逆变器的输出频率fout，从而控制电机转速，fFCT=3360fout。电压控制时钟（VCT）控制PWM信号的基波电压幅值，使输出电
21、压自动地正比于其输出频率，在给定的输出频率下，平均逆变输出电压的幅度由fVCT控制。参考时钟（RCT）是一个固定时钟，它决定逆变器的最高开关频率fs(max)，fRCT=280fs(max)，一旦fRCT确定，则HEF4752输出脉冲的调制频率就在0.6fs(max)fs(max)之间变化，且逆变器的开关频率是输出频率的严格整数倍fs=Nfout，N为频率比，其N值为15，21，30，42，60，84，120，168；7）输出推迟时钟（OCT）控制HEF4752每对输出信号互锁推迟间隔时间d（对晶体管模式）以防逆变器同一桥臂上、下两只开关器件同时导通引起直通，推迟间隔时间的选择端（K）一起决定
22、d的长短，其关系式为:一般情况K保持为高电平，通常可取fRCT=fOCT。输出功能1）逆变驱动输出HEF4752有六个主驱动输出组成三个互补对，还有和每一主输出相关联的辅助输出。在驱动GTR逆变器时，输出波形是双边沿调制的脉宽调制波，其调制原理可由图3加以说明。图中假定载波在一个周期内有9个脉冲（这个脉冲数被称为频率比），载波脉冲的两个边沿都用一个可变的时间间隔量加以调制，而且使sin（为未被调制时载波脉冲边沿所处的时间，或称角相位）。sin0时，该处的脉冲变宽；sin0时，该处的脉冲变窄。三相输出的调制脉冲波相位互差120，如图3中UR、UY、UB所示。图3中的VRY是R相和Y相间的线电压波
23、形。这个脉冲波平均值的波形接近正弦波。显然，频率比N的值越大，线电压平均值的波形就越接近正弦波，而良好的正弦波输出，正是交流电机所要求的。2）控制输出RSYN是一个脉冲输出，其频率等于fout，脉宽等于VCT时钟的脉宽，主要为触发示波器扫描提供一个稳定的参考信号。输出电压模拟信号VAV为一数字信号，它模拟逆变器输出线电压的平均值。它不受互锁推迟间隔的影响，也不被控制输入L封锁，其频率等于逆变输出频率fout，并为6fout所调制，VAV在fVCT的闭环控制中非常有用，可用来改善输出电压对输出频率关系的非线性。逆变器开关输出CSP是一脉冲串，不受L状态的影响，其频率为逆变器开关频率的2倍，其中每
24、一脉冲的下降沿发生在主输出的零调制点。ADC0809ADC0809是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8个单断模拟输入信号中的一个进行A/D转换。8253芯片intel8253是NMOS工艺制成的可编程计数器/定时器，CR、CE和OL都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器来用。系统组成系统由MCS-51、8253、HEF4752及其它支持芯片组成，如图所示：FCTCLKFLT系统中HEF4752所需的频率控制时钟f 由8253的通道2提供，该通道的分频系数取固定值，通道2的时钟信号f 由比例乘法器提供，比例
25、乘法器由两只MC14527串联构成，它的数据输入D0D7由MCS-51的PB0PB7提供。可变比率系数的比例乘法器与固定分频系数的8253的通道2相串联，达到均匀输出f 控制信号;8253的通道1提供VCT时钟信号，分频系数由P0口写入8253，RCT、OCT时钟脉冲直接使用系统时钟经8253的0通道分频产生。4.2.2用80C51单片机控制HEF4752的PWM 变频调速系统系统的组成由80C51 单片机控制HEF4752 的PWM 变频调速系统框图如图所示，整个系统由速度给定环节no，微机控制系统MC，PWM 调制信号生成环节PWM，电流调节环节LT， 测速环节和电压型逆变器等组成。SPW
26、M波形产生技术原理 SPWM 技术的基本原理是利用一个三角波载波和一个正弦波进行比较，得到一个宽度 按正弦规律变化的脉冲序列，用它们来驱动逆变器开关管的开关转换。由微控制器来实 现SPWM 波形的方法有表格法、随时计算法和实时计算法，但前两种无实时处理能力。 采用实时计算法要有数学模型，其中一种较为常用的是采样型SPWM 法，它分为自然采 样法、对称规则采样法和不对称规则采样法。本文采用对称规则采样法，即利用经过采 样的正弦波（实际上是阶梯波）与三角波相交，由交点得出脉冲宽度。图4 是典型的单 极性对称规则采样法，它只在三角波的峰值时刻采样正弦调制波并将采样值保持，分别 取保持值和三角波交点作
