畢業(yè)設計---pwm交流變頻調速系統(tǒng)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文設計的PWM交流變頻調速系統(tǒng)采用GTO作為主功率器件，以16位單片機8098為控制核心 ，輔以正弦脈寬調制專用芯片HEF4752V配合而完成三相異步電動機的PWM交流變頻調速系統(tǒng)。</p><p>　　本調速系統(tǒng)充分利用了三相PWM集成芯片HEF4752V的低功耗、可編程、輸出開關頻率高等優(yōu)點，與高

2、能的16位單片機8098構成調速系統(tǒng)的微機控制部分。同時采用HEF4752V產生的GTO驅動電路，HEF4752V的使用不僅使得系統(tǒng)的硬件設計得到簡化，而且還有助于提高系統(tǒng)運行的可靠性。該調速系統(tǒng)由8279構成鍵盤顯示部分，鍵盤部分通過16鍵鍵盤輸入命令，0~9為數(shù)字鍵、A~F為功能鍵實現(xiàn)相應的功能；顯示部分采用8位8段共陰極LED進行顯示。HEF4752V用于產生PWM信號，它能方便組成各種PWM逆變器-交流電機變頻調速系統(tǒng)、不斷電電

3、源等。</p><p>　　本調速系統(tǒng)軟件部分進行了系統(tǒng)主程序、鍵盤掃描程序、顯示程序以及升降頻的控制程序等的設計，還對PID算法進行介紹，并用其進行計算分析對本系統(tǒng)加以控制，為保證系統(tǒng)工作的可靠性，設計了多種保護電路和抗干擾措施。</p><p>　　該變頻系統(tǒng)的研究開發(fā)將有利于風機、泵類等傳統(tǒng)傳動機構的技術改造，為變頻器的開發(fā)和研究打下基礎。系統(tǒng)的實時控制性好，電路簡單可靠，特別適用于

4、中小功率的交流異步電動機的變頻調速系統(tǒng)。</p><p>　　關鍵詞：單片機；變頻調速；HEF4752V；GTO</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In this paper, A digital control of AC variable frequency drive system based on

5、 high carrier frequency PWM converter is developed. It uses the power GTO as main switch, the 16 bit single chip microcomputer 8098 as the control unit, the large-scale integration HEF4752V as PWM waveform generator.<

6、/p><p>　　The advantages of HEF4752V are fully utilized. They are low consuming, programmable and high switching frequency. It forms the computer control component of the drive system with single chip microcompu

7、ter 8098. The GTO drive circuit uses HEF4752V driver. The hardware is simplified, and system reliability is improved. The system based on keyboard control. Its keyboard constitutes with 8279 .There are 16 keys in keyboar

8、d part. Keys 0~9 are data-keys, A~F are functional keys ，adopt 8 bit 8 total ca</p><p>　　The software is institute with main process, keyboard scan process, display process and high-down frequency control pr

9、ocess. The PID control is using equivalent area principle. It is high accuracy and easy to calculate. It designs protect system to make the system work well.</p><p>　　The hardware, the control algorithm and

10、the software of the control system are discussed, shows that the system works well. The real-time control performance of this system is good and electrical circuit is simple and reliable. It is preferable in the small an

11、d middle AC asynchronous motor frequency change-timing system.</p><p>　　Key Words: Single chip microcomputer；Frequency change-timing；HEF4752V； GTO</p><p><b>　　目 錄</b></p><

12、;p><b>　　第1章 緒 論1</b></p><p>　　1.1 交流調速技術的發(fā)展概述1</p><p>　　1.1.1 發(fā)展過程1</p><p>　　1.1.2 交流調速系統(tǒng)分類2</p><p>　　1.1.3 交流調速系統(tǒng)的主要應用領域3</p><p>　　1.2

13、 器件技術與交流調速系統(tǒng)4</p><p>　　1.2.1 電力電子器件4</p><p>　　1.2.2 發(fā)展前景7</p><p>　　1.3 論文的總體設計內容8</p><p>　　第2章 PWM變頻調速原理9</p><p>　　2.1 異步電動機變頻調速運行原理9</p><

14、p>　　2.2 PWM的調制方式10</p><p>　　2.3 變頻器的構成與功能11</p><p>　　2.3.1 主回路12</p><p>　　2.3.2 控制回路13</p><p>　　2.3.3 保護回路14</p><p>　　第3章 硬件電路設計16</p><

15、p>　　3.1 主回路16</p><p>　　3.2 單片機控制系統(tǒng)16</p><p>　　3.2.1 控制核心8098單片機最小系統(tǒng)17</p><p>　　3.2.2 8253可編程定時/計數(shù)器18</p><p>　　3.2.3 鍵盤顯示電路18</p><p>　　3.3 PWM信號的產生

16、19</p><p>　　3.4 轉速測量電路23</p><p>　　3.4.1 M法工作原理24</p><p>　　3.4.2 T法工作原理24</p><p>　　3.4.3 M/T法工作原理25</p><p>　　3.5 保護電路25</p><p>　　第4章 軟件設計

17、27</p><p>　　4.1 系統(tǒng)的工作過程27</p><p>　　4.2 鍵盤顯示原理29</p><p>　　4.3 變頻調速的PID控制30</p><p>　　第5章 系統(tǒng)調試33</p><p>　　5.1 系統(tǒng)調試33</p><p>　　5.2系統(tǒng)抗干擾措施33&

18、lt;/p><p>　　5.2.1硬件抗干擾措施33</p><p>　　5.2.2軟件抗干擾措施34</p><p>　　第6章 結 論35</p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p><b>　　致 謝38</b></p><

19、;p><b>　　附錄Ⅰ39</b></p><p><b>　　附錄Ⅱ52</b></p><p><b>　　附錄Ⅲ54</b></p><p><b>　　附錄Ⅳ58</b></p><p><b>　　緒 論</b&g

20、t;</p><p>　　交流調速技術的發(fā)展概述</p><p><b>　　發(fā)展過程</b></p><p>　　19世紀相繼誕生了直流電動機和交流電動機，由于直流電動機轉矩容易控制，因此它作為調速電動機的代表在10世紀的大部分年代廣泛地應用于工業(yè)生產中。直流調速系統(tǒng)具有起、制動性能好、調速范圍廣、靜差小及穩(wěn)定性好的等優(yōu)點，晶閘管整流裝置的應

