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新型PWM产生器SA866及其在通用变频器上的应用

时间:02-16 来源:互联网 点击:

、正弦波加三次谐波,带死区的三次谐波。采用三次谐波型波形可以提高输出功率,而带死区的三次谐波型波形可以降低开关损耗。选择字WS定义所选用的波形,见表4。

表4波形选择值

WS00011011
波形纯正弦型正弦波加三次谐波形带死区的三次谐波形波形自动转换
(6)波形自动转换字AWS该参数定义了后两种波形之间互相转换的频率点fAWSR=×fRANGE,其中W由AWS确定,W在0到15之间,AWS为四位二进制数。若AWS=0000,则一直采用三次谐波型波形。(7)V/F曲线控制字(GRAD、KAY、PED、FC)SA866提供了两种V/F曲线,恒转矩型和负补偿型,分别如图2、图3所示。FC用来选择其中之一,FC=0选择恒补偿型,FC=1选择负补偿型。对于恒补偿型,只需确定GRAD和PED。转矩提升的补偿电压由PED决定,Pedestal(%)=。上升斜率由GRAD确定,GRAD=,GRAD≤255。由GRAD和PED即可确定任一频率点对应的电压幅值,V%=。其中F=×255,F≤100。对于风机类负载,电压幅值由下式计算:V%=(1)

其中GRAD为8位正数,而KAY为八位有符号数,最高位是符号位。

图2恒转矩型V/F线

图3负补偿型V/F线

图4变频器系统框图

(8)检查字CHKSUMSA866在从EEPROM中读入数据时会对其中的‘1’计数(不包括CHKSUM中的数据),计数结果(二进制)的最低三位应等于CHKSUM中的数据,否则将输出TRIP信号,禁止脉冲输出。

4变频器硬件电路设计

所研制的变频器硬件电路原理框图如图4所示,它主要由以下几部分构成:

(1)主电路采用的电路形式为AC/DC/AC型逆变电路。三相交流电经整流滤波后以直流形式供给逆变桥,主开关器件使用西门子公司的6单元模块BSM100GD120DN2,输出接三相电机。

(2)驱动电路采用三菱公司的M57962L,它内

含光耦隔离,能够检测桥臂直通短路,并能通过栅极关闭和降压电路实现开关器件软关断,同时向SA866发故障信号,封锁脉冲输出。

(3)控制及保护电路SA866只需少许外围元

件就可构成功能较强的控制电路。开机后SA866首先从EEPROM(这里是HT93LC46)中读取设定参数,完成自身的初始化。三个外接电位器分别控制稳定工作频率、升速斜率和降速斜率。保护电路主要包括过压、欠压、过流、过热等部分,均可通过SETTRIP端实现快速封锁脉冲信号,保护逆变桥不受损害。但对于升降速过程中引起的过压过流则可以分别由VMON、IMON实现保护。

5参数计算

本系统应用的时钟频率为11059MHz,载波频率11kHz,调制频率范围0~60Hz,最小脉宽3μs,死区时间5μs。计算过程如下所示:(1)确定CFS2n+1==196,所以

n=0,CFS=000。实际的fCARR=108kHz。

(2)确定FRS2m=384×fRANGE/fCARR=213,

所以可取m=1,FRS=001,实际fRANGE=576Hz。(3)确定PDY死区时间tpdy==

5μs,所以pdy=354,取35,则PDY=100011,实际死区时间为51μs。

(4)确定PDT由tpd-tpdy=3μs

得tpd=tpdy+3=81μs又tpd=故pdt=822,则PDT=1010010,

实际的最小脉宽为81-51=3μs。

(5)确定V/F曲线控制字因为是风机类负载,所以FC=1,又低频时不需转矩提升,则PED=0;令fBASE=50Hz,则它对应的F=fBASE*255/fRANGE=221;在V/F曲线上取两点,分别对应额定频率和1/2额定频率在V/F曲线上映射,以(F,V%)格式表示为(221,100)和(110,25),根据求幅值公式(1)可列出方程组如下:解此方程组可得:GRAD=106,取11即GRAD=00001011;KAY=53,取5,即KAY=00000101。

(6)确定其余选择字波形采用正弦波加三次谐波型,所以WS=01,AWS=0000;零频阈值电压为0,所以ZTH=00;以上所有选择字中‘1’的个数为14,所以CHKSUM=110。

6结语

变频器采用SA866后,控制电路大为简化,降低了成本,提高了可靠性,减少了开发周期。通过测试效果令人满意。对于通用变频器,采用SA866应是一个比较理想的选择

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