27、为脉冲宽度时间。图中Ts 为三角波的周期，同时也是采样周 期；Ur 为三角波的高，正弦波为Ucsint。根据三角形相似关系，得到 所以其中，M=Uc/Ur 为调制比，t 为采样点（这里为顶点采样）的时刻。则脉冲宽度为采样点时刻t 只与载波比N 有关。对于图1 情况有t=kTS+ ，其中k=0，1，2， N-1， =180/N 度。 图4 对称规则采样图对称规则采样法 在对称规则采样情况下，只要知道采样点时刻t 就可以确定这个采样周期内的脉冲 宽度tpw 和时间间隔toff，从而可以计算出SPWM 波形高、低脉冲的宽度。图8 为SPWM波形生成原理图。载波调制波图5 SPWM波形生成原理图1）载
28、波频率设定载波频率（即三角波频率）越高越好，但频率过高损耗会越大，另外，还受开关管最高频率限制，因此要合理设定。设定字由CFS0CFS2这3位组成。载波频率通过下式： 求出。式中为时钟频率，n值的二进制数即为载波频率设定字。2）调制波频率范围设定设定调制波频率范围的目的是在此范围进行16位分辨率的细分，这样可以提高控制精度。调制波频率范围设定字是由CFS0CFS2三位组成。 式中：m值的二进制数即为调制波频率范围设定字。4.2.3 单片机80C51单片机介绍单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。 电源: VCC - 芯片电源，接+5V； VSS - 接地端； 时钟:
29、XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 控制线:控制线共有4根， ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址 PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。（2） PSEN:外ROM读选通信号（3）RST/VPD:复位/备用电源。 RST（Reset）功能：复位信号输入端。 VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。（4）EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 EA功能：内外ROM选择端。 Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp
30、。 I/O线80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。 4.2.4 SPWM波形产生电路设计说明SPWM产生电路设计如图4所示。在该控制电路中，由外围电路芯片产生推迟时钟（OCT）和参考时钟（RCT）、频率控制时钟（FCT）和电压控制时钟（VCT）3路时钟信号供给HEF4752。HEF4752图4 SPWM产生电路5.2.5驱动电路（有强弱电隔离）HEF4752输出的6路控制信号是TTL电平的，它们不能直接驱动IPM中的6个IGBT。原因有两个：IGBT需要的开关信号幅值约为10V，TTL电
31、平不能胜任；逆变桥中三个下桥臂是共地的，而三个上桥臂是悬浮的，HEF4752输出的6路信号均是共地的，必须加以隔离。因此驱动电路的任务有两个：电平转换和隔离。1) 电平转换IGBT一般用集成电路芯片来驱动，常用电路有富士公司的EXB840、841、850、851系列、三菱公司的M5796系列等。这里介绍一种东芝公司的产品TLP250，电路非常简单。TLP250采用8脚的DIP封装，输入端光耦的隔离电压达到3000V，输入电流为510mA，可以驱动100A/600V的IGBT。它采用单电源供电，使用时须外接一个电阻和一个10V的稳压管，把25V的隔离电源变为+15V的导通电压和10V的关断电压。
32、 TLP250驱动电路2) 隔离电源为了驱动主电路逆变桥的三个上桥臂的IGBT，必须给每一路提供一个隔离的25V电源而三个下桥臂可以共用一个电源。此外，HEF4752及单片机系统还需要+5V电源以及异步通讯所需的12V电源，一共需要7路电源，如图6所示。该电源可以采用线性电源，也可采用开关电源。前者体积大，笨重，但电路简单，各路电源完全独立，调试容易。后者则轻便、小巧，电路相对较复杂。采用单片开关电源芯片可大大简化电路。 图 6 隔离电源第5章 系统软件设计软件设计是整个逆变控制的核心，它决定着逆变器的输出特性。该系统软件设计由三部分组成：主程序、初始化程序和中断服务子程序。主程序是整个控制系
