新型PWM产生器SA866及其在通用变频器上的应用
、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 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
(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)WS 00 01 10 11 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
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