80c196單片機控制閉環逆變系統的研究
劉啟勝
（武漢水利電力大學，湖北 武漢430072）
摘要：介紹了基于80c196單片機控制的變頻調速系統的構成及工作原理，詳細地論述了pwm模塊用于gto逆變系統的方法及gto門極觸發方案。實驗結果證明該系統性能優良、工作可靠。
關鍵詞：8098單片機；逆變器；gto；pwm模塊
中圖分類號：tm343;tm921. 51 文獻標識碼：a 文章編號：1001~6848(2000)04-0030-03
茌異步電機的各種調速方式中，以變頻調速的性能****。采用脈寬調制(pwm)的方法調節電壓可使輸出電壓近似于正弦波。在生成pwm信號的方法上，以往采用模擬電路方法，后來采用預先計算出大量脈寬數據進行存貯查表的方法，這兩種方法均存在一系列的缺點。而采用專用的pwm模塊生成pwm信號則具有電路簡單、功能強、安全可靠的優點。
門極可關斷可控硅(gto)是一種性能良好的功率型半導體開關元件，它不僅具有功率晶體管的快速性及自關斷能力，還具有晶閘管的耐高壓及大電流性能，并能承受大的浪涌電流，是用于逆變器的理想開關元件。本研究采用80c196蓽片機為中心控制單元，以專用pwm模塊hef47252產生pwm信號，以gto作為逆變電路開關元件研制出實際系統，經帶負載運行測試，獲得了滿意的結果。
1 系統組成及工作原理
系統硬件組成原理框圖如圖1所示。主要由逆變器主電路、單片機控制系統、pwm模塊、gto門極驅動電路、檢測保護電路及轉速測量電路等主要環節構成。
1.1主電路
主電路主要由整流電路、濾波電路及逆變電路組成。為簡化控制電路，減少諧波，整流電路采用不控全橋三相整流。系統的調壓調頻均由逆變電路承擔，逆變電路開關器件全部采用gto。由于異步電機為感性負載，且在pwm方式下，gto頻繁通斷，必將產生較大的瞬時過電壓，因而在gto上并聯由rs.ds和cs構成的緩沖電路是必不可少的(見圖2),它不僅起保護作用，而且還起到換流和提高gto陽極關斷電流的作用，因此它的參數設計，元件選擇乃至線路布置都具有重要作用。圖中/o為抑制cl//dt電感。
主電路中ric，組成的星形網絡接在交流輸入端，目的是吸收過電壓、濾去高次諧波；r2c2為抑制直流側過電壓的阻容保護電路、cd為直流側的濾波環節；同理c3組成的星形網絡接在輸出端，使輸出到電動機的電壓和電流接近正弦波[2t3]。
1.2單片機控制系統
單片機控制系統由80c196單片機最小系統加上外圍擴展電路構成，最小系統的程序存貯器rom采用2764。為了使預置參數關機不丟失，外圍擴展了一片ezprom 2864，顯示及鍵盤電路與單片機的接口剛采用專用接口芯片8279;另外還擴展了一片可編程定時／計數器芯片8253，以提供pwm模塊hef 4752所需要的4個時鐘信號。隨機數據存貯器則采用8098片內ram。
本裝置的單片機控制系統是整個變頻調速系統的測控中心，通過鍵盤設置或修改系統運行及保護的參數，啟動前，單片機對系統進行啟動前檢測，在保證電路電壓、電流正常且無電流沖擊的情況下才允許啟動，正常運行時單片機在控制hef4752產生pwm信號的同時，還要完成對轉速的檢測，進行數字pl調節的運算及處理，監視系統的運行，若出現故障則進行保護處理，并根據檢測結果顯示相應的故障狀態[4]。
1.3pwm信號的產生
hef4752v是英國mullard公司生產的用來產生正弦脈寬調制(pwm)控制信號的全數字化集成電路，其詳細的引腳及功能說明在參考文獻[5]中已有介紹。
通過對gto的分析研究，可以發現在采用gto的逆變線路中，存在著同一橋臂的瞬態短路現象。在瞬態短路過程中，由于瞬態電流峰值一般要超過gto****可關斷電流很多，這就要求在此期間內不能給gto施加關斷脈沖，否則 |
