交流電機vf協(xié)調(diào)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計

1、第一章 緒論第一節(jié) 電力電子技術(shù)概述一、電力電子技術(shù)的形成與發(fā)展電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。具體來說，就是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)的誕生是以20世紀(jì)50年代美國通用電氣公司研制出第一個晶閘管為標(biāo)志的，是20世紀(jì)后半葉誕生并發(fā)展起來的一門嶄新的技術(shù)?？梢灶A(yù)見，在21世紀(jì)電力電子技術(shù)將以更迅猛的速度發(fā)展。其實，早在晶閘管出現(xiàn)以前，用于電力變換的電子技術(shù)就已經(jīng)存在了。晶閘管出現(xiàn)前的時期可稱為電力電子技術(shù)的史前期或黎明期。1904年出現(xiàn)了電子管，它能在真空中對電子流進行控制，并應(yīng)用于通信和無線電，從而開了電子技術(shù)之先河。后來，出現(xiàn)了水銀整流器，在30年代到五

2、十年代，是水銀整流器發(fā)展迅速并大量應(yīng)用的時期。它廣泛應(yīng)用于電化學(xué)工業(yè)、電氣鐵道直流變電所以及軋鋼用直流電動機的傳動，甚至用于直流輸電。1947年，美國著名的貝爾實驗發(fā)明了晶體管，引發(fā)了電子技術(shù)的一場革命。最先用于電力領(lǐng)域的半導(dǎo)體器件是硅二極管。電力電子技術(shù)的概念和基礎(chǔ)就是由于晶閘管及晶閘管變流技術(shù)的發(fā)展而確立的。70年代后期，以門極可關(guān)斷晶閘管（gto）、電力雙極型晶體管（bjt）和電力場效應(yīng)晶體管（power-mosfet）為代表的全控型器件迅速發(fā)展 。二、電力電子器件的分類按照電力電子器件能被控制電路信號所控制的程度，可以將電力電子器件分為以下三類： (一) 不可控器件 不能用控制信號來控

3、制其通斷的電力電子器件，這類器件不需要驅(qū)動電路，如電力二極管。這類器件只有兩個端子，器件的導(dǎo)通和關(guān)斷完全是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的。(二) 半控型器件 通過控制信號可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷的電力電子器件，這類器件主要是晶閘管（thyristor）及其大部分派生器件，器件的關(guān)斷完全是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的。 (三) 全控型器件 通過控制信號既可以控制其導(dǎo)通，又可以控制其關(guān)斷的電力電子器件稱為全控型器件，由于和半控型器件相比，可以由控制信號控制其關(guān)斷，因此又稱自關(guān)斷器件。這類器件品種很多，目前最常用的是絕緣柵雙極晶體管（insulated-gate bipolar

4、transistor-igbt）和電力場效應(yīng)晶體管（power mosfet,簡稱電力mosfet），在處理兆瓦級大功率電能的場合，門極可關(guān)斷晶閘管（gate-turn-off thyristorgto）應(yīng)用也較多。三、電力電子技術(shù)的特點及應(yīng)用控制理論廣泛應(yīng)用于電力電子技術(shù)中，它使電力電子裝置和系統(tǒng)的性能不斷滿足人們?nèi)找嬖鲩L的各種需求。電力電子技術(shù)可以看成是弱電控制強電的技術(shù)，是弱電和強電之間的接口。而控制理論則是實現(xiàn)這種接口的一種強有力的紐帶。另外，控制理論和自動化技術(shù)密不可分，而電力電子裝置則是自動化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和重要支撐技術(shù)。對于不可控器件其結(jié)構(gòu)和原理簡單，工作可靠，所以直到現(xiàn)在電力二

5、極管仍然大量應(yīng)用于許多電氣設(shè)備當(dāng)中，特別是快恢復(fù)二極管和肖特基二極管，仍分別在中、高頻整流和逆變，以及低壓高頻整流的場合，具有不可替代的地位。對于半控型器件（晶閘管）雖然在20世紀(jì)80年代其地位已開始被各種性能更好的全控型器件所取代，但是由于其能承受的電壓和電流容量仍然是目前電力電子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的應(yīng)用場合仍然具有比較重要的地位。而對全控型器件的出現(xiàn)將電力電子技術(shù)帶入了一個嶄新時代，因為可以隨時控制其開通和關(guān)斷，全控型器件的應(yīng)用得以迅速普及。下面我們將簡單介紹一下電力電子技術(shù)的應(yīng)用。1 一般工業(yè) 工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電機。近年來，由于電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使

6、得交流電動機的調(diào)速性能大大提高，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。大至數(shù)千kw的各種軋鋼機，小到幾百w的數(shù)控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都采用電力電子交直流調(diào)速技術(shù)。一些對調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機近年來也采用了變頻裝置，以達到節(jié)能的目的。2 交通運輸 電氣化鐵道和電動機車等離不開電力電子技術(shù)。3 電力系統(tǒng) 變流裝置廣泛采用電力電子技術(shù)。4 電子裝置用電源 5 家用電器6 其他 不間斷電源（ups）在現(xiàn)代社會中的作用越來越重要，用量也越來越大，而這都離不開電力電子技術(shù)?？傊娏﹄娮蛹夹g(shù)的應(yīng)用十分廣泛。從人類對宇宙和大自然的探索，到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，再到我們的衣食住行，到處都能感受

7、到電力電子技術(shù)的存在和巨大魅力。第二節(jié) intel 16位單片機概述一、單片機的發(fā)展簡史1974 年,美國仙童(firchild)公司研制的世界第一臺單片微型機f8.該機有兩塊集成電路芯片組成,結(jié)構(gòu)奇特,具有與眾不同的指令系統(tǒng),深受民用電器和儀器儀表領(lǐng)域的歡迎和重視.從此,單片機開始迅速發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大.現(xiàn)已成為微型計算機的重要分支,單片機的發(fā)展過程通?？梢苑譃橐幌聨讉€發(fā)展過程。(一)第一代單片機(1974-1976):這是單片機發(fā)展的起步階段.在這個時期生產(chǎn)的單片機特點是,制造工藝落后和集成度低,而且采用了雙片形式.典型的代表產(chǎn)品有fairchild公司的f8和mostek387公

