毕业设计精品]双闭环可逆直流脉宽调速系计

毕业设计精品]双闭环可逆直流脉宽调速系计内容摘要：

D519D620D721A25B24C23CLK10ALE22START6OE9IN127IN026IN228IN31IN42IN53IN64IN75VREF+12VREF16GND13eoc7VCC11A/DC0809DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7P10P11P12P15P16P17XTAL1XTAL2ALEALEU0U1U2VCCVCCP17P37IN1P010P112P213P315PQ2P=Q3PQ4Q09Q111Q214Q31PQ7P=Q6PQ5U374F85P010P112P213P315PQ2P=Q3PQ4Q09Q111Q214Q31PQ7P=Q6PQ5U474F85Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9CLKRSTVDDQ11Q12VSSQ10Q1U54040VCCXTAL2P37VCCGNDP10P11P12P13P14P15P16P17PWM 图 基于 89S51 的控制电路 驱动电路 设计 该驱动电路采用了 IR2110 集成芯片，该集成电路具有较强的驱动能力和保护功能。 IR2110 驱动 IGBT 构成的 H 桥式驱动 电路的特点显著，具有调速性能好，调速频带宽，可以工作在 1~100 kHz范围内工作。 所要求的控制信号简单，只需要加入 PWM 信号即可。 IR2110 设计保护电路性能良好，安全性高，无控制信号时，电机处于刹车状态，可用于很多工业领域。 11 课 程 设 计 用 纸 教师批阅 在 图 中 ， IR2110 的自举电容采用了另个不同大小的电容并联使用。 在频率为 20 kHz 左右的工作状态下，可选用 和 电容并联。 并联高频小电容可吸收高频毛刺干扰电压。 电路中为了防止 Q3导通时高电压串入 CCV 端损坏芯片，在设计采用快恢复二极管 FR107，其快速恢复时间为 500ns 可有效 地隔断高压信号串入 IR2110。 由于 VB高于 VS 电压的最大值为 20 V，为了避免 VB 过电压，电路中增加了 10V 稳压二极管 D D6 控制 VB 端电压在 10V 左右防止 VB过压。 LO1COM2VCC3NC4VS5VB6HO7NC8VDD9HIN10SD11LIN12VSS13NC14U1IR2110D13IN4148D4D1 IN4148C?CapC?CapC?Cap Pol1C?Cap Pol1L12mHD5D315VR5 100R720KD6Q3Q4+15VR8RESD14IN4148R6 100D2 IN4148 图 H 桥式驱动电路 R2110 使它自身可对输入的两个通道信号之间产生合适的延时，保证了加到被驱动的逆变桥中同桥臂上的两个功率 MOS 器件的驱动信号之间有一互琐时间间隔，因而防止了被驱动的逆变桥中两个功率 MOS 器件同时导通而发生直流电源直通路的危险。 系统反馈检测电路设计 1. 电流反馈检测电路 D1 D2 D3D4 D5 D6R1C1R2R3 R4 R5TAA B CUi 图 含滤波的电流反 馈检测电路 12 课 程 设 计 用 纸 教师批阅 按照系统设计要求，要对电动机的转矩进行控制，实质是对电动机的电流进行控制，于是就设计了一个电流调节器作为内环。 为了有效地调节电机电流，就有必要设计好电机电流检测器。 本设计中采用电流互感器作为检测输入，并加入滤波环节消除干扰信号，电流检测电路如图 所示 2. 速度反馈检测电路 速度调节器要想对电动机转速进行控制，就必须办法将电机转速转化为电信号，经过放大处理后与给定量进行比较，将比较结构作为控制器的输入。 本系统中采用测速电机，将电动机的转速转化为电压信号，同时加入滤波环节消除干扰信号，速度检测电路如图 所示 A+B1CR1RPUn 图 含滤波的速度反馈检测电路 图 限幅电路 3. 