21、用更使直流調速在自動調速系統(tǒng)中占主導地位，相比交流電動機則只能應用于不變速的或要求調速性能不高的傳動系統(tǒng)中。</p><p>　　雖然直流調速系統(tǒng)的理論和實踐應用比較成熟，但由于電動機的單機容量、最高電壓、最高轉速及過載能力等主要技術指標受機械換向的制約，限制了直流調速系統(tǒng)的發(fā)展，使得人們長期以來尋找用交流電動機替代直流電動機調速的方案，研究沒有換向器的交流調速系統(tǒng)。交流電動機的主要優(yōu)點是：沒有電刷和換向器，結構

22、簡單，運行可靠，使用壽命長，維護方便，且價格比相同容量的直流電動機低。早在20年代到30年代就有人提出用交流調速的有關理論來代替直流調速的有關理論，到60年代，隨著電力電子技術的發(fā)展，交流調速得以迅速發(fā)展。1971年伯拉斯切克（F.Blaschke）提出了交流電動機矢量控制原理，使交流轉動技術從理論上解決了獲得與直流轉動相似的靜、動態(tài)特性問題。矢量變換控制技術（或稱磁場定向控制技術）是一種模擬直流電動機的控制。眾所周知，調速的關鍵問題在

23、于轉矩的控制，直流電動機的轉矩表達式為T=CT ΦIa，其中CT是轉矩常數(shù)，磁通Φ和電樞電流Ia是兩個可以單獨控制的獨立變量，它們之間互成900正交關系，在電路上互不影響，可以分別進行調節(jié)。而交流異步電動機的轉矩表達式為T=CT’Φm I2cos φ2 ，其中CT’是異步電</p><p>　　矢量控制理論的提出只解決了交流傳遞控制理論上的問題，而要實現(xiàn)矢量控制技術，則需要復雜的模擬電子電路，其設計、制造和調試均

24、很麻煩，直到有了全控制大功率快速電力電子器件和微機控制之后，可以用軟件來實現(xiàn)矢量控制的算法，才使硬件電路規(guī)范化，從而降低了成本，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　繼矢量控制技術發(fā)明之后，又相繼提出了直接轉矩控制、標量解耦控制等方法，均能達到良好的動態(tài)性能，這表面，交流調速系統(tǒng)完全可以與直流調速系統(tǒng)相抗衡、相媲美。</p><p><b>　　交流調速系統(tǒng)分類</

25、b></p><p>　　我們知道交流電機包括異步電機和同步電機兩大類。對交流異步電動機而言，其轉速為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　從轉速可以知道改變電動機的極對數(shù)p、改變定子供電頻率f以及改變轉差率s都可達到調速的目的。對同步電機而言，同步電機轉速為：</p><p>&

26、lt;b>　?。?-2）</b></p><p>　　由于實際使用中同步電機的極對數(shù)p固定，因此只有采用變壓變頻（VVVF）調速，即通常說的變頻調速。交流調速系統(tǒng)分類如下：</p><p>　　圖1.1 變頻調速系統(tǒng)的分類框圖</p><p>　　上述調速系統(tǒng)中，變頻調速系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性能與直流調速系統(tǒng)媲美，實際應用中最為廣泛，也是最有發(fā)展前途

27、調速系統(tǒng)。</p><p>　　一、異步電機調速系統(tǒng)</p><p>　　1、轉差功率不變型調速系統(tǒng)。這種調速系統(tǒng)中，轉差功率是消耗在轉子上的，不論轉速高低，轉差功率基本保持不變，因此效率高。變極對數(shù)調速和變頻調速均屬于此類，但變極對數(shù)調速是有級調速，應用受到限制；而變頻調速是無級調速，應用非常廣泛。根據(jù)變頻器的不同，變頻器又分為交-交變頻器調速和交-直-交變頻器調速。</p>

28、<p>　　2、轉差功率回饋型調速系統(tǒng)。這種調速系統(tǒng)中，轉差功率轉換成熱能被消耗，因此效率低，但系統(tǒng)簡單，因此仍有一定的應用場合。</p><p>　　3、轉差功率消耗型調速系統(tǒng)。這種調速系統(tǒng)中，轉差功率中一小部分被消耗掉，而余下的大部分則通過變流裝置回饋給電網轉化為機械能加以利用，并且轉速越低，回饋底功率就越多，因此效率介于上述兩類調速系統(tǒng)之間。</p><p>　　二、同

29、步電機調速系統(tǒng)</p><p>　　1、他控變頻調速系統(tǒng)。這種調速系統(tǒng)是用獨立的變頻裝置給同步電動機提高變頻電源的。</p><p>　　2、自控變頻調速系統(tǒng)。這種調速系統(tǒng)是電機軸上所帶的轉子位置檢測器（BQ）來控制變頻裝置脈沖時刻的。</p><p>　　交流調速系統(tǒng)的主要應用領域</p><p>　　交流電動機在工業(yè)設備電器傳動中應用十分

30、廣泛，據(jù)有關資料統(tǒng)計顯示，我國在電網的總負荷中，動力負荷約占60%，其中異步電動機負荷約占總負荷的85%左右，因此對交流電動機的有效利用，在改善其運行性能、節(jié)約能源等方面，交流調速系統(tǒng)大有用武之地，其主要應用可歸納如下。</p><p><b>　　一、以節(jié)能為目的</b></p><p>　　工業(yè)企業(yè)大量使用的風機、水泵、壓縮機類負載是用電動機拖動的，這類負載的用電

31、量約占工業(yè)用電量的50%左右，其中有不少場合需要調節(jié)流量，但由于過去交流電動機本身不能調速，只得用閘閾、擋板、放空及回流等措施來實現(xiàn)調節(jié)風量和供水的流量，早成狠毒的電能浪費。如果把傳統(tǒng)的調節(jié)流量裝置換成交流調速裝置，采用改變電動機轉速的方法來實現(xiàn)流量的調節(jié)，則可 大大節(jié)約電能。據(jù)統(tǒng)計，改換交流調速裝置后每臺風機、水泵平均可節(jié)約電能20%，節(jié)電效果十分明顯。</p><p>　　二、以實現(xiàn)自動化或提高產品質量、提高

32、生產率為目的</p><p>　　工業(yè)生活中有許多在工藝上需要調速的生產機械，例如為了提高搬運機械停止位置精度、提高生產線速度控制精度而采用有反饋裝置的流量控制來實現(xiàn)自動化；又如生產將時，為了實現(xiàn)最佳速度控制及協(xié)調生產線內各部分的速度，使其同步、同速以提高產品質量和加工精度等等。這些生產機械需要高性能的調速裝置，過去多采用直流傳動?，F(xiàn)代交流調速技術，完全能獲得與直流調速系統(tǒng)同樣的高動態(tài)性能。并且由于交流電動機比直