8、司的3870等。(二) 第二代單片機(1976-1978):這是單片機的第二發(fā)展階段.這個時代生產(chǎn)的單片機隨眼已能在單塊芯片內(nèi)集成cpu,并行口,定時器,ram和rom等功能部件,但性能低,品種少,應(yīng)用范圍也不是很廣,典型的產(chǎn)品有inrel公司的mcs-48系列機。(三) 第三代單片機(1979-1982):這是八位單片機成熟的階段.這一代單片機和前兩代相比,不僅存儲容量和尋址范圍大,而且中斷源,并行i/o口和定時器/計數(shù)器個數(shù)都有了不同程度的增加,更有甚者是新集成了全雙工穿行通信接口電路.在指令系統(tǒng)方面,普遍增設(shè)了懲處法和比較指令.這一時期生產(chǎn)的單片機品種齊全,可以滿足各種不同領(lǐng)域的需要.代

9、表產(chǎn)品有intel公司的mcs-51系列機,motorola公司的mc6801系列機,ti公司的tms7000系列機,此外,rockwell,ns,gi和日本松下等公司也先后生產(chǎn)了自己的單片機系列。(四) 第四代單片機(1983年以后):這是十六位單片機和八位高性能單片機并行發(fā)展的時代,十六位機的特點是,工藝先進,集成度高和內(nèi)部功能強,加法運算速度可達到1us以上,而且允許用戶采用面向工業(yè)控制的專用語言,如pl/mplus c和forth語言等.代便產(chǎn)品有intel公司的mcs-96系列,ti公司的tms9900,nec公司的783系列和ns公司的hpc16040等。二、intel 16位單片

10、機在調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用pwm技術(shù)是交流調(diào)速系統(tǒng)的控制核心，任何控制算法的最終實現(xiàn)幾乎都是以各種pwm控制方式完成的。pwm技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用優(yōu)化了變頻裝置的性能，變頻調(diào)速系統(tǒng)采用pwm技術(shù)不僅能夠及時準(zhǔn)確地實現(xiàn)變壓變頻控制要求，而且更重要的意義是抑制逆變器輸出電壓或電流的諧波分量，從而降低或消除了變頻調(diào)速時電機的轉(zhuǎn)矩脈動，提高了電機的工作效率，擴大了調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍。而80c196mc單片機的主要優(yōu)點之一是有一個三相波發(fā)生器（wg）。這一外設(shè)裝置大大簡化了用于產(chǎn)生同步脈寬調(diào)制(pwm)波形的控制軟件和外部硬件，特別適用于控制3相交流感應(yīng)電機。在本次設(shè)計中，我們利用80c196mc單片機片內(nèi)波形發(fā)

11、生器能直接用軟件產(chǎn)生spwm調(diào)制波，從而節(jié)省硬件投資。單片機完成對整個系統(tǒng)的兩級監(jiān)控管理，協(xié)調(diào)各模塊之間的工作，并進行復(fù)雜的控制決策?？刂屏拷?jīng)d/a轉(zhuǎn)換模塊后輸出至變頻器，變頻器根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生變壓變頻的電源信號，以驅(qū)動交流電機實現(xiàn)調(diào)速。系統(tǒng)的開關(guān)量控制模塊，可方便的實現(xiàn)電機的啟動、停止及加減速等功能。第三節(jié) 關(guān)于交流調(diào)速系統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展到比較高的階段，如冶金的軋機、電氣機車、電梯的出現(xiàn)要求傳動電動機能快速正反轉(zhuǎn)、起動力矩大、快速制動、停位準(zhǔn)確、調(diào)速范圍大、精度高及響應(yīng)快，因此在傳統(tǒng)的調(diào)速中一直采用直流電動機運行了幾十年。但由于直流電動機的換向器電刷在大容量方面問題較多，而且維護工作量

12、大，1970年以后逐步用交流同步及異步變頻調(diào)速代替直流電動機調(diào)速。交流調(diào)速的優(yōu)點如下：1 單機容量不受限制。交流電機單機容量達到211000kw，為設(shè)備提供更大的動力。2 體積小，重量輕，占地面積小。3 轉(zhuǎn)動慣量小。4 動態(tài)響應(yīng)好。由于交流電機轉(zhuǎn)動慣量大大減少，而且交流電動機沒有換向火花對過載能力的限制，電動機可以具有更大的動態(tài)加速電流。5 維護簡單化。由于交流電動機無需換向器，維護量大大減少。6 節(jié)約能源。交流同步電動機的效率比直流電動機提高2%3%。而且，隨著大功率開關(guān)器件制造技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，交流電機的變頻調(diào)速在一般工業(yè)領(lǐng)域以至許多民用領(lǐng)域中已得到廣泛應(yīng)用。在節(jié)能、減少維修、提

13、高產(chǎn)品產(chǎn)量及產(chǎn)品質(zhì)量等方面都取得了明顯的經(jīng)濟效益。目前，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)的研究和開發(fā)已引起各國學(xué)者的高度重視。第四節(jié) 本課題的研究意義用v/f控制模式對異步電動機實現(xiàn)變頻無級調(diào)速。在無負載狀態(tài)和100%負載轉(zhuǎn)矩突變時，能迅速回到原先的轉(zhuǎn)矩，有很好的負載響應(yīng)性能。變頻調(diào)速器與電磁調(diào)速電機相比，調(diào)速精度高，調(diào)速特性好，調(diào)速范圍廣，失速發(fā)生的可能性小，尤其在低負載運行時間較長的機械裝置中，效率高，節(jié)能效果顯著。v/f調(diào)速可以解決轉(zhuǎn)矩不足和速度波動的問題，使系統(tǒng)工作較穩(wěn)定。變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的靜動態(tài)指標(biāo), 以負載的機械特性為設(shè)計主要參數(shù)，在注重變頻器控制方式的選擇及變頻器的選擇的基礎(chǔ)上,

