基于单片机控制的交流调速系统设计(3)

在模拟电子电路中，采用正弦波发生器、三角波发生器和比较器来实 现SPWM的双极性控制；改成数字控制后，开始时只是把同样的方法数字化，称做“自然采样法”而在工程上，采用的是简化后的“规则采样法”。

在本设计中，SA8282控制脉冲波的输出采用数字方法，数字方法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点并将其存入内存 然后通过查表及必要的计算生成ＰＷＭ波，从而实现以软件方式控制的，在SA8282的ROM中储存有脉冲表，SA8282可通过查表得知应该输出的脉冲的频率与幅值，从而可以控制电机的转速与输出转矩。AT89C51则通过检测电路检测的

图2-12 AT89C51与SA8282连接电路图

数据通过P0口向SA8282的AD口传送数据，使SA8282输出相应的脉冲波，从而达到转差频率控制电动机的交流调速。

2.35光电隔离及驱动电路设计

SA8282输出的PWM控制信号功率很小，无法直接驱动GTR，要经过脉冲功率放大才能驱动GTR，脉冲功率放大电路选用模块EX359。该模块是一

图2-13 EX359驱动模块内部结构

个带有光隔离的功率放大电路，其电源电压为12V，输入信号5V，输出电压1.6V（对应GTR导通）和-2V（对应GTR关断），工作频率为2.5 HZ，可驱动50A以下的逆变器，其内部电路如图2-13所示。

2.36故障检测及保护电路设计

故障检测及保护电路如图2-14所示，该电路采用电阻取样的电压、电流保护电路，通过调节电位器RP1、RP2来设定最大的允许电压、电流值。电路中C1、C2接8255的C 口中的PC2、PC3，O端接SA8282的CLK。

图2-14 过电流，过电压保护电路控制端

这样保护电路可通过门1输出控制信号的封锁SA8282输出的PWM控制信号，断开主回路电源。A1、A2接8255的C 口中的PC4、PC5，通过PC4、PC5输入故障信号，用以检测故障类型。

2.37 模拟量输入通道的设计

由于本次设计中选用的AT89C51单片机没有模数转换器所以需要在外部电路中加上模数转换电路。经过考虑选用的是ADC0809芯片。它能完成8路模拟量的转换，为了削弱反馈信号中的交流分量，在需在反馈信号输入前加一RC滤波电路，取R 10 ,C 0.47 F，对应的时间常数为0.005S。

第3章 系统软件的设计

3.1 主程序的设计

主程序框图如图3-1所示。先进行芯片初始化，然后，清系统工作区，开放89C51外部中断，启动软件定时器10ms(采样周期)。所以，系统初始化完毕，

进入控制循环：测速→中断服务（Un,Un和 Usm, 运算，查表求出zf,xf,zv,xv）

→可逆切换程序→输出控制量→测速。

图3-1 系统主程序框图

3.2 转速调节程序

转速调节程序即为软件定时器O的中断服务程序，其程序框图如图3-2所示。在转速调节程序中，完成转速、 USM的采样，进行PI运算，求出频率指令信号Uf1，然后查表求得分频系数zf,xf,zv,xv。