80C196MC控制的交流变频调速系统设计

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摘要

变频调速是交流调速中的发展方向。但在我国，自行开发、生产变频设备的能力弱，对国外公司的依赖还很严重，因此我们很必要对交流变频调速进行研究。变频调速有多种方法，本文对正弦波脉宽调制技术做了一定的研究，并对其控制策略做了理论上的分析和推导。控制算法采用恒压频比控制。
本系统采用Intel公司的推出的80C196MC单片机作为控制系统的CPU。8XC196MC特别适合于电动机和反向器等高速控制领域。采用该单片机的控制系统是本设计的硬件核心部分。因此本文先简单的介绍此单片机与该设计相关的特性，继而介绍本系统的硬件设计和软件设计，其中软件算法是实现的难点。
关键词：变频器；恒压频比控制；正弦波脉宽调制；微机控制；80C196MC单片机；

ABSTRACT

VVVF is the direction of AC Speeding development. However, China's domestic development and Frequency inverter perform weakly, which is seriously relied on the foreign companies. therefore ,We think it necessary to make VVVF study ,and have made a certain research on the field of sinusoidal pulse width modulation technology .theoretical analysis and derivation have been made for its control strategy .control algorithms currently uses the constant voltage frequency control which is intensively adopted.
The system adopts Intel 80c196mc as CPU for the control system, which is particularly suitable for high speed control areas, such as motor vehicles and reversing equipments. Use of the micro controller in the design is the core component. Therefore, this paper briefly introduces the micro controller and related design characteristics, then introduces the hardware system and software design. Software algorithm is difficult to achieve.
Key words: Frequency inverter; constant voltage frequency control ; micro controller control ;micro controller 80C196MC

目录

0引言………………………………………………………………………………1
1 概述……………………………………………………………………………2
1.1交流调速系统的发展概况……………………………………………………2
1.2交流调速的基本类型…………………………………………………………3
1.3 本文的主要工作……………………………………………………………4
2变频器及其控制技术……………………………………………………………6
2.1通用变频器的发展……………………………………………………………6
2.2 变频器的基本工作原理……………………………………………………6
2.2.1 基频以下的调速…………………………………………………………7
2.2.2基频以上的调速……………………………………………………………8
2.3恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性………………………………10
2.4基频以下电压—频率协调控制时的机械特性……………………………11
2.4.1恒压频比控制……………………………………………………………11
2.4.2恒控制………………………………………………………………12
2.4.3恒控制………………………………………………………………12
2.5 变频器的种类及结构………………………………………………………14
2.6变频器的构成与功能………………………………………………………15
3 SPWM控制技术原理……………………………………………………………18
3.1 SPWM的模拟控制方法………………………………………………………19
3.1.1单极性SPWM技术…………………………………………………………20
3.1.2双极性SPWM技术…………………………………………………………21
3.2 SPWM的软件控制法…………………………………………………………22
3.2.1表格法……………………………………………………………………22
3.2.2随时计算法………………………………………………………………22
3.2.3实时计算法………………………………………………………………22
4硬件电路设计…………………………………………………………………25
4.1整流电路的设计……………………………………………………………25
4.2逆变器的设计………………………………………………………………26
4.2.1驱动电源的设计…………………………………………………………27
4.2.2驱动信号的输入…………………………………………………………27
4.3控制系统的硬件设计………………………………………………………28
4.4 基于80C196MC芯片的SPWM逆变器控制系统模块………………………33
4.4.1 80C196MC单片机的波形发生器…………………………………………33
4.4.2无信号时间发生器………………………………………………………36
4.4.3 无信号时间发生器………………………………………………………40
5系统软件部分的设计…………………………………………………………41
5.1主程序的设计………………………………………………………………41
5.2子程序的设计………………………………………………………………41
5.2.1初始化子程序……………………………………………………………42
5.2.2软件故障检测/保护子程序………………………………………………42
5.2.3 A/D中断子程序……………………………………………………………44
5.2.4键盘子程序………………………………………………………………44
5.2.5显示子程序………………………………………………………………44
5.3关于控制SPWM波的程序……………………………………………………45
5.4 196MC程序设计的公共部分…………………………………………………47
6技术经济分析…………………………………………………………………51
7结论……………………………………………………………………………53
致谢………………………………………………………………………………54
参考文献…………………………………………………………………………55
附录A译文………………………………………………………………………56
附录B 外文文献…………………………………………………………………69

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