基于单片机和大容量存储器组合的特定消谐式电动车用变压变频系统
出处：论文网
时间：2006-09-07
2．2 循环加法计数器
频率控制信号经压频变换器转换为频率信号后作为循环加法计数器4040的计数脉冲送入其时钟输入端。压频变换器的输入为连续可调的控制电压且压频变换器输出的计数脉冲频率和输入电压之间为线性关系，所以计数脉冲的频率也是连续可调的。循环加法计数器的输出对存储器的低位地址A0～A11进行寻址，使存储器数据端输出对应某一电压的频率可调的控制信号。循环加法计数器每计满一次，变频器即完成一个周期电压的输出。因此，通过改变循环加法计数器的计数脉冲频率可以实现在线实时变频，从而实现对电动车的无级调速。
2．3 锁存器
变压过程中，如果数字量输出直接送入存储器的高位地址，当电压控制信号变化过快时会使存储器中对应不同输出电压的开关角量化数值频繁切换，从而使输出电压出现许多尖峰，导致逆变器工作失常。在存储器之前加入锁存器可以避免这种情况的发生，因为锁存器以计数器输出的最高位为时钟源，只在一个计数周期（对应逆变器一个输出周期）结束时才触发锁存器传送信号，使逆变器的输出波形能够平稳地变化。
所用的锁存器为74LS373，其输出对EPROM的高位地址A12～A18进行寻址，因此调压误差为0．78％。这种方案的特点是速度快，实时性好；虽然是有级调压，但当高位地址的位数较多时，可以得到足够的精度。
2．4 存储器
所选用的存储器为27PC040EPROM，其中存储的内容是根据特定消谐原理计算的对应不同输出电压的多组开关角量化数值。它共有19根地址线，A0～A11为低位地址，所对应的单元存储对应某一电压一个周期的开关角量化数值，每个字节的前6位分别对应逆变器中的6个开关管；A12～A18为高位地址，它构成的128个地址块内分别存储对应不同输出电压一个周期的开关角量化数值。当高位地址变化时，存储器的数据端输出对应调速系统不同输出电压的开关管控制信号。如果需要更精确地调压，可选择更大容量的EPROM。
2．5 驱动隔离电路
对控制信号需要进行功率放大并减少强电信号对弱电信号的干扰，以便能够有效地控制 逆变电路中的开关管通断。驱动隔离电路采用光耦6N136并由DC－DC变换器提供的四个独立电源为输出电路供电，可以有效地提高抗干扰能力。逆变器的三个共阳极开关管没有公共接地端，须选用三个电源分别为6N136的输出电路供电；而三个共阴极开关管有公共接地端，只用一个电源供电即可满足要求。IPM的保护信号通过光耦TLP5211反馈回来作为变压变频控制系统的制动信号，当IPM过热时，保护信号为低电平，封锁IPM的控制信号，使变频器的输出下降，从而达到保护的目的。图4示出一路控制信号和保护信号所对应的驱动隔离电路，其余五路的原理与图4相似。
3 系统软件设计
系统主程序的作用是初始化和在主循环中实现在线变压、变频、稳压、稳频，其流程图如图5所示。
软件设计的目标是使变压变频调速系统输出电压和频率始终跟随输入控制电压和输入控制频率的变化，在实现变压、变频的同时，实现相对于输入控制信号的稳压、稳频。
输入控制电压信号、反馈控制电压信号、输入控制频率信号、反馈控制频率信号经83C552的A／D转换器变为数字量。如果输入控制电压与反馈控制电压的误差大于允许值，需要通过83C552进行调整：当反馈控制电压小于输入控制电压时，应增大83C552的输出控制电压；当反馈控制电压大于输入控制电压时，应减小83C552的输出控制电压。如果输入控制频率与反馈控制频率的误差大于允许值，其调整过程与电压调整过程相似。
4 结束语
本系统已用于电动三轮车，其蓄电池提供的直流电压为36 V，电动机的额定功率为8 kW。实际运行表明，该系统能够有效地实现变压变频调速，运行性能良好，具有输出电压谐波含量少、电动机转矩脉动小、电动车可平稳地进行匀速和变速运行等优点。
参考文献
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电子器件
