基于單片機(jī)與SA4828的逆變器的改進(jìn)理論和算法研究.pdf

1、逆變器在工業(yè)、民用領(lǐng)域應(yīng)用是很廣的，作用也很大。它的一個(gè)主要的用途是：應(yīng)用于工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制、節(jié)能運(yùn)行控制，這通過(guò)它對(duì)交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)是將直流電能轉(zhuǎn)化成交流電能，這應(yīng)用于電能傳輸，各種場(chǎng)合的交流供電等等。在普遍的逆變器應(yīng)用中，逆變器輸出的理想波形為正弦波，稱(chēng)此種逆變器為正弦波逆變器。
　　 本課題設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)和SA4828芯片產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制逆變器輸出正弦波的單片機(jī)系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)在于：(1)逆變器采用SPWM技術(shù)

2、，SPWM指的是正弦脈寬調(diào)制，它利用面積等效原理，使調(diào)制出的輸出波形(稱(chēng)為SPWM波)等效于正弦波，與采用傳統(tǒng)技術(shù)的逆變器相比，大為減少了諧波分量，大大改善了逆變器的性能。本文對(duì)SPWM技術(shù)理論進(jìn)行了研究綜述，說(shuō)明了其相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)的改進(jìn)之處。(2)令逆變器輸出SPWM波的方法有硬件、軟件方法兩類(lèi)，軟件方法比硬件方法更有優(yōu)勢(shì)?；趩纹瑱C(jī)和SA4828芯片產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制逆變器輸出SPWM波是軟件實(shí)現(xiàn)方法的一種，基于SA4828芯片設(shè)置完

3、成后能獨(dú)立產(chǎn)生SPWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，無(wú)需占用單片機(jī)的時(shí)間，單片機(jī)有更多的時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制，與其它軟件實(shí)現(xiàn)方法相比，此方法具有實(shí)時(shí)性、可靠性更好的優(yōu)點(diǎn)。本文詳細(xì)地比較分析了此SPWM波實(shí)現(xiàn)方法相對(duì)于其它方法的優(yōu)勢(shì)。(3)軟件設(shè)計(jì)是整個(gè)逆變器控制的核心，基于單片機(jī)和SA4828芯片的SPWM波實(shí)現(xiàn)方法結(jié)合合理的軟件設(shè)計(jì)，令單片機(jī)有充裕的能力進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制，保障和提高了逆變器的實(shí)時(shí)性和可靠性，并令其動(dòng)態(tài)特性好。本文重點(diǎn)研究了

4、軟件算法、設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)：研究了軟件的較高效的架構(gòu)、SA4828采用的實(shí)時(shí)快速產(chǎn)生SPWM信號(hào)的規(guī)則的采樣算法、閉環(huán)調(diào)節(jié)采用的PID增量式算法的優(yōu)點(diǎn)和參數(shù)設(shè)置，設(shè)計(jì)了主程序及各子程序。本逆變器控制軟件基于SA4828進(jìn)行設(shè)計(jì)，用89C52單片機(jī)控制SA4828的工作。軟件為模塊化結(jié)構(gòu)，主體由主程序與四個(gè)中斷程序組成，采用中斷方式提高了CPU的利用效率。在基于單片機(jī)與SA4828的控制方式前提下，中斷方法保障了逆變器對(duì)故障第一時(shí)間反應(yīng)、處

5、理，及時(shí)響應(yīng)鍵盤(pán)操作，令顯示清晰穩(wěn)定；而電量的采集、計(jì)算和控制采取高優(yōu)先級(jí)定時(shí)中斷方式，保障了閉環(huán)控制的時(shí)間準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，結(jié)合閉環(huán)控制采用的PID增量式算法，令逆變器對(duì)控制電量變化響應(yīng)時(shí)間短，超調(diào)量小。設(shè)計(jì)的軟件令逆變器實(shí)時(shí)性、可靠性、穩(wěn)定性好。
　　 設(shè)計(jì)出的單片機(jī)系統(tǒng)能令逆變器輸出穩(wěn)定的正弦波電壓，并可在運(yùn)行過(guò)程中接收用戶(hù)的指令改變輸出正弦波電壓的頻率、幅值和進(jìn)行交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，功能齊全、電路簡(jiǎn)單、價(jià)格不高。經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)