14、解決變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計中的實際問題, 以使所設(shè)計的變頻調(diào)速系統(tǒng)具有高的靜動態(tài)指標(biāo)和高的性能價格比。眾多的生產(chǎn)實踐中證明，v/f變頻調(diào)速系統(tǒng)可應(yīng)用于風(fēng)機、泵類負載，減小電動機的起動電流，以減小電動機在起動時對電網(wǎng)的沖擊，并且有很好的節(jié)能效果。v/f調(diào)速系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于實際生產(chǎn)，它涉及到節(jié)約能源和減少實際生產(chǎn)的成本問題。因此，研究v/f調(diào)速系統(tǒng)有著比較重大的意義。第二章 調(diào)速系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計第一節(jié) 變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件框圖變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件框圖如圖2-1。圖2-1變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件框圖第二節(jié) 系統(tǒng)的構(gòu)成恒v/f調(diào)速系統(tǒng)由以下幾個環(huán)節(jié)構(gòu)成：一、主電路 主電路是由交流-直流三相橋式不可控整流電路和由igbt

15、構(gòu)成的ipm智能功率模塊構(gòu)成的。它主要完成電流從交流電到直流電的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)使用六個光電耦合驅(qū)動igbt管。在本系統(tǒng)采用的igbt智能功率模塊（ipm）,它是一種大規(guī)模的集成模塊。二、保護電路在設(shè)計任何一個系統(tǒng)的時候，為了保護系統(tǒng)中的各設(shè)備和元器件不被破壞，在設(shè)計時就需要設(shè)置保護電路。本次設(shè)計的恒v/f調(diào)速系統(tǒng)中，一共包含了五個保護電路：泵升電壓保護電路，過壓保護電路，限流保護電路，過流保護電路，欠壓保護電路。三、驅(qū)動電路在本次的設(shè)計中，采用了igbt智能功率模塊，亦即ipm功率模塊。在ipm功率模塊中包含有7個igbt管。本次設(shè)計中的驅(qū)動電路則是包含在ipm功率模塊中。ipm模塊的具體作用與功

16、能將在后面的章節(jié)中詳細介紹。具體電路圖見附錄。第三節(jié) 主電路的設(shè)計與參數(shù)計算主電路設(shè)計與計算如下：主電路是由ac-dc三相橋式不可控整流電路和由igbt構(gòu)成的ipm智能功率模塊構(gòu)成的。電路圖如圖2-2所示。電動機參數(shù)如下：電動機參數(shù)：p=2.2kw u=380v i=5a d=10一、整流二極管參數(shù) 二極管的額定電壓： u=(23)u=（23）10751612v (2-1) 取u的值為1200v二極管的額定電流：i=(1.52) a (2-2)流過二極管電流的有效值：i=0.577 (2-3)峰值電流的選擇要綜合考慮到電機起動和運行全過程：為電機的過載倍數(shù)，對一般電機，1.62.2，在這里取值

17、為2i=i=14.1a (2-4)則有：i0.577 i0.57714.18.1a (2-5) (2-6)考慮濾波大電容充電電流的影響，需留有足夠的裕量，故選取i15a即選定的大功率整流模塊的參數(shù)為（1200v，15a）。二、igbt參數(shù)正反向峰值電壓： u= (2-7) 考慮到23倍的安全系數(shù)，其耐壓值為： u(23) 537=10751612v (2-8)取u的值為1200v通態(tài)峰值電流：i14.1=16.9a (2-9)其中k1.2為經(jīng)驗值。取的值為20a,則igbt的參數(shù)為（20a,1200v）。三、濾波電容參數(shù)當(dāng)沒有濾波電容時，三相整流輸出平均直流電壓為：517v (2-10)加上濾

18、波電容后，u (2-11)直流側(cè)濾波電容器作為濾波器用時，考慮電容c與負載等效電阻的乘積（時間常數(shù)）大于三相橋整流輸出電壓的脈動周期，t=0.0033s=3.3ms,即3.3ms則 c=又由經(jīng)驗公式 p電機容量（單位取kw）在本次設(shè)計中，p=2.2kw，則則可以求得c=431 (2-12)要求電容的額定電壓為： (2-13)取為900v。理論上濾波電容越大越好，但是考慮到體積與經(jīng)濟原因，在此我們選取兩個1000f/450v的電容串聯(lián)，總耐壓為900v,總的電容量為500f。四、電阻選擇并聯(lián)在電解電容兩端的兩個電阻都是20k/(1/2w),在電源關(guān)斷時，提供電容器放電回路。限流電阻在電路中起到限

19、流作用，在這里我們?nèi)∠蘖麟娮铻?00。五、熔斷器選擇5=7.510a (2-14)由式（2-14）可得，在這里我們選用電流為10a的熔斷器。六、壓敏電阻選擇壓敏電阻正常工作時，漏電流極?。墸?，因而損耗小，遇到尖峰電壓時可通過高達數(shù)千安的放電電流，抑制電壓的能力強，此外，對浪涌電壓反應(yīng)快，體積小，因而在這里我們選用壓敏電阻進行過壓保護。其額定電壓：u1.3=698.6v (2-15)所以我們選擇壓敏電阻的額定電壓為1000v，殘壓比為1.8，通流容量為1000a。第四節(jié) 保護電路的設(shè)計與參數(shù)計算一、 泵升電壓保護電路：在主電路中，直流電源電壓兩端并聯(lián)較大的電解電容,它除了可以減少直流電源電壓的

20、脈動外,還可以做儲能用。由于整流側(cè)采用三相不可控整流電路，當(dāng)運行中的電動機減速或停車時，儲存在電機和負載轉(zhuǎn)動部分的動能將變成電能，由于能量無法反饋回交流電源，只能對濾波電容充電，這將導(dǎo)致電容電壓突然升高，稱為“泵升電壓”（泵升電壓現(xiàn)象如圖2-3所示）。 泵升電壓會危及整個電路的安全，如果讓電容器吸收全部回饋能量，則需要加大電容器的容量，由此迫使泵升電壓很高而損壞元器件。并且用過大容量的電容會大大增加調(diào)速系統(tǒng)的體積和重量，因此，我們在這里采用一個igbt管和電阻組成的泵升電壓保護電路，如圖2-4所示：為使電路具備再生反饋電力的能力，我們也可采用如圖2-5所示電路：1. 帶有泵升電壓限制電路的電壓