33、流電動機結構簡單、工作可靠、維修方便、效率高、成本低，因此在此領域內，交流調速可以與直流調速相競爭。</p><p>　　三、用于特大容量的場合以及設備小型化為目的</p><p>　　直流電動機的單機容量、最高轉速、耐高壓等問題都受換向器的限制，一般直流電動機單機容量只能達到12～14MW，最高電壓在1000V左右，最高轉速只能達到3000r/min。交流電動機單機容量、最高轉速和耐高壓

34、各項指標源源膏腴直流電動機，因此在需特大容量或極高轉速傳動時，采用交流調速更為適宜。并且由于結構上的原因，在同等容量情況下，交流電動機比直流電動機體積小，質量輕，慣性小，能使設備小型化。</p><p>　　器件技術與交流調速系統(tǒng)</p><p><b>　　電力電子器件</b></p><p>　　20世紀50年代發(fā)明了晶閘管，它標志著以固態(tài)

35、器件為基礎的電力電子學革命的開始，從此，晶閘管的額定容量機器工作頻率不斷增長，使電力電子器件在調速系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。70年代后第二代全控型器件迅速反之，如門極可關斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應管、絕緣柵雙極晶體管等，新一代的電力電子器件又產生了新一代的交流調速裝置。20世紀80年代出現(xiàn)的功率集成電路代表了第三代電力電子器件，使電力電子裝置向小型化、集成化以及節(jié)能化發(fā)展。各種電力電子器件如圖所示。由于在[電力電子技術]課程中已對各

36、種電力電子器件作了詳細的介紹，這里就不再贅述了。</p><p>　　一、電力二極管（不可控器件）</p><p>　　電力二極管是不可控器件，它與信心電子電路中的二極管工作原理一樣，都是以半導體PN結為基礎的。它既可以在交流-直流變換電路中作為整流元件，又可以在電感元件的電路需要適當釋放的電路中作為續(xù)流元件，還可以在各種交流電路中作為電壓隔離、箝位或保護元件。</p>&

37、lt;p>　　電力二極管有不同類型，常用的有：</p><p>　　1、普通二極管。適用于開關頻率不高（如1kHz以下）的整流電路中。</p><p>　　2、快恢復二極管。由于其具有恢復過程短 ，尤其是反向恢復過程很短（一般在5µs以下）的特點，適用于逆變器的換相、續(xù)流等電路。</p><p>　　3、肖特基勢壘二極管。因其具有低導通電壓和短開關時

38、間特性，故適用于開關電路及高頻設備中。</p><p>　　二、晶閘管（半控型器件）</p><p>　　世界上第一只晶閘管產品是1957年誕生的，它標志著電力電子嶄新似的的開始。晶體管又稱可控硅整流管，簡稱可控硅。它是半控型器件。由于其開通時間可以控制，晶閘管可作為用語直流傳動的可控整流裝置的主要元件，也可作為交流變壓調速的交流調壓裝置的主要元件。因為它不能控制關斷，用于交流變頻調速的逆

39、變器時，由于需配置強迫換相電路，會使設備復雜。因此，20世紀70年代后，各種具有自關斷能力的全控型、高速型功率開關器件相繼研制成功，使得晶閘管逐漸開始被全控型器件所取代。但是晶閘管能承受的電壓和電流容量仍是目前電力電子器件中最高的，且工作可靠，故在特大容量的逆變裝置中仍能占有比較重要的地位。</p><p><b>　　三、全控型器件</b></p><p>　　由前

40、所述的可知，晶閘管是只能控制導通，不能控制關斷的半控型器件，因此人們就一直在致力欲研究開發(fā)功率大且能進行開通與關斷的全控性器件，以便能用簡單的控制電路實現(xiàn)復雜的變頻裝置。全控型器件有：門極可關斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場效應管（P-MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）、場控晶閘管（MCT）、靜電感應晶體管（SIT）、靜電感應晶閘管（SITH）。</p><p>　　1.門極可關斷晶閘管

41、（GTO）</p><p>　　門極可關斷晶閘管（Gate-Turn-Off-Thyristor，GTO）是晶閘管的一種派生器件，它可以用以正脈沖電流導通，并且可以通過在門極施加負脈沖電流使其關斷，屬電流控制的全控型器件。它既具有晶閘管耐高壓、通過電流控制的全控型器件。它既具有晶閘管耐高壓、通過電流大、耐浪涌能力強及造價低的優(yōu)點；又具有電力晶體管GTR的自關斷能力，且工作頻率高、控制功率小、線路簡單、使用方便。因

42、此是比較理想的開關器件，在兆瓦級以上的大功率電壓逆變器和大功率自換相電流型逆變器中有較多的應用，并廣泛用于機車牽引、交流電機驅動等裝置中。</p><p>　　四、功率模塊（Power Module）和功率繼承電路（PIC）</p><p>　　將多個形態(tài)的電力電子器件或多個相互配合使用的不同電力電子器件封裝在一個模塊中，之中模塊被稱為功率模塊（Power Module）。模塊化是電力電子

43、器件研制和開發(fā)的新趨勢，它能使電力電子裝置體積減小，節(jié)省材料使得成本降低，且可靠性提高、使用方便。將電力電子器件與邏輯、控制、保護、傳感、檢測及自診斷等信息電子電路制作在同一芯片上，則稱為功率集成電路（Power Integrated Circuit——PIC）。功率集成電路的結構如圖1.2所示。功率集成電路實現(xiàn)了電能和信息的集成，成為機電一體化的理想接口，其具有廣泛的應用前景。</p><p>　　圖1.2

44、功率集成電路的結構框圖</p><p>　　五、現(xiàn)代電力電子開管器件性能比較及應用范</p><p><b>　　1.性能比較</b></p><p>　　前面介紹的各種電力電子開關器件，它們的性能各不相同，且每種開關器件的性能也就隨著電力電子技術的發(fā)展而不斷地發(fā)展，關于它們的性能比較如表1.1所示。</p><p>　

45、　表1.1 電力電子開關器件的性能表</p><p><b>　　2.應用范圍</b></p><p>　　由于各種電力電子開關器件的電流容量和開關速度各不相同，因此它們的應用范圍也不盡相同。</p><p><b>　　發(fā)展前景</b></p><p>　　交流調速系統(tǒng)的發(fā)展實際上是依賴于微電子

