等面积PWM调制在变频调速系统的实现
来源： 作者： 发布时间：2015-11-21 06:26:24 浏览量：PWM发生器的设计要求
对于变频器来说，采用微机生成PWM波时，必须大功率电感事先确定好载波比N（或者2N）。如果频率变化较大，那么在整工字电感器个频率范围内采用同一个载波比的同步调制方案，难以兼顾高频和低频输出时的性能。针对于此，最常采用的方法是分段同步调制，即在不同的频率段选择不同的载波比，使变频器在整个频率变化范围内，都有一个较为合理的PWM开关频率，以获得较好的性能。载波比的选择和切换必须注意以下两点：切换时不出现电压的突变；在各切换临界点处需设置一个滞环区，以避免输出频率落在临界切换点附近时造成载波频率反复变化而引起的震荡现象[1]。
桥臂互锁和死区时间，逆变器同一桥臂上下两管的驱动信号必须互锁通断以防止桥臂直通而发生断路，而且两驱动信号间必须留有一定的死区时间，以防止一管还未完全关断时另一管便开始导通的短路故障。此要求可以在单片机PWM波的计算程序中加以考虑。
初始状态及故障封锁，任何款式型号的CPU，工作前总存在复位状态，此时CPU各I/O输出口为全“1”或全“0”，设计时应避免在此复位状态时造成所有开关管都被驱动导通的危险，因此应将CPU复位时的初始电平值设置成开关管驱动信号无效状态。此外，当发生故障时，也可以通过输出故障封锁信号来关闭驱动信号[1]。
实际设计PWM控制器时，还应考虑满足一般变频系统的要求[5]。对交流变频调速而言，PWM控制器提供逆变器的触发信号，而插件电感器控制对象是交流异步电动机，具体来说应考虑：①逆变器的要求。在保证桥臂互锁和死区电感器直标法时间的同时，为减少逆变器器件的开关损耗，应合理选择控制器输出的开关频率。②异步电机的要求。低频时，应考虑对电机定子绕组的补偿系数；变频过程应使电压相位平滑转换以保证电机气隙内磁场能连续旋转；可逆旋转时，应先降速到最低频率，然后送出逆序电压，再升频到指定值。另外，整个变频过程还应设置合适的频率变化率，使得电机的动态工作点选在其机械特性的直线段，使频率的变化率与电机转速的跟随相适应。③改善调速性能的要求。本文采用有级同步式控制，即把调频范围划分为7个频段，每个频段内虽然频率以相同级差变化，但频率比P不变，所以输出的脉冲数不变。而各频段之间，输出的脉冲数则随输出频率的减低而增多，这就既保持了输出波形正、负半周完全对称，也改善了低频输出特性，从而就改善了电机的运行性能。
PWM控制器的硬、软件实现
系统硬件实现
图1为PWM波控制的变频调速系统原理框图[1]。
图1 变频调速系统原理框图
图2 三相PWM波发生器原理图
控制器采用AVR单片机AT90S8535，为满足本文提出的设计要求，单片机的资源分配如下：39引脚的PA1作为A/D采样输入口，采样输出频率；17引脚的INT1外部中断作为电路故障信号（包括过电流、过电压、短路）的输入引脚，该引脚也作为“解除封锁”控制位的输入引脚，其作用在于：当故障发生时，由外部中断输入引脚的信号变化向CPU提出中断请求，CPU响应中断，在执行中断服务程序中输出PWM封锁信号并实现闭锁，直到解除闭锁控制位有效时，才撤销PWM封锁信号，使
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