33、统的核心和灵魂，只有通过主程序才能有机地调用系统中各个子程序，使它们形成一个联系紧密的整体，有条不紊的完成各种各样的操作命令。主程序：图7 给出了本系统的主程序流程图。单片机首先初始HEF4752，打开中断系统。传送控制参数后，判断HEF4752有没有保护动作，允许输出，则开始输出SPWM控制信号，逆变器开始工作。工作过程中，单片机不断的处理检测反馈回来的信号，控制HEF4752 调整输出的SPWM 控制信号，控制系统的输出状态，以满足系统的性能要求。在系统正常工作过程中，不断更新看门狗定时器。防止其溢出而中断SPWM控制信号的输出。初始化子程序：它实现键盘处理、刷新处理与下位机和其它程序主要
34、完成硬件器件工作方式的设定、系统运行参数和变量的初始化等，其流程图如图8 所示。 故障保护中断子程序：中断程序处理的都是需要立即处理的故障，比如过压、欠压、IGBT故障等。如图9 所示。开始单片机初始化开中断允许输出更新看门狗送初始化数据至HEF4752NHEF4752工作是否正常？调整控制数据延时送控制数据至HEF4752YN过载否？Y停机结束中断入口保护现场发停止命令给HEF4752根据读入内容判断故障来源并做相应处理恢复现场中断返回系统初始化设定定时器、SPWM、系统工作方式设定I/O、通信接口及键盘、显示工作方式参数及变量返回图8 初始化子程序流程图显示故障原因，报警图9故障保护中断子
35、程序流程图 结 论本论文的主要创新点在于:利用单片微机和集成芯片配合产生SPWM波形控制逆变开关的通断，控制算法容易编程实现，实现了全数字化控制，结构简单，与采用模拟器件相比，减少了生产成本，性能良好；具有易于改变控制算法、程序易于移植、控制精度高、可靠性好等优点，采用变频技术后，可以节省大量的能源，有良好的经济价值和环保效果。这种系统在电力电子设备与人们生活日益密切的今天有着广泛的应用。通过毕业设计，真正的学习到了不少东西，让自己知道了工科学生扎实的基本功是必不可少的，对于创新能力的培养和加强得引起高度的重视，光课堂的学习是不够的，通过自学是提高的一个途径，能够将所学到的知识和自学的新知识柔
36、和在一起已证明了我们具有一定的能力。 致谢语本文是在我尊敬的导师杨老师的指导下完成的。杨老师渊博的知识、严谨的治学态度，耐心细心的作风和实事求是的精神使我印象深刻，受益匪浅。我非常荣幸能够得到杨老师的指导，无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查询、毕业课题的开题、研究和论文的撰写等环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。在此谨向我的导师致以由衷的敬意和真诚的感谢！在此，我也衷心感谢授课的老师们，感谢他们悉心付出的辛劳，让我们顺利完成我们的学业，成为社会的有用之才。同时，我也要感谢全体同学，感谢他们在平日生活和学习上给予我的帮助，以及带给我的快乐，我会终生难忘这美好的大学生活。 参考文献1.
37、 王晓明.电动机的单片机控制.北京：北京航空航天大学出版社，2002. 2. 张毅刚 彭喜元.MCS51单片机应用设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001.3. 王兆安 黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社，2000. 4. 李朝青.单片机原理及接口技术.北京:北京航空航天大学出版社，2003.5. 张立科.单片机典型模块设计实例导航. 北京人民邮电出版社，2004. 6. 韩志军. 单片机应用系统设计-入门向导与设计实例. 机械工业出版社.7. 刘凤君正弦波逆变器M北京：科学出版社，2002.8. 徐志跃基于HEF4752的变频器设计J电气传动，2006.9. 王仁祥.通用变频器选型
38、与维修技术.北京：中国电力出版社，2004. 10. 李华德,白晶,李志明. 交流调速控制系统. 北京:电子工业出版社, 2003.总电路图1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TC
39、P/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL
40、单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基
41、于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 4
42、6. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器
43、研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教
44、学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的