21、型間接交流變流電路2. 當(dāng)泵升電壓超過一定數(shù)值時，使v0導(dǎo)通，把從負載反饋的能量消耗在r0上。 圖2-5 帶有泵升電壓限制電路的電壓型間接交流變流電路泵升電壓控制電路中滯環(huán)比較器的上下限的決定使igbt的開關(guān)動作在允許的范圍內(nèi)。滯環(huán)的選擇原則是：下限的整定略大于電網(wǎng)允許向上波動的最大值564v（的105，的計算見主電路參數(shù)計算），而電壓波動屬正?，F(xiàn)象，不能認為是泵升，所以泵升環(huán)的下限取565v,上限取電壓保護電路的整定值590v（的110），泵升環(huán)上下限如圖2-6所示： 泵升保護電路如圖所示：下圖所示泵升保護電路的工作原理：當(dāng)回饋的能量使電容兩端的電壓超過下限時，比較器輸出高電平，光電耦合器輸

22、出高電平去觸發(fā)igbt導(dǎo)通，把回饋到電容的能量消耗在電阻上，的選擇以分流電流大于或等于電機允許的最大制動電流為標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)大于時，系統(tǒng)采取過壓保護電路。工作情況見過壓保護電路。當(dāng)由逐漸變小而又大于時，igbt7仍繼續(xù)起分流的作用。泵升電壓保護電路的有關(guān)參數(shù)計算：從主電路取泵升保護電壓信號為兩個大電容兩端電壓的一半?，F(xiàn)取1r、1r的電阻分別為610k/2w、7.5k/(1/8w)。則電路中穩(wěn)壓二極管1vst2整定為： (2-16)而b點（放大器反向輸入端）電壓為：u= (2-17)在這里我們選用電阻1r18、1r19分別為3.5k、1k來實現(xiàn)。其他電阻的選擇是為了限制通過比較器、光電二極管和光敏三極

23、管的電流來選擇：電容1c2為0.01f,電阻1r17為20k，電阻1r20為5.1k，電阻1r21為2k。二、過壓保護電路該系統(tǒng)需要設(shè)置過壓保護電路，因為igbt集射極耐壓和承受的反向電壓有限，在我國電網(wǎng)電壓的線性度又較差，在大負載時三相線電壓通常小于380v；并且在用電低峰期，線電壓會高達440v，在如此大的電壓波動范圍會導(dǎo)致直流回路過電壓。對此，我們采用如圖2-8所示的過壓保護電路。采樣電路設(shè)在中間直流電壓環(huán)節(jié)，這樣真正在過電壓構(gòu)成危險時檢測出信號而驅(qū)動保護動作，而不至于在過電壓并未構(gòu)成危險時而保護誤動作，從而提高變頻器的抗干擾能力和可靠性。直流電壓保護信號取自主回路濾波電容器兩端，經(jīng)過電

24、阻分壓后獲得，為了防止高壓信號進入控制回路，采用光電耦合電路，直流電壓保護動作限定在670v以下。過壓保護電路的工作原理如下：正常情況下，采樣電壓小于給定電壓，比較器輸出低電平，光電耦合器輸出低電平；當(dāng)故障發(fā)生時，采樣電壓高于給定電壓，比較器輸出高電平，光電耦合器輸出高電平。當(dāng)芯片捕捉到這一由低到高的電平跳變時，用軟件的方法去封鎖igbt的六個驅(qū)動信號。過壓保護電路的參數(shù)計算：因電壓取自限流電路的穩(wěn)壓管1vst1的點電壓，而將其整定為10v,所以ua10v?，F(xiàn)把給定電壓ub整定為： (2-18)因此電阻1r8、1r14分別取1.8k、2.2k。同時為了限制通過比較器、光電二極管及光敏三極管的電

25、流取電阻1r7、1r10、1r11的阻值分別為20k、5.1k和2k。而在正常工作時采樣的電壓信號也小于10v。采樣電路如圖2-9所示。整定直流環(huán)平均電壓ud為670v時過壓保護動作?，F(xiàn)取電阻3r3的阻值為7.5k/(1/8w)。則r3的電阻r有 (2-19)成立，從而取r=601.5k/2w。三、限流保護電路在系統(tǒng)中，由于電容沒有充電前，接在電路中相當(dāng)于短路。給電容充電時，電流可能會過大，為了保護三相整流橋，在直流回路中，在電壓上升到正常水平的75以前，在直流主回路里串入一電阻，達到限制電流的目的；當(dāng)電壓升到75以上時，短接該電阻。因此需要設(shè)置限流電路。電容充電電流、電壓曲線見圖2-10,限

26、流保護電路見圖2-11所示：限流保護電路有關(guān)參數(shù)的計算：由于1vs1整定為10v，所以正常工作時ua、ub的電壓都應(yīng)整定為小于10v電壓。 圖2-9 電壓檢測信號電路 圖2-10 電容充電時的電壓、電流曲線圖2-11 限流保護電路 當(dāng)起動電壓達75402.8v，ua402.87.5/(7.5+601.5)=4.96v (2-20)故電阻1r2、1r3分別取2k、1k.同時為了限制通過比較器、光電二極管、光敏三極管和接觸器的電流取電阻1r1、1r4、1r6分別為20k、2k、30。電容為0.1f。而在正常工作時采樣的電壓信號也小于10v。電壓采樣電路同電壓保護電路。四、過流保護電路系統(tǒng)設(shè)置過流保

27、護電路的目的，一是避免過流及輸出出現(xiàn)短路，igbt 處于過流狀態(tài)而損壞；二是防止所驅(qū)動的三相感應(yīng)電機遭到損壞。過流保護電路如圖2-12所示：圖2-12 過流保護電路采樣電路應(yīng)該設(shè)在中間直流電壓環(huán)節(jié)，這樣真正在過電流構(gòu)成危險時檢測出信號而驅(qū)動保護動作，而又不至于在過電流并未構(gòu)成危險時保護誤動作，從而提高變頻器的抗干擾能力和可靠性。圖示過電流保護電路的工作原理如下：正常情況下，采樣電壓小于給定電壓，比較器輸出低電平，光耦合器輸出低電平；當(dāng)故障發(fā)生時，采樣電壓高于給定電壓，比較器輸出高電平，光電耦合器輸出高電平。當(dāng)芯片捕捉到這一由低到高的電平跳變時，用軟件的方法去封鎖igbt的六個驅(qū)動信號。過流保護