46、學、電力電子技術、計算機控制、現(xiàn)代控制理論和逆變技術的發(fā)展及交流電動機制造技術的發(fā)展的。新的控制理論的提出和電力電子器件技術、計算機控制技術的迅速更新是推動交流調速系統(tǒng)不斷發(fā)展的動力。交流調速系統(tǒng)的發(fā)展前景可概括如下。</p><p>　　一、研制各種新型的開關元件和儲能元件以及模塊，目前，電力電子期間正在向大功率化、高頻化、模塊化及智能化發(fā)展，這也是今后功率器件主要發(fā)展方向。 </p><

47、p>　　二、交流調速系統(tǒng)中應用最廣也是最有發(fā)展前途的是變壓變頻調速，而要實現(xiàn)變壓變頻調速度就離不開變頻技術。在全控型高頻率開關器件組成的脈寬調制（PWM）逆變器取代了以普通晶閘管構成的方波形逆變器之后，正弦脈寬調制（SPWM）逆變器及其專用芯片得到了普遍的應用。同時，磁通跟蹤型PWM逆變器由于控制簡單、數(shù)字化方便，亦呈現(xiàn)出取代傳統(tǒng)SPWM的趨勢，雖然隨著器件開關頻率提高，并借助于控制模式的優(yōu)化來消除指定諧波使 PWM逆變器的輸出波

48、形非常逼近正弦波，但在電網側，由于電流諧波分量大，總功率因數(shù)仍很低，因此消除對電網的諧波污染，并提高功率因數(shù)人是變頻技術不可回避的問題。近年來研究車的諧振型逆變器是一種新型軟開關逆變器，由于應用諧振技術使功率開關在零電壓和零電流下進行開關狀態(tài)轉換，使開關損耗幾乎為零，這種逆變器效率高、體積小、質量輕、成本低，是很有發(fā)展前景的逆變器。</p><p>　　三、推廣微型計算機在交流調速系統(tǒng)中的應用。數(shù)字化技術能實現(xiàn)更

49、復雜的控制，使調速系統(tǒng)的硬件簡化、成本降低、精度提高 ，可靠性更高。數(shù)字化已成為交流調速系統(tǒng)控制技術的發(fā)展方向。</p><p>　　四、引入新的控制思想和理論。矢量控制理論解決不了交流電動機的轉矩控制問題，開創(chuàng)了交流調速與直流調速相競爭的時代；直接轉矩控制方法免去了矢量變換的復雜計算，使控制結構簡單，便于實現(xiàn)數(shù)字化。隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，線性解耦控制、人工神經網絡自適應控制及模糊控制等新的控制策略不斷涌現(xiàn)，必

50、將給交流調速帶來更美好的前景。</p><p><b>　　論文的總體設計內容</b></p><p>　　“單片機控制的交流變頻調速系統(tǒng)”主要是用單片機實現(xiàn)對整個變頻調速系統(tǒng)的檢測、控制和保護等工作?？蓱糜陲L機、水泵、交流電梯等許多設備中。</p><p><b>　　設計具體內容：</b></p>&l

51、t;p><b>　　件電路設計</b></p><p>　　1、單片機系統(tǒng)、整流電路</p><p><b>　　2、逆變器電路</b></p><p>　　3、PWM模塊、檢測保護電路</p><p><b>　　4、轉速測量電路</b></p><

52、p>　　二、軟件部分程序設計</p><p><b>　　1、控制算法子程序</b></p><p>　　2、升降頻控制子程序</p><p><b>　　3、顯示鍵盤子程序</b></p><p><b>　　PWM變頻調速原理</b></p><p

53、>　　異步電動機變頻調速運行原理</p><p>　　三相異步電動機的轉速公式為: </p><p>　?。?-1）式中: ——異步電動機定子電壓供電頻率、 ——異步電動機的磁極對數(shù) s ——異步電動機的轉差率 由轉速公式（2-1）可知, 我們可以通過改變極對數(shù)、轉差率和頻率的方法實現(xiàn)對異步電機的調速。前兩種方法轉差損耗大，效率低，對電

54、機特性都有一定的局限性。變頻調速是通過改變定子電源頻率來改變同步頻率實現(xiàn)電機調速的。在調速的整個過程中，從高速到低速可以保持有限的轉差率，因而具有高效、調速范圍寬(10%～100%)和精度高等性能，節(jié)電效果20%～30%。實際上僅僅改變電動機的頻率并不能獲得良好的變頻特性。因為由異步電機的電勢公式可知，外加電壓近似與頻率和磁通乘積成正比，即： U∝E=C1fΦ

55、 （2-2） 式（2-2）中，C1為常數(shù)，因此有： Φ∝E/f≈U/f （2-3） 若外加電壓不變，則磁通Φ隨頻率而改變，如頻率f</p><p><b>　　PWM的調制方式</b></p><p>　　在一個調制信號

56、周期內包含的三個載波的個數(shù)稱為載波頻率比。在變頻過程中，既調制信號周期變化過程中，載波個數(shù)不變的調制稱為同步調制，載波個數(shù)相應變化的調制稱為異步調制。</p><p><b>　　一、同步調制</b></p><p>　　在改變信號周期的同時成比例地改變載波周期，使載波頻率與信號頻率的比值保持不變。這種調制的優(yōu)點是，在開關頻率較低時可以保證波形的對稱性。對于三相系統(tǒng)，

57、為了保證三相之間對稱，互差1200相位角，統(tǒng)稱取載波頻率比為3的整數(shù)倍。而且，為了保證雙極性調制時沒相波形的正、負半波對稱，上述倍數(shù)必須是奇數(shù)，這樣在信號波的1800處，載波的正、負半周恰分布在1800處的左右兩側。由于波形的左右對稱，就不會出現(xiàn)偶次諧波問題。但是 這種調制，在信號頻率較低時，載波的數(shù)量顯得稀疏，電流波形脈動大，諧波分量劇增，電動機的諧波損耗及脈動轉矩也相應增加.而且,此時載波的邊頻帶靠近信號波,容易干擾基波頻率.另外,

