80c196单片机控制闭环逆变系统的研究
刘启胜
（武汉水利电力大学，湖北 武汉430072）
摘要：介绍了基于80c196单片机控制的变频调速系统的构成及工作原理，详细地论述了pwm模块用于gto逆变系统的方法及gto门极触发方案。实验结果证明该系统性能优良、工作可靠。
关键词：8098单片机；逆变器；gto；pwm模块
中图分类号：tm343;tm921. 51 文献标识码：a 文章编号：1001~6848(2000)04-0030-03
茌异步电机的各种调速方式中，以变频调速的性能****。采用脉宽调制(pwm)的方法调节电压可使输出电压近似于正弦波。在生成pwm信号的方法上，以往采用模拟电路方法，后来采用预先计算出大量脉宽数据进行存贮查表的方法，这两种方法均存在一系列的缺点。而采用专用的pwm模块生成pwm信号则具有电路简单、功能强、安全可靠的优点。
门极可关断可控硅(gto)是一种性能良好的功率型半导体开关元件，它不仅具有功率晶体管的快速性及自关断能力，还具有晶闸管的耐高压及大电流性能，并能承受大的浪涌电流，是用于逆变器的理想开关元件。本研究采用80c196荜片机为中心控制单元，以专用pwm模块hef47252产生pwm信号，以gto作为逆变电路开关元件研制出实际系统，经带负载运行测试，获得了满意的结果。
1 系统组成及工作原理
系统硬件组成原理框图如图1所示。主要由逆变器主电路、单片机控制系统、pwm模块、gto门极驱动电路、检测保护电路及转速测量电路等主要环节构成。
1.1主电路
主电路主要由整流电路、滤波电路及逆变电路组成。为简化控制电路，减少谐波，整流电路采用不控全桥三相整流。系统的调压调频均由逆变电路承担，逆变电路开关器件全部采用gto。由于异步电机为感性负载，且在pwm方式下，gto频繁通断，必将产生较大的瞬时过电压，因而在gto上并联由rs.ds和cs构成的缓冲电路是必不可少的(见图2),它不仅起保护作用，而且还起到换流和提高gto阳极关断电流的作用，因此它的参数设计，元件选择乃至线路布置都具有重要作用。图中/o为抑制cl//dt电感。
主电路中ric，组成的星形网络接在交流输入端，目的是吸收过电压、滤去高次谐波；r2c2为抑制直流侧过电压的阻容保护电路、cd为直流侧的滤波环节；同理c3组成的星形网络接在输出端，使输出到电动机的电压和电流接近正弦波[2t3]。
1.2单片机控制系统
单片机控制系统由80c196单片机最小系统加上外围扩展电路构成，最小系统的程序存贮器rom采用2764。为了使预置参数关机不丢失，外围扩展了一片ezprom 2864，显示及键盘电路与单片机的接口刚采用专用接口芯片8279;另外还扩展了一片可编程定时／计数器芯片8253，以提供pwm模块hef 4752所需要的4个时钟信号。随机数据存贮器则采用8098片内ram。
本装置的单片机控制系统是整个变频调速系统的测控中心，通过键盘设置或修改系统运行及保护的参数，启动前，单片机对系统进行启动前检测，在保证电路电压、电流正常且无电流冲击的情况下才允许启动，正常运行时单片机在控制hef4752产生pwm信号的同时，还要完成对转速的检测，进行数字pl调节的运算及处理，监视系统的运行，若出现故障则进行保护处理，并根据检测结果显示相应的故障状态[4]。
1.3pwm信号的产生
hef4752v是英国mullard公司生产的用来产生正弦脉宽调制(pwm)控制信号的全数字化集成电路，其详细的引脚及功能说明在参考文献[5]中已有介绍。
通过对gto的分析研究，可以发现在采用gto的逆变线路中，存在着同一桥臂的瞬态短路现象。在瞬态短路过程中，由于瞬态电流峰值一般要超过gto****可关断电流很多，这就要求在此期间内不能给gto施加关断脉冲，否则 |