28、電路有關(guān)參數(shù)的計算如下：把ub的電壓整定在4v左右，現(xiàn)取4v (2-21)成立，因此，選擇電阻值1r13、1r14分別為5.5k、2k。同時為了限制通過比較器、光電二極管和光敏三極管的電流取電阻1r12、1r15、1r16分別為20k、5.1k、2k。而在正常工作時采樣電流信號的電壓值也應(yīng)小于4v。過流電壓信號的檢測電路見圖2-13：圖2-13 過流電壓信號的檢測電路過流電壓信號的檢測電路有關(guān)參數(shù)的計算：使過流信號為1.25i,3r5的阻值r要滿足1.255r4v，則r為0.37，耐壓為600v。電容可選0.1/600v。五、欠壓保護電路欠壓保護原理與過壓保護類似，其原理圖見圖2-14。其工作

29、原理：電壓正常時，采樣電壓高于給定電壓，比較器輸出低電平，光電耦合器輸出低電平；當(dāng)采樣電壓低于給定電壓，比較器輸出高電平，光電耦合器輸出高電平。當(dāng)芯片捕捉到這一由低到高的電平跳變時，用軟件的方法去封鎖igbt的六個驅(qū)動信號。圖2-14 欠壓保護電路欠壓保護有關(guān)參數(shù)計算：把動作電壓整定在85u=456.45v。相應(yīng)地整定在456.457.5/(7.5+601.5)=5.62v，選1r24為3.3k有關(guān)系式r=5.5k，則選1r23為5.5k，其它元件的選擇與過壓保護相同。1r22、1r25、1r26的阻值分別為20k、5.1k、2k。第五節(jié) 驅(qū)動電路的設(shè)計系統(tǒng)使用六個光電耦合驅(qū)動igbt管。由于

30、這種驅(qū)動電路如某個元件性能不穩(wěn)定，極可能直接影響驅(qū)動效果因此在本系統(tǒng)采用igbt智能功率模塊（ipm）,它是一種大規(guī)模的集成模塊，它有單個光電耦合驅(qū)動電路無可比擬的優(yōu)點。一、 用六個光電耦合驅(qū)動電路因為80c196mc波形發(fā)生器產(chǎn)生的pwm調(diào)制波驅(qū)動信號還不足以驅(qū)動開關(guān)器件igbt，因此必須采用六個光電耦合驅(qū)動電路將控制電路輸出脈沖放大。由于igbt驅(qū)動電路品質(zhì)的優(yōu)劣，會直接影響到逆變器的正常工作。為此設(shè)計驅(qū)動電路時需要綜合考慮如下幾個因素：1 具有對“地”電位浮動的獨立交流電源，控制信號經(jīng)過光電耦合隔離；2 開通和關(guān)斷時應(yīng)有足夠的上升和下降速度；3 要小內(nèi)阻驅(qū)動源對柵極電容充電，以提高開通速

31、度；關(guān)電時提供低阻放電回路，從而能使igbt快速的關(guān)斷；4 igbt對電荷積累特別地敏感，故驅(qū)動電路必須保證放電回路通暢，以確保igbt安全工作；5 為兼顧通態(tài)損耗和短路電流，vce一般在12v到15v之間才合適，關(guān)斷時，為盡快抽取pnp管中的存儲電荷，在ge極之間加一負偏壓，一般取為-5v；6 igbt柵極驅(qū)動電路最好自身帶有對igbt的保護。 六個光電耦合驅(qū)動電路的電路圖見附錄 另外，在進行igbt的設(shè)計布線時，應(yīng)使輸入與輸出電路分開，即輸入電路（光電隔離器）接線遠離輸出線路接線，以保證有適當(dāng)?shù)慕^緣強度和噪音阻抗；igbt柵極回路連線一定要小于1m，并且要用絞合線。二、 用igbt智能功率

32、模塊另一種比較可靠的驅(qū)動電路，它是把驅(qū)動電路、保護電路、功率開關(guān)電路集成于一體的大規(guī)模集成模塊，其具有如下的優(yōu)點：1 結(jié)構(gòu)緊湊，集驅(qū)動器、保護電路于一體的模塊內(nèi)，安裝很方便；2 驅(qū)動器的設(shè)計布局優(yōu)化，功耗低，并可以省去負偏壓；3 具有多種保護功能，如過流保護、短路保護、過熱保護和控制電壓欠壓保護，使模塊的可靠性大大提高。 用六個光電耦合驅(qū)動電路去驅(qū)動igbt單管時，很可能由于驅(qū)動電路元件工作不穩(wěn)定，甚至氣候潮濕都會使驅(qū)動信號發(fā)生變形，使igbt能按設(shè)計要求工作而使用ipm模塊后，由于其高度集成的特點，只要給定的控制信號穩(wěn)定，其輸出效果一定很好。由于智能功率模塊ipm有著六個光電耦合驅(qū)動電路無法

33、比擬的優(yōu)越性，本設(shè)計采用ipm智能功率模塊驅(qū)動。其元件引腳圖如下圖2-15所示：圖2-15 ipm外部引腳圖第六節(jié) 電源的設(shè)計 在本次畢業(yè)設(shè)計中，需要用到15v和5v電源，因此必須對這兩種電源進行設(shè)計。電源的設(shè)計見圖2-16和圖2-17所示：圖2-16 15v直流電源圖2-17 5v直流電源第三章 調(diào)速系統(tǒng)控制方式和pwm變頻器第一節(jié) 變頻調(diào)速的基本控制方式在進行電動機調(diào)速時,常需考慮的一個重要因素,就是希望保持電動機中每極磁通量為額定值不變。如果磁通太弱，沒有充分利用電機的鐵心，是一種浪費；如果過分增大磁通，又會使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵磁電流，嚴(yán)重時會因繞組過熱而損壞電機。對于直流電動機