58、這種調制由于載波周期隨信號周期連續(xù)變化而變化,在利用微機處理機進行數(shù)字化技術控制時,帶來極大的不便,難以實現(xiàn).</p><p><b>　　二、異步調制</b></p><p>　　在調制信號周期變化的同時,載波周期仍保持不變,因此,載波頻率與信號頻率之比隨之變化.這種調制的缺點恰好是同步調制的優(yōu)點,即如果載波頻率較低,將會出現(xiàn)輸出電流波形正.負半周不對稱,相位漂移及

59、偶次諧波等問題.</p><p><b>　　三、分段同步調制</b></p><p>　　對于BJT和GTO之類開關頻率不高的功率器件,單使用同步調制或異步調制都有失偏頗,此時多采用分段同步調制.即在恒轉矩區(qū)的低速段采用異步調制,高速段采用同步調制;而在恒功率區(qū)索性使用方波,以期待獲得較高的輸出電壓,如圖2.1所示.圖中N為載波頻率比,且都是3的奇數(shù)倍, fN為基準

60、頻率.分段同步調制使得開關頻率限制在一定的范圍內,而且載波 頻率變低后,在載波頻率比為各個確定值的范圍內,可以克服異步調制的缺點,保證輸出波形對稱.N的切換應注意兩點:</p><p>　　1、不出現(xiàn)電壓的突變.</p><p>　　2、在切換的各臨界點處設置一個滯環(huán)區(qū),以免在輸出頻率恰落在切換點附近時造成載波頻率反反復復變換不定的所謂振蕩現(xiàn)象.</p><p>　

61、　分段同步調制的缺點是,N值切換時可能出現(xiàn)電壓突變甚至振蕩.</p><p>　　圖2.1 PWM的分段同步調制</p><p><b>　　變頻器的構成與功能</b></p><p>　　變頻器的基本構成如圖2.2所示，它由整流、濾波、逆變及控制回路等部分組成。交流電源經整流、濾波后變成直流電源，控制回路有規(guī)則地控制逆變器的導通與截止，使之

62、向異步電動機輸出電壓和頻率可變的電源，驅動電動機運行，整個系統(tǒng)是開環(huán)的。</p><p>　　圖2.2 變頻器的基本構成</p><p>　　對于速度精度和響應快速行要求叫高的系統(tǒng)，采用圖的開環(huán)系統(tǒng)還不夠，還需要由變頻器主回路及電機側檢測反饋信號，經運算回路綜合后控制觸發(fā)回路，此時的系統(tǒng)是閉環(huán)的。整體框圖如圖2.3所示?？刂浦噶顏碜酝獠康倪\行機靈。下面說明回路、控制回路和保護功能。<

63、;/p><p>　　圖2.3 變頻器的指令與控制</p><p><b>　　主回路</b></p><p>　　給異步電動機提供調頻調壓電源的電力變換部分，稱為主回路。圖示出典型的電壓型變頻器一個例子。如圖所示，主回路由三部分構成：將工頻電源變換為直流電源的“整流器” ；吸收由整流器和逆變器回路產生的電壓脈動的“濾波回路”，也是儲能回路；將直流

64、功率變換為交流功率的“逆變器”。另外，異步電動機需要制動時，有時要附加“制動單元”。</p><p>　　一、整流器 近來大量的使用的是如圖所示的二極管整流器，它把工頻電源變換為直流電源，電功率的傳送是不可逆轉的。如果利用兩組晶閘管整流器構成可逆整流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生制動運行，此時稱此整流器為交流器。</p><p>　　二、濾波回路 在整流器整流后的直流電壓中，含有六

65、倍低電源頻率的脈動電壓，此外，逆變器回路產生的脈動電流也使直流電壓波動。為了抑制這些電壓波動，采用直流電抗器和電容器吸收脈動電壓（電流）。裝置認領較小時，如果電源輸出阻抗和整流器容量足夠時，可以省去直流電抗器而采用簡單的阻容濾波回路。</p><p>　　三、逆變器 同整流器相反，逆變器的作用是在所確定的時間里有規(guī)則地使六個功率開關器件導通、關斷，從而將直流功率變換為所需電壓和頻率的交流輸出功率。</p&

66、gt;<p>　　四、制動單元 異步電動機在再生制動區(qū)域（第二象限）運行時，再說能量首先儲存在儲能電力電容器中，使直流電壓升高。一般來說，由機械系統(tǒng)（含電動機）慣量所積蓄的能量比電容器能儲存的能量大，中、大功率系統(tǒng)需要快速制動時，必須用可逆變流器把再說能量反饋到電網側，這樣節(jié)能效果更好，或設置制動單元（開關管理和電阻），把多余的再說功率消耗掉，以免支流回路電壓的上升超過極限值。</p><p>　

67、　五、異步電動機的四象限運行 異步電動機根據(jù)負載種類的不同，其旋轉方向和轉矩方向是不同的，必須根據(jù)負載種類構成適當?shù)闹骰芈贰?lt;/p><p><b>　　控制回路</b></p><p><b>　　一、控制回路的構成</b></p><p>　　1、運算回路 將外部的轉速、轉矩等指令同檢測回路的電路的電流、電壓信號進

68、行比較運算，決定變頻器的輸出電壓、頻率等。</p><p>　　2、電壓/電流檢測回路 檢測主回路電壓、電流等，檢測方法示于下表2.1</p><p>　　表2.1 檢測方式</p><p>　　3、驅動回路 為驅動主回路功率開關器件的回路。它與控制回路隔離，使主回路功率器件導通關斷。</p><p>　　4、速度檢測回路 在異步電

69、動機軸上裝上轉速檢測器（TG、PG等）檢測轉速信號并送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令轉速運轉。</p><p>　　5、保護回路 檢測主回路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，停止變頻器工作或抑制電壓、電流值，以防止變頻器和異步電動機損壞。</p><p>　　二、模擬控制與數(shù)字控制 由于LSI技術的迅速發(fā)展，數(shù)字控制的應用增加了。使用常規(guī)LSI或微機控制，具有可靠

70、、高性能、多功能等優(yōu)點。數(shù)字控制在調整、穩(wěn)定性、精度等方面均優(yōu)于模擬控制。</p><p><b>　　保護回路</b></p><p>　　變頻起控制回路中的保護回路，可分為變頻器保護和異步電動機保護兩種。</p><p><b>　　一、變頻器保護</b></p><p>　　1、瞬時過電流保護

