500W以下的三相VF变频器设计

利用LPC2148自带SPWM发生模块、PFC控制模块和A/D转换电路的特点进行的。软件由主程序和中断程序组成。主程序包括LPC2148的初始化、A/D转换、参数设定、过压过流保护以及转速显示。其主程序流程如图2所示。

　　中断程序包括串口中断和定时器中断，当串口接收到外部中断后，CPU从串口读取参数，进入系统状态，如图3所示，其状态命令和标志说明如表1所列。

图3 外部中断状态图

表1 外部中断命令标志说明

　　执行完毕后，更新原有参数，然后回到主程序再次等待外部中断。定时器内部中断服务程序主要涉及的是LPC2148内部SPWM产生模块，定时器中断程序流程如图4所示。

图4 内部定时器中断程序流程

3 实验仿真与结果

　　仿真软件采用MATLAB中的Simulink，具有直接搭建模块、缩短开发周期等优点，在控制系统和电机仿真中应用广泛。交流输入端为220 V、50 Hz电压，PFC中电感为1 μH，电容为450 μF，为方便观看输出电流波形，取时间长度为0.03 s，仿真结果如图5所示。同时通过检测消耗电阻两端电压与输入电压，并对电压波形进行比较，得到图6所示的波形。可以看出，经过功率因数校正，消耗电阻的电流接近正弦波跟随输入电压。

图5 三相输出电流波形

4 结论

　　利用PFC技术和VF控制理论构成一个小功率变频器，并由具有高性价比的LPC2148芯片作为控制核心实现整个控制。由于PFC技术的引入，有效地减小了用电负荷对电网的危害，达到谐波治理的目的， 同时具有显著的节能效果，从而使电机运行更加稳定。另外, LPC2148芯片的高性能使整个控制系统的算法在几微秒内完成,控制系统的实时性能得到极大提高\[3\]。该变频器已经在生产应用中投入使用。

图6 消耗电阻电压与输入电压波形