87C196MC与IPM模块组成的变频调速系统

系统软件由主程序、故障中断子程序、显示子程序、键盘服务程序、捕获/比较模块2中断、捕获/比较模块3中断、WFG中断、A/D采样中断子程序等构成。主程序中主要完成系统的初始化、并根据显示模块计算要显示的数据并送出显示、键盘扫描及服务处理、输入数据的码制变换等等；故障中断子程序中视故障性质完成自处理或故障报警、封锁触发脉冲、跳闸等；捕获/比较模块2作为软件定时器完成20ms的定时，作为键盘去抖动和盘管理的定时（如设定参数时，5s内不按下任何按键则认为设定该参数完毕等）；捕获/比较模块3作为软件定时器实现1ms的定时，用于完成实际调制频率fop的计算及触发A/D采样，其中框图中的fmin、fop、fset、Δfmax分别为系统最低调制频率、实际调制频率、给定调制频率及允许的最大频率变化量；WFG中断程序中，根据fop查 V/F表，计算相位比较寄存器WG_COMPX的值。本系统中，调制方式采用异步调制，即载波频率fc=4.8kHz不变。为计算方便，建立的正弦函数表中数据的最大值sin90°的值为2 13，V/F表（即调制深度系数m值）中数据的最大值为417×2 3。图2给出捕获/比较模块3中断子程序框图，图3给出WFG中断子程序框图。

在图3中，θu、θv、θw分别为U相、V相、W相调制正弦波的相位，U_TEMP、V_TEMP、 W_TEMP的3个临时变量，它们的数值在该子程序后面最终被装入波形发生器的三个相位比较缓冲器WG_COMP1、WG_COMP2和WG_COMP3 之中。WG_RELOAD为重装载寄存器，其值在每次产生WFG中断时自动装入计数器比较寄存器。θstep为当前调制频率下相邻2个WFG中断的时间间隔所对应的正弦波角度，由于在下次WFG中断产生时硬件自动将本次计算的相位比较缓冲器WG_COMPX值装入相应的相位比较寄存器，使WFG产生双极型 SPWM波（WFG工作于工作方式0），因此在查正弦表时，U、V、W某一相的相位指针应该对应加上与θstep相对应的n个数据。

3 实验结果及结论

根据上述的软硬件设计方案，设计了一个变频调速系统，被控对象为上海南洋电机厂生产的变频调速电机 YT8P1326-4，额定功率为5.5kW，其负载电流波形如图4所示。实验结果表明：系统软、硬件设计合理，具有良好的静态和动态性能。这说明 87C196MC单片机与IPM在变频器应用方面具有一定的优势，能给变频器的软硬件设计带来极大的方便。