71、 由于變頻器負載側短路等，流過變頻器元器件的電流達到異常值（超過允許值）時，立即停止變頻器工作，切斷電流。變頻器的輸出電流達到異常值時，也同樣停止變頻器運行。</p><p>　　2、過載保護 變頻器輸出電流超過額定值，且連續(xù)流通超過規(guī)定時間，為了防止變頻器內元件、電線等損壞，必須停止運行。通常采用熱繼電器或者電子熱保護（使用電子回路），這種保護具有反時限特性。過負載是由于負載的飛輪力矩GD2過大或因負載超過

72、變頻器容量而產生。</p><p>　　3、再說過電壓保護 采用變頻器使電動機快速減速時，由于再生功率引起直流電路電壓聲高，有時超過允許值?？梢圆扇p緩電動機減速率或停止變頻器運行的辦法，防止產生過電壓。</p><p>　　4、瞬時停電保護 對于毫秒以內的瞬時停電，控制回路仍工作正常。但瞬時停電如果達數(shù)十毫秒以上時，通常不僅控制回路誤動作，主回路也不能供電，此時應在檢測停電后使停止運

73、行。</p><p>　　5、對地過電流保護 由于意外原因造成變頻器負載側接地時，為了保護變頻器，要有對地電流保護功能。為了確保人身安全，還需要裝設漏電繼電器。</p><p>　　6、冷卻風機異常 有冷卻風機的裝置，當風機異常時排風受阻，裝置內溫度將上升，因此采用風機熱繼電器或在元件散熱器上裝傳感器監(jiān)視溫度，發(fā)現(xiàn)異常后停止變頻器運行。在溫度上升很小對運行無妨礙的場合，可以省略。<

74、;/p><p>　　二、異步電動機的保護</p><p>　　1、過載保護 過載檢測裝置與變頻器保護共用，特別是低速運行時，通過異步電動機內埋入溫度檢測器，或者利用裝在變頻器內的電子熱保護來檢測過熱。啟停動作頻繁時，應考慮減輕電機負載或增加電機及變頻器容量等。</p><p>　　2、超頻（超速）保護 變頻器的輸出頻率或者異步電動機的速度超過規(guī)定值時，停止變頻器的運

75、行。</p><p><b>　　三、其他保護</b></p><p>　　1、過電流失速保護 急加速時，如果異步電動機跟蹤遲緩，則過電流保護回路將動作。若使變頻器輸出頻率暫時保持不變或使之下降，短時間里以抑制電流的增大。當異步電動機加速后，負載電流開始減小，變頻器的輸出頻率又升高，使電機繼續(xù)加速，從而避免發(fā)生過流保護，造成停機，稱此為過流失速保護。對于恒速運行中的

76、過電流，有時也要進行同樣的控制。</p><p>　　2、再說過電壓失速保護 減速時產生的再生能量會使主回路直流電壓上升，為了防止再生過電壓，保護回路動作。在支流電壓下降之前要進行控制，抑制頻率下降，防止因過電壓起保護而停機，稱洗為再生過電壓失速保護。</p><p><b>　　硬件電路設計</b></p><p><b>　　主

77、回路</b></p><p>　　主電路主要由整流電路、濾波電路及逆變電路組成。為簡化控制電路，減少諧波，整流電路采用三相不可控全橋整流。系統(tǒng)的調壓調頻均由逆變電路承擔，逆變電路開關器件全部采用GTO。由于異步電機為感性負載，且在PWM方式下，GTO頻繁通斷，必將產生較大的瞬時過電壓，因而在GTO上并聯(lián)由Rs、Ds和Cs構成的緩沖電路是必不可少的，它不僅起保護作用，而且還起到換流和提高GTO陽極關斷電

78、流的使用，因此它的參數(shù)設計，元件選擇乃至線路布置都具有重要作用。圖中L0為抑制di/dt電感。</p><p>　　主電路中R1C1組成的星形網絡接在交流輸入端，目的是吸收過電壓、濾去高次諧波；R2C2為抑制直流側過電壓的阻容保護電路；Ld、Cd為直流側的濾波環(huán)節(jié)；同理C3組成的星形網絡接在輸出端，使輸出到電動機的電壓和電流接近正弦波。</p><p>　　圖3.1 主控回路</p

79、><p><b>　　單片機控制系統(tǒng)</b></p><p>　　單片機控制系統(tǒng)由MCS—98單片機最小系統(tǒng)加上外圍擴展電路構成，最小系統(tǒng)的程序存貯器ROM采用2764。為了使預置參數(shù)關機不丟失，外圍擴展了一片E2PROM 2864A，顯示及鍵盤電路與單片機的接口則采用專用接口芯片8279；另外還擴展了一片可編程定時/計數(shù)器芯片8253，以提供PWM模塊HEF4752V所

80、需要的四個時鐘信號。隨機數(shù)據(jù)存貯器則采用8098片內RAM?！　”狙b置的單片機控制系統(tǒng)是整個變頻調速系統(tǒng)的測控中心，通過鍵盤設置或修改系統(tǒng)運行及保護的參數(shù)，啟動前，單片機對系統(tǒng)進行啟動前檢測，在保證電路電壓、電流正常且無電流沖擊的情況下才允許啟動，正常運行時單片機在控制HEF4752V產生PWM信號的同時，還要完成對轉速的檢測，進行數(shù)字PI調節(jié)的運算及處理，監(jiān)視系統(tǒng)的運行，若出現(xiàn)故障則進行保護處理，并根據(jù)檢測結果顯示相應的故障狀態(tài)。&

81、lt;/p><p>　　控制核心8098單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　8098單片機是美國INTEL公司1988年推出的準16位單片機。它的內部是16位的，對外是8位數(shù)據(jù)接口，8098具有以下優(yōu)點：</p><p>　　1、16位CPU，加之232個片寄存器均可充當累加器，運算速度有明顯地提高。</p><p>　　2、4路10位A/D轉換

82、。</p><p>　　3、可定時輸入、輸出的高速輸入、輸出口。</p><p>　　4、8級中斷，20個中斷源。</p><p>　　5、一個16位的程序監(jiān)視寄存器，為排除故障提供了理想手段。</p><p>　　鑒于以上的優(yōu)點加上8098只有8位機的價格，選用它組成不太復雜的微機控制系統(tǒng)是比較理想的。</p><p&g

83、t;　　8098組成的最小系統(tǒng)中，其中74LS373是地址鎖存器，輸出為低8位地址；2764為8k的EPROM，作為程序存儲器；6264為8k的RAM，作為數(shù)據(jù)存儲器。</p><p>　　圖3.2 8098控制系統(tǒng)</p><p>　　8253可編程定時/計數(shù)器</p><p>　　系統(tǒng)中的8253芯片8253是可編程序間隔定時器/計數(shù)器，8254是8253的改