34、，勵磁系統(tǒng)是獨立的，只要對電樞反應(yīng)有恰當(dāng)?shù)难a償，保持不變是很容易做到的。在交流異步電機中，磁通由定子和轉(zhuǎn)子磁動勢合成產(chǎn)生，要保持磁通恒定就要費一些周折了。我們知道，三相異步電動機定子每相電動勢的有效值是 (3-1)式中 氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動勢的有效值（v）； 定子頻率（hz）； 定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； 定子基波繞組系數(shù)； 每極氣隙磁通量（wb）。由式(3-1)可知，只要控制好和，便可達到控制磁通的目的，對此，需要考慮基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況。一、基頻以下調(diào)速由式(3-1)可知，要保持不變，當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時，必須同時降低，使 (3-2)即采用電動勢頻率比為恒值的控制

35、方式。然而，繞組中的感應(yīng)電動勢是難以控制的，當(dāng)電動勢值較高時，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認為定子相電壓，則得 (3-3)這是恒壓頻比的控制方式。低頻時，和都較小，定子漏磁阻抗壓降所占的分量就比較顯著，不能忽略。這時可以人為地把抬高一些，以便近似地補償定子壓降。帶定子壓降補償?shù)暮銐侯l比控制特性示于圖3-1中的b線，無補償?shù)目刂铺匦詣t為a線。 圖3-1 恒壓頻比控制特性在實際應(yīng)用中，由于負載大小不同，需要補償?shù)亩ㄗ訅航抵狄膊灰粯?，在控制軟件中，須備有不同斜率的補償特性，以便用戶選擇。(一) 恒壓恒頻正弦波供電時異步電動機的機械特性 當(dāng)定子電壓和電源角頻率恒定時，異步電動機在恒壓恒頻正弦波供

36、電時的機械特性方程式可以寫為如下形式： (3-4)當(dāng)s很小時，可忽略上式分母中含s各項，則 (3-5)也就是說，當(dāng)s很小時，轉(zhuǎn)矩近似與s成正比，這時，是一段直線，如圖3-2所示。當(dāng)s接近于1時，可忽略示(3-4)分母中的，則 (3-6)即s接近于1時，轉(zhuǎn)矩近似與s成反比，這時，是對稱于原點的一段雙曲線。當(dāng)s為以上兩段的中間數(shù)值時，機械特性從直線段逐漸過渡到雙曲線段，見圖3-2。圖3-2 恒壓恒頻時異步電動機的機械特性(二) 異步電機基頻以下電壓頻率協(xié)調(diào)控制時的機械特性1 恒壓頻比控制（/=恒值）為了近似地保持氣隙磁通不變，以便充分利用電動機鐵心，發(fā)揮電動機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力，在基頻以下須采用恒壓頻

37、比控制。這時，同步轉(zhuǎn)速n0自然要隨頻率變化。 (3-7)帶負載時的轉(zhuǎn)速降落為 (3-8)在式(3-5)所表示的機械特性近似直線段上，可以導(dǎo)出 (3-9)由此可見，當(dāng)/為恒值時，對于同一轉(zhuǎn)矩，s是基本不變的，因而也是基本不變的。這就是說，在恒壓頻比的條件下改變頻率時，機械特性基本上是平行下移，如圖3-3所示。它們和直流他勵電動機變壓調(diào)速時的情況基本相似，所不同的是當(dāng)轉(zhuǎn)矩增大到最大值以后，轉(zhuǎn)速再降低，特性就折回來了，而且頻率越低時最大轉(zhuǎn)矩值越小。有 (3-10)對上式加以整理得 (3-11) 可見，最大轉(zhuǎn)矩是隨著的降低而減小的。頻率很低時，太小將限制電動機的負載能力，采用定子壓降補償，適當(dāng)?shù)靥岣唠?/p>

38、壓，可以增強負載能力，見圖3-3。圖3-3 恒壓頻比控制時變頻調(diào)速的機械特性2 恒/控制如果在電壓頻率協(xié)調(diào)控制中，恰當(dāng)?shù)靥岣叩臄?shù)值，使它在克服定子阻抗壓降以后，能維持/為恒值（基頻以下），則由3-1式得知，無論頻率高低，每極磁通均為常值。此時的機械特性方程式為 (3-12)當(dāng)s很小時，可忽略式3-12分母中s項，則 (3-13)這表明機械特性的這一段近似為一條直線。當(dāng)s接近于1時，可忽略式(3-12)分母中的項，則 (3-14)這是一段雙曲線。s值為上述兩段的中間值時，機械特性在直線和雙曲線之間逐漸過渡，整條特性與恒壓頻比特性相似。恒/控制的穩(wěn)態(tài)性能是優(yōu)于恒/控制的，它正是恒/控制中補償定子壓

39、降所追求的目標(biāo)。3 恒控制如果把電壓-頻率協(xié)調(diào)控制中的電壓再進一步提高，把轉(zhuǎn)子漏抗上的壓降也抵消掉，得到恒控制。此時的機械特性方程式如下： (3-15)不必作任何近似就可知道，這時的機械特性完全是一條直線。見圖3-4中的c。顯然，恒的穩(wěn)態(tài)性能最好，可以獲得和直流電動機一樣的線性機械特性。這正是高性能交流變頻調(diào)速所要求的性能。圖3-4 不同電壓-頻率協(xié)調(diào)控制方式時的機械特性a-恒/控制 b-恒/控制 c-恒控制 4 比較總結(jié)綜上所述，在正弦波電壓供電時，按不同規(guī)律實現(xiàn)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制可得不同類型的機械特性。恒壓頻比(/=恒值)控制最容易實現(xiàn)，它的變頻機械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿

40、足一般的調(diào)速要求，但低速帶載能力有限，需對定子壓降實行補償。恒/控制是通常對恒壓頻比控制實行電壓補償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，可以在穩(wěn)態(tài)時達到=恒值，從而改善了低速性能。但機械特性還是線性的，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力仍受到限制。恒控制可以得到和直流他勵電動機一樣的線性機械特性，按照轉(zhuǎn)子全磁通恒定進行控制即得=恒值，在動態(tài)中也盡可能保持恒定是矢量控制所追求的目標(biāo)，當(dāng)然，實現(xiàn)起來也是比較復(fù)雜的。二、基頻以上調(diào)速在基頻以上調(diào)速時，頻率應(yīng)該從向上升高，但定子電壓卻不可能超過額定電壓，最多只能保持=，這將迫使磁通于頻率成反比地降低，相當(dāng)于直流電動機弱磁升速的情況。把基頻以下和基頻以上兩種情況的控制特性畫在一起，如圖3-5所示。圖3

