[發(fā)明專利]一種變頻用三相PWM信號發(fā)生及控制裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910131483.8
• 申請日: 2009-04-01
• 公開（公告）號: CN101854146A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 齊嘉
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機調(diào)速設(shè)備的一種核心元器件，主要用于工業(yè)控制、家用電器領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻用三相PWM信號發(fā)生及控制裝置。

背景技術(shù)

眾所周知，變頻器是工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種電子設(shè)備，它對提高勞動生產(chǎn)率、實現(xiàn)工業(yè)自動化、以及節(jié)能降耗具有非常用途。目前，變頻器價格還很昂貴，這就限制了一些對成本控制要求相對較高的一些場合的使用，因此也就造成一些地方能源還在繼續(xù)浪費，生產(chǎn)率也不能得到充分的發(fā)揮。變頻技術(shù)中最重要核心是三相PWM脈沖的產(chǎn)生。目前廣泛使用的三相PWM脈沖發(fā)生器都是由專用芯片或用DSP芯片來完成的，但是其價格相對來說還比較貴，對于一些低端的變頻器的設(shè)計和生產(chǎn)其成本就顯得比較不容易被接受。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉，功能強，性價比高，使用方便的變頻用三相PWM信號發(fā)生及控制裝置，適用于風(fēng)機，水泵各類負(fù)載，也可應(yīng)用于對成本敏感的家電領(lǐng)域。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用技術(shù)方案是：一種變頻用三相PWM信號發(fā)生及控制裝置，它是采用8位AVR單片機和一些通用集成電路組成，使用單片機自帶的5路PWM輸出，其中CPU1的14腳被設(shè)置成10位的PWM。用來當(dāng)作D/A轉(zhuǎn)換，輸出一定的電壓控制壓控振蕩器振蕩CD4046，通過CPU1外部中斷引腳32腳檢測CD4046輸出的振蕩頻率，并與所要設(shè)置的頻率相比較，通過運算，得到一個比較精確的脈沖信號。這是一個閉環(huán)的控制回路，使調(diào)制頻率做到比較準(zhǔn)確。這個時鐘信號觸發(fā)CPU2外部中斷0，通過查表，可以產(chǎn)生不同波形的三相PWM輸出。

CPU1的15腳被設(shè)置成快速的PWM，可分別輸出幾種固定的頻率，用來當(dāng)作載波頻率來使用，同時它也被當(dāng)作CPU2的時鐘信號。

CPU2的13、14、15三個引腳輸出三相同極性PWM信號，這三個信號以及來自CPU2的12、16、17三個引腳的控制信號被同時送入信號處理電路(這里是采用了可編程邏輯芯片PLD，也可以采用普通邏輯芯片組合)，產(chǎn)生實際所需的三相PWM信號。

使用壓控震蕩器控制控制調(diào)制頻率，調(diào)制輸出頻率可以在設(shè)計范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，分辨率為1Hz或0.5Hz，調(diào)制頻率范圍0～400Hz，包括鍵盤控制、模擬控制、串口控制及同步控制等多種控制方式，包括模擬正弦波在內(nèi)的多種波形，具有顯示和鍵盤接口以及串行通訊口，通過很少的外圍元件就可以構(gòu)成一個可以獨立運行的、完善的變頻器系統(tǒng)。它的輸出頻率以及其它都可通過鍵盤或串口隨意設(shè)定。

本模塊有多種工作模式，它可以變頻變幅，也可以定頻變幅，基本做到了低價格多功能，在許多逆變領(lǐng)域均可采用。

本發(fā)明的有益效果是：1、功能強，性價比高，由本發(fā)明制成的模塊電路，只需很少的外圍元件即可制成功能完備的變頻器系統(tǒng)，是變頻器低端產(chǎn)品的理想選擇；2、易于加工生產(chǎn)，成本低廉；3、電路穩(wěn)定可靠，抗干擾能力非常強，由于元件少，故障率相對減低抗干擾能力相對增強；4、接口方便，自動控制；5、采用節(jié)能型特殊波形的PWM變頻，節(jié)能效果顯著。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明的工作原理圖；

圖2為本發(fā)明的模塊原理圖；

圖3為本發(fā)明的鍵盤示意路；

圖4為本發(fā)明的鍵盤顯示電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

如圖所示，CPU1除了用來接收來自于鍵盤或串口等的外部控制指令，并將處理好的數(shù)據(jù)傳送給CPU2控制PWM輸出，或輸出到顯示屏進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示外，還可以將自身的工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)通過串口送往上位機，同時它還擔(dān)任模擬數(shù)據(jù)采集等任務(wù)。通過選配的顯示屏可以隨時查看變頻器的工作狀態(tài)，如運行頻率，輸入、輸出電壓等。

內(nèi)置的壓控震蕩器可通過CPU1程序控制的D/A轉(zhuǎn)換也可以通過外部電位器的調(diào)整來改變控制頻率，這個頻率信號一路直接送往CPU2調(diào)制PWM輸出頻率，一路送給CPU1用來進(jìn)行頻率檢測，通過顯示屏進(jìn)行頻率顯示。變頻器的運行信息都保存在CPU1的FLASH里面。CPU2主要用來產(chǎn)生三相PWM，V/F曲線以數(shù)據(jù)形式存儲于ROM中，CPU2的時鐘信號來自于CPU1，它是一個可編程的脈沖信號，它的改變直接影響變頻器的載波頻率，它是可以被設(shè)定的。來自壓控震蕩器的頻率脈沖控制CPU2的一個中斷，每來一次中斷CPU2就在ROM區(qū)中讀取一個PWM控制數(shù)據(jù)，從而達(dá)到輸出包括正弦波在內(nèi)的各種模擬波形。而讀取數(shù)據(jù)的快慢也就決定了變頻器的調(diào)制頻率(也就是變頻器的輸出頻率)，CPU2中有的比較器輸入端，用來產(chǎn)生各種保護(hù)。