84、進型。主要特點是：1、有3個獨立的16位計數(shù)器；每個計數(shù)器都可以按照二進制或者二-十進制計數(shù)；2、每個計數(shù)器輸入頻率最高可達2MHz；3、每個計數(shù)器都可以由程序確定按照6種不同的方式工作；4、所有的輸入輸出都與TTL兼容。8253的工作方式：</p><p>　　1、方式0：計數(shù)結束中斷 2、方式1：可編程頻率發(fā)生器3、方式2：頻率發(fā)生器 4、方式3：方波頻率發(fā)生器5、方式4：

85、軟件觸發(fā)的選通信號 6、方式5：硬件觸發(fā)的選通信號</p><p>　　圖3.3 8253芯片</p><p><b>　　鍵盤顯示電路</b></p><p>　　8279是INTEL公司生產的通用可編程鍵盤和顯示器I/O接口芯片。利用8279，可實現(xiàn)對鍵盤/顯示妻的自動掃描，并識別鍵盤上閉合鍵的鍵號，不僅可以節(jié)省CPU對鍵盤/顯示器的造

86、作時間，從而減輕CPU的負擔，而且顯示穩(wěn)定，程序簡單，不會出現(xiàn)誤操作動作。由于這些優(yōu)點，8279芯片日益被設計者所認可和采用。</p><p>　　本系統(tǒng)采用了16個按鍵的配置，即10個數(shù)字鍵和6個功能鍵。數(shù)字鍵為0～9，功能鍵為R/S—啟動/停止，PID—PID參數(shù)設置鍵，SPEED—惦記轉速設置鍵，ENTER—設置確認鍵，P/N—正反轉控制鍵，RESET—系統(tǒng)復位鍵。SL0～SL2接譯碼器74LS138的輸入

87、端，譯碼器的輸出Y0、Y1作為鍵盤行掃描線，查詢線則由反饋輸入線RL0～RL7提供。</p><p>　　為了能夠精確的顯示PID參數(shù)、電機轉速等系統(tǒng)參數(shù)，以及能夠詳盡地描述系統(tǒng)啟動，制動等運行狀態(tài)。本系統(tǒng)采用8位8段共陰極LED顯示器。LED的位選線由掃描線SL0～SL2經3～8譯碼器、驅動器提供；段選線OUTB0～OUTB3，OUTA0～OUTA3通過驅動器提供。</p><p>　　

88、8279的中斷請求信號IQR經過反向器與8098的INT1相連。ALE作為8279的時鐘信號直接連到其CLK端，由8279設置適當?shù)姆诸l數(shù)，分頻至100kHZ。</p><p>　　P0口作為數(shù)據(jù)線，用于向8279寫入顯示字、控制字以及讀回按下鍵的鍵值。WR、RD是讀/寫控制線，CS作為8279的片選信號。</p><p>　　圖3.4 鍵盤顯示電路</p><p&g

89、t;<b>　　PWM信號的產生</b></p><p>　　HEF 4752V是英國Mullard公司生產的用來產生正弦脈寬調制(PWM)控制信號的全數(shù)字化集成電路。HEF4752V是全數(shù)字化的三相SPWM波生成集成電路。這種芯片既可用于有強迫換流電路的三相晶閘管變頻器，也可以用語全控型開關器件構成的變頻器。它的驅動輸出經隔離放大后，可驅動GTO和GTR逆變器，在交流變頻調速中作控制器件。

90、其引腳如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 HEF4752芯片</p><p><b>　　主要特點如下：</b></p><p>　　1、能產生三對相位差120°的互補SPWM主控脈沖，適用于三相橋結構的逆變器； </p><p>　　2、采用多載波比自動切換方式，隨著逆變器的輸出頻率降低，有級地

91、自動增加載波比，從而抑制低頻輸出時因高次諧波產生的轉矩脈沖和噪聲等所造成的惡劣影響。調制頻率可調范圍為0～100Hz，且能使逆變器輸出電壓同步調節(jié)；</p><p>　　3、為防止逆變器上下橋臂直通，在每相主控脈沖間插入死區(qū)間隔，間隔時間連續(xù)可調。</p><p>　　HEF4752V為28腳雙列直插式標準封裝DIP芯片，它有7個控制輸入，4個時鐘輸入，12個驅動信號輸出，3個控制輸出。各

92、管腳功能描述如表3.1所列。</p><p>　　表3.1 HEF4752V管腳功能描述</p><p><b>　　輸入引腳功能</b></p><p>　　1、輸入引腳I用來決定逆變器驅動輸出模式的選擇，當引腳I為低電平時，驅動模式是晶體管，當引腳I為高電平時，驅動模式是晶閘管。</p><p>　　2、輸入控制信號

93、引腳K和時鐘輸入引腳OCT共同決定逆變器每對輸出信號</p><p>　　的互鎖推遲間隔時間。</p><p>　　為防止逆變器同一橋臂的兩只管子同時導通，互鎖推遲間隔的長短和晶閘</p><p>　　管模式下觸發(fā)脈沖串的頻率和寬度，見表3.2。</p><p>　　表3.2互鎖推遲間隔與觸發(fā)脈沖的頻率及寬度</p><p

94、>　　根據(jù)主電路的要求，選取互鎖推遲間隔為td=10μs，這里把K置為低電平，則連鎖延遲周期td=8/fOCT，即0.01ms=8/fOCT故fOCT=800kHz     （3-1）</p><p>　　3、相序輸入引腳CW用來控制電機轉向，當引腳CW為低電平時，相序為R，B

95、，Y；當引腳CW為高電平時，相序為R，Y，B。</p><p>　　4、輸入引腳L用來控制模塊的起動/停止。當GTO模塊出現(xiàn)過流、欠壓、短路或過熱等故障時，故障信號變?yōu)榈碗娖健亩筁變?yōu)榈碗?平，封鎖HEF4752所有的脈寬調制驅動輸出，起到保護開關管的作用。在無故障的情況下，L為高電平，解除封鎖。 </p><p>　　5、控制輸入引腳A，B，C僅供制造過程中試驗用，工作時必須接到引腳