41、-5 異步電動機變壓變頻調(diào)速的控制特性如果電動機在不同轉(zhuǎn)速時所帶的負載都能使電流達到額定值，即都能在允許溫升下長期運行，則轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化。按照電力拖動原理，在基頻以下，磁通恒定時轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)，而在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時轉(zhuǎn)矩降低，基本上屬于“恒功率調(diào)速”。第二節(jié) pwm變頻器從整體結(jié)構(gòu)上看，電力電子變壓變頻器可分為交直交和交交兩大類。在這里，我們主要采用交直交變壓變頻器，因此，我們只介紹交直交變壓變頻器。交直交變壓變頻器先將工頻交流電源通過整流器變換成直流，再通過逆變器變換成可控頻率和電壓的交流，如圖3-6所示。由于這類變壓變頻器在恒頻交流電源和變頻交流輸出之間有一個“

42、中間直流環(huán)節(jié)”，所以又稱間接式的變壓變頻器。圖3-6 交-直-交（間接）變壓變頻器具體的整流和逆變電路種類很多，當(dāng)前應(yīng)用最廣的是由二極管組成不控整流器和由功率開關(guān)器件(p-mosfet,igbt等)組成的脈寬調(diào)制(pwm)逆變器，簡稱pwm變壓變頻器。pwm（pulse width medulation）控制就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術(shù)。即通過對一系列的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得所需波形（含形狀和幅值）。一、pwm控制的基本原理在采樣控制理論中有一個重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。沖量即指窄脈沖的面積。這里所說的效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波

43、形基本相同。如果把各輸出波形用傅立葉變換分析，則其低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。而面積等效原理是pwm控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。pwm波形可分為等幅pwm波和不等幅pwm波兩種。由直流電源產(chǎn)生的pwm波通常是等幅pwm波。如直流斬波電路和pwm逆變電路，其pwm波都是由直流電源產(chǎn)生，由于直流電源電壓幅值基本恒定，因此pwm波是等幅的。而斬控式交流調(diào)壓電路、矩陣式變頻電路其輸入電源都是交流，因此所得到的pwm波也是不等幅的。不管是等幅pwm波還是不等幅pwm波，都是基于面積等效原理來進行控制的，因此其本質(zhì)是相同的。二、spwm控制方式以正弦波作為逆變器輸出的期望波形，以頻率比期望波高得多的等

44、腰三角波作為載波(carrier wave)，并用頻率和期望波相同的正弦波作為調(diào)制波(modulation wave)，當(dāng)調(diào)制波與載波相交時，由它們的交點確定逆變器開關(guān)器件的通斷時刻，從而獲得在正弦調(diào)制波的半個周期內(nèi)呈兩邊窄中間寬的一系列等幅不等寬的矩形波。按照波形面積相等的原則，每一個矩形波的面積與相應(yīng)位置的正弦波面積相等，因而這個序列的矩形波與期望的正弦波等效。這種調(diào)制方法稱作正弦波脈寬調(diào)制(sinusoidal pulse width modulation),這種序列的波形稱作spwm波。spwm控制技術(shù)同pwm一樣也有單極性控制和雙極性控制兩種方式，并且其定義方式也相同。即：如果在正弦

45、調(diào)制波的半個周期內(nèi)，三角載波只在正或負的一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的spwm波也只處于一個極性的范圍內(nèi)，叫作單極性控制方式。如果在正弦調(diào)制波半個周期內(nèi)，三角載波在正負極性之間連續(xù)變化，則spwm波也在正負之間變化，稱為雙極性控制方式。在三相橋式pwm型逆變電路都是采用雙極性控制方式。三、異步調(diào)制和同步調(diào)制在pwm控制電路中，載波頻率與調(diào)制信號頻率之比n=/稱為載波比。根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，pwm調(diào)制方式可分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。(一) 異步調(diào)制載波信號和調(diào)制信號不保持同步的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制。在異步調(diào)制方式中，通常保持載波頻率固定不變，因而當(dāng)信號波頻率變化時，載波比n是

46、變化的。同時，在信號波的半個周期內(nèi)，pwm波的脈沖個數(shù)不固定，相位也不固定，正負半周的脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對稱。當(dāng)信號頻率較低時，載波比n較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負半周期脈沖不對稱和半周期內(nèi)前后1/4周期脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小，pwm波形接近正弦波。當(dāng)信號波頻率增高時，載波比n減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，pwm脈沖不對稱的影響就變大，有時信號波的微小變化還會產(chǎn)生pwm脈沖的跳動。這就使得輸出pwm波和正弦波的差異變大。對于三相pwm型逆變電路來說，三相輸出的對稱性也變差。因此，在采用異步調(diào)制方式時，希望采用較高的載波頻率，以使在信號波頻率較高時仍能保持較大

47、的載波比。(二) 同步調(diào)制載波比n等于常數(shù)，并在變頻時使載波和信號波保持同步的方式稱為同步調(diào)制。在基本同步調(diào)制方式中，信號波頻率變化時載波比n不變，信號波一個周期內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的。在三相pwm逆變電路中，通常公用一個三角波載波，且取載波比n為3的整數(shù)倍，以使三相輸出波形嚴(yán)格對稱。同時，為了使一相的pwm波正負半周鏡對稱，n應(yīng)取奇數(shù)。當(dāng)逆變電路輸出頻率很低時，同步調(diào)制時的載波頻率也很低。過低時由調(diào)制帶來的諧波不易濾除。當(dāng)負載為電動機時也會帶來較大的轉(zhuǎn)矩脈動和噪聲。當(dāng)逆變電路輸出頻率很高時，同步調(diào)制時的載波頻率會過高，使開關(guān)器件難以承受。(三) 分段同步調(diào)制為了克服同步調(diào)

