Преобразователи частоты для управления асинхронного двигателя
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
вание по входу IRQ: сигнал приходит с драйвера с выхода fault-ошибка работы. При вызове подпрограммы обработки прерывания программа уходит на тот же адрес, что и программа от нажатия кнопки экстренного торможения, т.е. повторяются все те же функции. Строб fault формируется при возникновении перенапряжения на стойке инвертора, либо по превышению допустимого тока нагрузки. Следовательно, прерывания по этому входу является автоматической защитой по току и защитой от перенапряжения. Прерывание от таймера А. Таймера А в данной программе выполняет функцию формирования переменной задатчика интенсивности простым выполнением инкримента переменной. При достижении максимального значения, программа автоматически останавливает таймер, запрещает от него прерывания, запускает АЦП. Третье прерывание - основное. Прерывание от ШИМ - модуля. Рассмотрим подпрограмму прерывания модуля. При вызове подпрограммы прерывания первое, что делается, это опрашивается флаг начала нового периода. Важно отметить, что при смене частоты программа начинает формировать синус на выходе для фазы А с нуля, для остальных фаз соответственно со сдвигом в 120 электрических градуса. Если флаг не стоит, то подпрограмма уходит на предыдущее состояние, не изменяя частоты, но с возможностью изменения модуляции. Это сделано для того, чтобы не случилась ситуация при которой период ещё не закончился, например мы находимся в верхней части синуса, а частота должна поменяться. В такой ситуации возникнет резкое изменение тока, а так как нагрузка активно-индуктивная, то соответственно возникнет большое перенапряжение, которое может вывести из строя силовые элементы.
После опроса флага начала периода, происходит опрос изменения переменной задатчика интенсивности и сравнения переменной задатчика с рядом констант, которые определяют выход на ветку с формированием нужной частоты. Способ формирования различной частоты следующий. Дискретность изменения частоты 5 Гц. Следовательно, существует 10 веток программы. Для формирования различной частоты можно либо менять частоту опорного сигнала, либо менять количество ступеней. Менять частоту опорного сигнала не возможно по причине того, что все элементы силовой схемы рассчитаны под номинальную постоянную опорную частоту. Следовательно, менять частоту модулирующего сигнала возможно, только изменяя количество ступеней. В таком способе тоже есть недостатки, например, разное качество выходного сигнала при разной частоте, объясняемое тем, что при снижении частоты, формирование синуса происходит более точно, в следствии большего количества ступеней аппроксимации синуса. Следовательно, для разной частоты используются различные ветки программы с разными ссылками на таблицы и соответственно с разным значением счетчиков номера элемента таблицы. После того как была выбрана нужная ветка программы, начинается формирование кода регистров каналов ШИМ пропорционального коду модуляции. Принцип формирования в следующем. В таблицу заносятся двенадцать значений (для упрощения и качественной оценки работы программы). Т.е. аппроксимация синуса состоит из двенадцати элементов. Причем элементы с первого по шестой и с седьмого по двенадцатый одинаковы. Описывают две полуволны. Как будет ниже определено в расчетах, максимальное значение счетчика опорного кода(СОК) 256. При занесении значения СОК равного 133 в регистр ШИМ значение модуляции будет равно нулю. Для формирования синуса ветка программы делится на две части: положительная и отрицательная полуволна. При формировании положительной полуволны к среднему значению СОК прибавляется значение элемента таблицы помноженного на значение модуляции и деленного пополам. Это значение записывается в регистр данных канала ШИМ При формирование отрицательно волны, происходит вычитания из среднего значения СОК произведения. Следует отметить, что вычисление происходит только для верхних ключей, нижние ключи работают в комплиментарном режиме. Так же на аппаратном уровне задается значение мертвого времени. Как может показаться, использование 10 ти веток не рационально. Но как было сказано выше, задача максимально сократить время выполнения программы, а этого можно добиться путем максимального сокращения различных переменных. При формировании веток программ мы избавились, как минимум от трех переменных. Кроме того, память программ контроллера 32кБ. Данная программа с десятью ветками занимает максимум 5кБ, следовательно, количество веток можно увеличить для более точного изменения частоты. Важно отметить, что выход на обработку программы прерывания происходит только раз за два периода ШИМ. Это связанно с тем, что за один период ШИМ контроллер не успеет обработать подпрограмму прерывания. Время выполнения данной подпрограммы примерно 70 мкс. Период ШИМ 50 мкс. На рисунке представлено формирование ШИМ.
Так же следует отметить, что при завершении работы задатчика интенсивности он выключается и включается АЦП, данные с которого в подпрограмме заменяют данные переменной задатчика интенсивности. При включении АЦП так же активируется ограничитель приращения переменной задатчика интенсивности.
3.1 Расчет программного обеспечения
Расчет кода для задания периода СОК в ШИМ-модуле для номинального режима с частотой на выходе 50Гц:
При частоте кварцевого генератора 32МГц частота шины будет равна 8МГц.
Так как число ступеней будет 12, то соответственно и импульсов в выходном напряжении будет