96、VSS(低電平)。但引腳A還有另外一個用處，即剛通電時，引腳A置高電平初始化整個IC片，被用做復位信號。</p><p>　　6、時鐘輸入引腳FCT和VCT用來協(xié)調控制逆變器的輸出頻率與電壓。引腳FCT控制著逆變器的輸出頻率fout，從而控制了電動機的轉速。在該系統(tǒng)中引腳FCT的時鐘頻率為</p><p>　　fFCT=3360×fout=3360×55=184kHz&

97、#160;  （3-2）</p><p>　　100％調制時的輸出頻率的最大值fout(M)為</p><p>　　fout(M)=fle(0.624Ud)/Ule=66×(0.624×530)/380=58Hz    （3-3）<

98、;/p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　fl——電動機的額定頻率；</p><p>　　Ule——電動機的額定電壓有效值。</p><p>　　電路中fFCT在0～184kHz連續(xù)可調，對應fout的可調范圍為0～58Hz。 電壓控制時鐘VCT是為保證在調速過程中電機主磁通為恒值，即電機電壓與頻率比為

99、常數(shù)而設置的，頻率fVCT由式（3-4）確定，由fVCT決定輸出波形的幅值。</p><p>　　fVCT(NOM)=6720fout(M)=6720×58=390kHz    （3-4）</p><p>　　7、輸入時鐘RCT是固定時鐘，用來設定最大逆變器開關頻率fs(MAX)，此處選取逆變器開關頻率的最

100、大值為2.8kHz，則時鐘輸入RCT的頻率為</p><p>　　fRCT=280fs(MAX)=280×2.8=780kHz    （3-5）</p><p>　　為了簡化線路，可使fRCT=fOCT=800kHz，從而省掉了一個多諧振蕩器。值得注意的是：比值fFCT/fVCT(NOM)，低于

101、0.5時調制是正弦的；高于0.時，波形向矩形波轉變，在2.5左右達到全矩形波輸出；高于3時，由于內部同步電路失去作用，波形變得很不穩(wěn)定，可見3為頻率比的上限。在本系統(tǒng)中，fFCT取184Hz，fVCT(NOM)取390Hz，比值為184/390=0.47<0.5，輸出波形為正弦波，能夠有效地減小諧波，減小電機的振動和噪聲，保持好的機械特性。</p><p>　　通過對GTO的分析研究，我們可以發(fā)現(xiàn)在采用GT

102、O的逆變線路中，存在著同一橋臂的瞬態(tài)短路現(xiàn)象。在瞬態(tài)短路過程中，由于瞬態(tài)電流峰值一般要超過GTO最大可關斷電流很多，這就要求在此期間內不能給GTO施加關斷脈沖，否則必將GTO損壞，這一點在模塊HEF4752V中沒有考慮到，需要設法解決。我們采用控制GTO最小導通時間的方法來加以解決?！　∧KHEF4752V是用于GTR或普通SCR的。而當采用GTO作開關元件時，由于模塊HEF4752V產生的輸出波形在調制深度不斷增加時，其導通脈沖最小

103、寬度不斷減小直到脈沖消失，由前面的分析可知其不能直接作為GTO的PWM控制信號，但如果把模塊HEF4752V產生的PWM信號通過一定的硬件電路以保證最小的脈沖寬度，則仍可作為GTO的PWM控制信號。此附加的硬件電路如圖3-6所示。圖中Ⅰ區(qū)的作用是消除HEF 4752V輸出的PWM波形中固有的互鎖延遲間隔；Ⅱ區(qū)的作用是控制PWM波形的最小開通、關斷脈沖寬度，其寬度值由RT、CT參數(shù)決定；Ⅲ區(qū)的作用是產生互鎖延遲間隔，此區(qū)使用的R—C—D電

104、路和門電路是為了使同一橋臂的GTO具有“延遲開通”和“立即關斷”的功能，即</p><p>　　圖3.6 GTO的驅動電路</p><p><b>　　轉速測量電路</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用M/T法測量電機的轉速，脈沖發(fā)生器則采用紅外線發(fā)射及接收器件TLP 947，在電機的轉軸上安裝上印有黑白相間條紋的鋁環(huán)，此鋁環(huán)隨電機轉動時，

105、則由TLP 947可產生一系列脈沖，以此作為脈沖發(fā)生器，單片機則可進行M/T法測速。轉速檢測電路如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.7　轉速測量電路</p><p><b>　　M法工作原理</b></p><p>　　M法指在固定時間內測量轉速輸出（即編碼器輸出）脈沖的個數(shù)，如圖3.8所示，該法適用于高速測量。對于每轉有P個脈沖的轉速

106、，在固定時間TC內計數(shù)值為m1，則轉速為： </p><p>　　n= m1（rpm） （3-6） 誤差來源于±1個編碼器輸出脈沖，即得到相對誤差1/m1。在相同時間TC內，速度越高，計數(shù)值m1越大，影響的相對誤差則較小，故在高速時得到較小的相對誤差，為    

107、 Δn/n=1/m1 （3-7）</p><p>　　圖3.8 M法示意圖</p><p><b>　　T法工作原理</b></p><p>　　T法指測出轉速輸出（編碼器輸出）脈沖的周期T，在T內對固定的時鐘脈沖頻率fc進行計數(shù)，如圖3.9所示，

108、該方法適用于低速測量。對于每轉有P個脈沖的轉速，在T時間內計數(shù)值為m2，則轉速為： </p><p>　　n= （rpm） （3-8）誤差來源于1個時鐘脈沖，即得到相對誤差1/m2。速度越低，T越大，m2越大，則影響的相對誤差小，故在低速時得到較小的相對誤差，則 Δn/n=1/m2

109、 （3-9）</p><p>　　圖3.9 T法示意圖</p><p><b>　　M/T法工作原理</b></p><p>　　M/T法吸取了M法和T法的優(yōu)點，其測量轉速的過程為：在轉速輸出脈沖的上升沿啟動TC定時器（定時長度為TC），同時記取編碼器輸出脈沖個

110、數(shù)（m1）和時鐘脈沖個數(shù)（m2ˊ）。測量時間到，先停止對編碼器輸出脈沖個數(shù)的計數(shù)，等到下一個編碼器輸出脈沖上升沿到來時，再停止對時鐘脈沖計數(shù)，以保證測到編碼器完整的輸出脈沖；所設的基本測量時間TC可避免T法因轉速高導致測量時間減少的缺點；同時讀取對時鐘脈沖的計數(shù)值可避免M法因轉速降低導致精度變差的缺點。如圖3.10所示，其測量時間為： </p><p>　　Td=TC+ΔT=m1.T