48、制的缺點，可以采用分段同步調(diào)制的方法。即把逆變電路的輸出頻率范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內(nèi)都保持載波比n為恒定，不同頻段的載波比不同。在輸出頻率高的頻段采用較低的載波比，以使載波頻率不致過高，限制在功率開關(guān)器件允許的范圍內(nèi)。在輸出頻率低的頻段采用較高的載波比，以使載波頻率不致過低而對負載產(chǎn)生不利影響。各頻段的載波比取3的整數(shù)倍且為奇數(shù)為宜。同步調(diào)制方式比異步調(diào)制方式復(fù)雜一些，但使用微機控制時還是容易實現(xiàn)的。有的裝置在低頻輸出時采用異步調(diào)制方式，而在高頻輸出時切換到同步調(diào)制方式，這樣可以把兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，和分段同步方式的效果接近。(四) pwm變壓變頻器的優(yōu)點pwm變壓變頻器的應(yīng)用之所以廣

49、泛，是因為它有如下的一系列優(yōu)點：1 在主電路整流和逆變兩個單元中，只有逆變單元是可控的，通過它同時調(diào)節(jié)電壓和頻率，結(jié)構(gòu)十分簡單。采用全控型的功率開關(guān)器件，通過驅(qū)動電壓脈沖進行控制，驅(qū)動電路簡單，效率高。2 輸出電壓波形雖是一系列的pwm波，但由于采用了恰當(dāng)?shù)膒wm控制技術(shù)，正弦基波的比重較大影響電動機運行的低次諧波受到很大的抑制，因而轉(zhuǎn)矩脈動小，提高了系統(tǒng)的調(diào)速范圍和穩(wěn)態(tài)性能。3 逆變器同時實現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)頻，動態(tài)響應(yīng)不受中間直流環(huán)節(jié)濾波器參數(shù)的影響，系統(tǒng)的動態(tài)性能也得以提高。4 采用不可控的二極管整流器，電源側(cè)功率因數(shù)較高，且不受逆變器輸出電壓大小的影響。5 開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電

50、機損耗及發(fā)熱都較小。6 低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達1：10000左右。四、電壓源型逆變器在交直交變壓變頻器中，按照中間直流環(huán)節(jié)電源性質(zhì)的不同，逆變器可以分為電壓源型和電流源型兩類，兩種類型的實際區(qū)別在于直流環(huán)節(jié)采用怎樣的濾波器。如圖3-7a中，直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，因而直流電壓波形比較平直，在理想情況下是一個內(nèi)阻為零的恒壓源，輸出交流電壓是矩形或階梯波，是電壓源型逆變器(vsi,voltage source inverter)，有時，簡稱電壓型逆變器。在圖3-7b中，直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波，直流電流波形比較平直，相當(dāng)于一個恒流源，輸出交流電流是矩形波或階梯波，叫作電流源型逆變器

51、(csi,current sourse inventer)，或簡稱電流型逆變器。在本次設(shè)計中，我們采用了電壓源型逆變器。 a) b)圖3-7 電壓源型和電流源型逆變器示意圖a) 電壓源型 b) 電流源型第四章 80c196mc單片機第一節(jié) 80c196mc單片機簡介80c196mc是美國inter 16位單片機，其封裝采用84腳plcc方式，內(nèi)部尋址采用寄存器結(jié)構(gòu)，從而避免了以往8位機只能用累加器參與尋址而產(chǎn)生的瓶頸效應(yīng)，提高工作效率。80c196內(nèi)設(shè)256字節(jié)的ram,28個中斷源，可形成16個中斷矢量，在16mhz晶振下，1616位乘法指令只要1.75。3216位除法指令只要3.2，其速度

52、之快尤其適合于高采樣頻率 、快速控制系統(tǒng)，它本身有3路pwm輸出引腳，可直接驅(qū)動三相電機，內(nèi)部設(shè)有3個h窗口和1個v窗口，使特殊功能寄存器的數(shù)量和功能倍增。由于chmos工藝，耗電小，并有掉電保護和閑置功能。80c196單片機的串行通訊功能完全兼容于8096.8097，并且在此基礎(chǔ)上新增加了一些功能，從而使串行通訊的功能更加完善。它的四種工作方式及新加功能由串行口控制寄存器(sp-con)和串行口狀態(tài)寄存器(sp-stat)控制。這兩個寄存器共用一個地址11h，其各位定義如下圖4-1：80c196的串行通訊口發(fā)送寄存器和接收寄存器都是雙字節(jié)結(jié)構(gòu)，即發(fā)送時，在發(fā)送第一個字節(jié)之后，可緊接著發(fā)送第二

53、個字節(jié)；接收時，在接收第一個字節(jié)未取走之前，可接收第二個字節(jié)，而且80c196除了擁有入口地址為200ch和2032h的發(fā)送和接收中斷，這一功能使得人們可以分別處理發(fā)送和接收中斷。圖4-1 串行口控制寄存器和串行口狀態(tài)寄存器的各位定義80c196mc單片機的84引腳封裝圖見圖4-2。圖4-2 84腳plcc封裝的80c196mc第二節(jié) 80c196mc單片機專用寄存器一、波形發(fā)生器片內(nèi)波形發(fā)生器wfg(wave from generator)是80c196mc單片機獨具的特點之一，這一外設(shè)裝置大大簡化了用于產(chǎn)生同步脈寬調(diào)制(pwm)波形的控制軟件和外部硬件，特別適用于控制三相交流感應(yīng)電機，也可用于控制直流無刷電機和其他需要多個pwm輸出的裝置。波形發(fā)生器為用戶額外地提供了3對占用cpu時間極小的脈寬調(diào)制信號pwm。每個信號都是獨立編程的。對于每個pwm信號輸出對，片內(nèi)的空載時間發(fā)生器和相位轉(zhuǎn)換電路向它提供了不重迭的信號。這種輔助設(shè)備優(yōu)化了對三相感應(yīng)式直流電機的控制。它也可以用于無刷直流電機的控制及其它需要多重pwm輸出控制的設(shè)備。片內(nèi)保護電路將這六個輸出與對應(yīng)的外部信號隔離起來。3個pwm波形都具有相同的周期和空載時間，當(dāng)系統(tǒng)采用16mhz的振蕩頻率時，將0.25到16