系统限幅电路设计 由于 本系统控制电路部分，各电力电子装置所能承受的电压有限，太大的电压或电流容易将电力电子器件损坏，并且电动机过载能力也有限，所以就要加限幅装置使控制器的输出保持在一定范围内，本系统所用限幅电路如图 所示 VD1VD2VD3 VD4VD5VD7VD6Q2Q1Q3R1TP1R2R3RP1R4R6R5CR7TTP3 TP2K TP5TP4GR8AC60V 图 触发电路 VD1VD2RP1RP2R1im15V+15VUo 13 课 程 设 计 用 纸 教师批阅 4. 系统 触发 电路设计 本系统中 触发电路就相当于心脏一样，控制着系统的运行，虽然电流和转速调节器能控制着电动机的运行，但没有了触发电路，它们的这种控制作用达不到的。 按照脉冲触发原理设计的触发电路如图 所示 光电隔离电路 设计 为了实现系统的的过压保护，本设 计 OPTOISO1 线性光耦构成的过压保护装置，如图 所示。 首先，对主电路的中 IGBT 的 1CU 、 3CU 与 2EU 、 4EU 之间的 电压采集，然后通过 电阻 限压，再通过 线性光耦 OPTOISO1 把电压反馈到 芯片 实现电压采集，采集完成后把采集到的数据送给 MC51 处理。 其工作原理 ： 当输出电压发生波动时，经分压电阻 R35 得到的取样电压就与 TL431 中的基准电压进行比较，在阴极上形成误差电压，使 光耦 电流发生变化 ，这时候通过 OPTOISO1 隔离后经模数转换后给 MC51 处理，当主电路的电压过大时， MC51 就停止 PWM 输出或改变 PWM占空比从而达到过压保护。 U5OPTOISO1U6OPTOISO1300300300300300VCCVCC VCCU7300PWM 图 光电隔离电路 硬件电路原理图 微机 数字控制双闭环直流 PWM 调速系统硬件原理图见附录 I。 14 课 程 设 计 用 纸 教师批阅 第五章 软件设计 程序流程图 软件设计包括主程序 ，电流环，速度环程序及数字触发器等各中断程序 的流程图。 主程序包括各接口芯片初始化，中断设定等，程序 流程图 如图 所示 图 主程序流程图 图 电流环中断子程序流程图 T1停止计数 开始 起动 To 定时α T 角 同步序号 N 减 1 起动 T1定时 60 N=0 N 送记忆单元 N= 5。 输入 Ugi， Ufi值 计算 LT PI 值 Ui（ n） 对 Ui（ n）＝ Dk 作限幅处理 中断返回 N Y 开始 设置堆栈指针 暂存数据单元清 0 初始化 读 Ugn 输入值 起动系统及 测速器工作 读选桥信号 读 LT， ST， PI 参数 开中断 等待中断 15 课 程 设 计 用 纸 教师批阅 电流环中断服务程序由 T1 每隔 执行一次， T1 同时控制同步脉冲序号 N产生，输入 Dgi 值及反馈值 Dfi，进行 PI 运算等，程序 流程图 如图。 图 速 度环中断子程序流程图 图 触发电路程序流程图 速度环中断服务程序由 INT0 每隔 20ms 执行一次，计算 PI， M/T 测速值和无环流逻辑切换程序等，程序 流程 图如图 所示。  T对应的 X 计算，地址指针计算和触发脉冲的输出，由 To 中断程序完成。 同步脉冲的形成由 T1中断程序完成。 程序 流程 图如图 所示。 程序清单 部分程序见附录 II 开始 等待 m2 停止计数 定时 T0，到 m1 停止计数 计算 16022fmn Pm 输入 m1， m2 的值 计算 ST PI 值 Un（ n） 重新设定测速工作 执行逻辑无环流切换程序 中断返回 开始 Xα =2^16|DK| Xα =2^163333+DK N+1 输入 DK值 N1 输出触发脉冲 DK0。 Xα 值送 T0 计算指针 M+N 暂存 中断返回 PA 口停止输出脉冲 N Y 16 课 程 设 计 用 纸 教师批阅 第六章 调试与仿。