SPWM变频调速系统设计论文 (6)

图3-3三相逆变电路

用T记为周期，只要注意三相之间互隔T／3(T是周期)就可以了，即B相比A相滞后T／3，C相又比B相滞后T／3。

具体的导通顺序如下：

第1个T／6：V1，V6，V5导通，V4，V3，V2截至： 第2个T／6：Vl，V6，V2导通，V4。V3，V5截至： 第3个T／6：V1，V3，V2导通，V4，V6，V5截至： 第4个T／6：V4，V3，V2导通，V1，V6，V5截至： 第5个T／6：V4，V3，V5导通，V1，V6，V2截至： 第6个T／6：V4，V6，V5导通，V1，V3，V2截至。 下面来分析电压型三相桥式逆变电路的工作波形。 对于A相输出来说，当桥臂l导通时，UAO?12Ud 12Ud

当桥臂4导通， UA0??1因此，UA0的波形是幅值为Ud的矩形波。B，C两相的情况和A相类似，UBO,UCO的

2波形形状和UAO相同，只是相位依次相差120。三相逆变电路输出电压波形如图：

021

U

A A T

U B B B T

U

C C C T

图3-4三相逆变电路输出电压波形

3.3控制路的设计

3.3.1控制器的选择

8XC196MC单片机是Intel公司专门为电机高速控制设计的一种16位微控制器，其

后缀MC正是电机控制(Motor Controller)的缩写，它己被广泛的应用。

在各种电器的电机控制中。8XCI96MC根据片内有无程序存储器的区别可以分为:80C196MC(无)、83C196MC (ROM). 87CI96MC (EPROM)，它们的外部引脚，指令集完全一样，其82脚PLCC封装形式的引脚图如图5-1所示。本系统采用8OC196MC设计，控制电路同样适用于87C196MC和83C196MC。

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图3—5 80C196MC引脚图

8OC196MC的基本结构主要包括算术、逻辑运算部件RALU，寄存器集，内部A/D转换器，PWM发生器，事件处理阵列EPA，三相互补5PWM输出发生器以及看门狗、时钟、中断控制逻辑等，如图3-6.

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XTAL EXTINT NMI 时钟电16KROM

路 512字节RAM 定时器 RALU 中断控制 P3 总线控制逻辑 P4 P5 EPA P2口 P0口 A/D P1口 8根 SPWM波发生器 P6口 PWM

8、7根 5根 6根 2根 图3-6 80C196MC基本结构

在本系统中，单片机主要资源分配如下： 片内外设:

P0.0——速度给定输入。 P1.0——启动/停止命令输入。

P2.0- P2.6——三位数码管动态显示值输出 P3 口 、P4 口— 外扩展ROM地址/数据信号线. P5.0, P5.3 — 外扩展ROM控制信号线。

P6.7,P6.6,P2.7—三位数码管动态显示位选择输出. P6.0- P6.5- WFG六路SPWM信号输出. EXTINT—— 过压、过流中断信号输入。 片内RAM:

OOOOOH- 00017H---CPU专用寄存器，直接寻址。

OIFOOH- OIFFFH一内部专用寄存器，CPU专用寄存器窗口寻址。 片外ROM:

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02000H-07FFFH—监控、计算程序及数据表。

80C196MC有64K存贮空间，除了OOOOH-OIFFH,IFOOH-IFFFH,2000H-207FH三个专用区，以及表明“保留”的单元以外，其它都可以由用户任意安排作为程序存贮区、数据存贮区或存贮区映射的外设区，但是系统复位后，程序由2080H单元开始执行，因此与2080H相邻的区域必须配置成程序存贮区。

80C196MC的片内寄存器阵列共包括512个字节，分为低256字节和高256字节，低256字节中的最低的24字节为特殊功能寄存器SFR, RALU在运算过程中，不象其它的单片机那样只使用一个累加器，而是把这256个寄存器都当作累加器，这样就避免了使用单个累加器所产生的“瓶颈效应”，高256字节寄存器虽然不能象低256字节的寄存器那样直接当累加器用，但是它们可以通过80C196MC的窗口技术，切换成具有累加器功能的256字节，因此使得编程容易，执行速度更快。

8OC196MC的特殊功能寄存器SFR除了24个在寄存器集低端以外，大部分在存储空间的1FOOH-1FFFH中，在使用这些特殊功能寄存器时为了加快操作速度，通常使用窗口技术把它们映射到低256字节寄存器区。 3.3.2存储器扩展电路

存储器扩展电路主要是由两片程序存储器74HC573，用来存放奇地址单元和偶地址单元中的程序代码，EEPROM 74HC573的可直接改写的特性使调试软件方便;寻址空间可达2000H-9FFFH，充分利用了74HC573的容量;扩展的数据存储器27256，是为了扩大数据存储器的容1,在矢量控制中，由于程序复杂所需要的数据存储器较多，而80196MC本身的数据存储器资源有限，另外为了以后系统的扩展性，增加27256很有必要。

3.3.3 80C196MC单片机的波形发生器

片内波形发生器WFG(WaveForm Generator)是80C196MC独具的特点之一。这一外设装置大大简化了用于产生SPWM波形的控制软件和外部硬件，特别适应于控制三相交流感应电机。

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