Hình 2.17 . Bộ đếm Tỉ Lệ Trong Module PWM [6] - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Thạc sĩ - Cao học >
3. Kỹ thuật >

Hình 2.17 . Bộ đếm tỉ lệ trong module PWM [6]

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.48 MB, 103 trang )

Hình 2.18. Cập nhật giái trị PWM ở chế độ tự do, chế độ đếm lên –xuống [6]+ PWM duty cycle:PWM duty cycle được xác định bởi các thanh ghi PDCx (PDCxH vàPDCxL). Có tổng cộng 4 cặp thanh ghi PWM duty cycle cho 4 cặp xung PWM.PDC0PDC1PDC2PDC3(PDC0L(PDC1L(PDC2L(PDC3Lvà PDC0H)và PDC1H)và PDC2H)và PDC3H)Giá trị trong mỗi thanh ghi xác định khoảng thời gian mà ngõ ra PWM đótích cực.Trong chế độ Edge-aligned, PWM periode bắt đầu tại Q1 và kết thúc khithanh ghi duty cycle trùng với giá trị PTMR49Hình 2.19. Chế độ dutycycle trong thanh ghi của module PWM [6]Duty cycle register buffer:Có 4 thanh ghi PWM duty cycle đều được double buffered. Mỗi duty cycleblock, đều có thanh ghi duty clycle buffer mà có thể truy xuất bởi người dùng.Thanh ghi duty cycle buffer thứ hai sẽ giữ giá trị so sánh với PWM periode hiệntại. Trong chế độ edge-aligned PWM output, giá trị duty cycle mới sẽ được updatemỗi khi giá trị thai thanh ghi PTMR và PTPER trùng nhau. Sau đó PTMR sẽđược reset như trong hình 2.20. Nội dung của duty cycle buffer sẽ tự động cậpnhật vào thanh ghi duty cycle khi PWM time base bị disable (PTEN=0)Hình 2.20. Xung PWM dạng edge-aligned [6]Khi PWM time base ở chế độ Up/Down couting, giá trị duty cycle mới sẽđược update khi giá trị thanh ghi PTMR bằng zero và PWM time base bắt đầu đếmlên. Nội dung của duty cycle buffer sẽ tự động cập nhật vào thanh ghi dutycycle khi PWM time base bị disable (PTEN=0). Hình 2.21 trình bày giản đồ thờigian khi duty cycle được update ở chế độ Up/Down counting. Trong chế độ50này PWM periode phải được sẵn sàng để nạp và tính tốn trước PWM dutycycle mới trước khi các thay đổi có hiệu lực.Hình 2.21. Cập nhật giá trị PWM trong chế độ đếm lên xuống [6]Khi PWM time base ở chế độ Up/Down couting vơi double update mode,giá trị duty cycle mới sẽ được update khi giá trị thanh ghi PTMR bằng zero và khigiá trị hai thanh ghi PTMR và PTPER trùng nhau. Nội dung của duty cyclebuffer sẽ tự động được nạp vào thanh ghi duty cycle khi một trong hai điều kiệntrên xảy ra.Hình 2.22. Cập nhật giá trị PWM trong chế độ cập nhật kép [6]+ Bộ tạo thời gian dead time:Trong bộ biến tần, khi các xung PWM ở chế độ đối nghịch để điều khiểncác khóa cơng suất phía cao; phía thấp trong cùng 1 nhánh, phải chèn 1 khoảngthời gian dead time. Khoảng thời gian dead time đó làm cho ngõ ra PWM đốinghịch đều ở trạng thái không tác động trong 1 khoảng thời gian ngắn tránhtrùng dẫn khi khóa này đang ON, khóa kia đang OFFMỗi cặp xung PWM đối nghịch đều có một counter 6 bit đếm xuống, đểchèn khoảng dead time vào xung PWM. Mỗi bộ tạo dead time có bộ phát hiện51cạnh lên và cạnh xuống được kết nối vơi bộ so sánh duty cycle. Dead time đượcnạp vào timer khi phát hiện PWM ở cạnh lên hay cạnh xuống. Tùy vào xung PWMđang ở cạnh lên hay cạnh xuống, mà 1 khoảng thời gian chuyển tiếp được làmtrễ cho đến khi timer đếm về zero.Hình 2.23. Sơ đồ cấu trúc của bộ tạo thời gian dead time [6] Analog to digital converter module (A/D):Bộ A/D có 5 ngõ vào cho PIC 28 chân và 8 cho các PIC khác. Tín hiệuanalog được lấy mẫu và giữ bởi tụ điện, sau đó đưa vào bộ chuyển đổi. Bộ này tạora 1 kết quả số tương ứng. Giá trị này là 1 số 10 bit.Bộ A/D có ngõ vào so sánh áp cao và thấp ,và có thể lựa chọn thông quakết hợp Vdd, Vss, RA2 hay RA3. Bộ A/D có điểm đặc biệt là có thể hoạt độngtrong khi vi điều khiển ở trạng thái SLEEP. Để làm được điều này, xung clock A/Dphải được nhận từ bộ dao động RC nội của bộ A/D.Module A/D có 9 thanh ghi :+ A/D Result High Register (ADRESH)+ A/D Result Low Register (ADRESL)+ A/D Control Register0 (ADCON0)+ A/D Control Register1 (ADCON1)+ A/D Control Register2 (ADCON2)+ A/D Control Register3 (ADCON3)+ A/D chennel Select Register (ADCHS)52+ Analog I/O Select Register 0 (ANSEL0)+ Analog I/O Select Register 1 (ANSEL1) Sơ đồ khối bộ A/D :Hình 2.24. Sơ đồ cấu trúc của bộ A/D [6] Các bước sau để làm việc với bộ A/D :1_Thiết lập bộ A/D :+ Thiết lập các chân analog / so sánh áp và I/O số (ADCON1).+ Chọn kênh ngõ vào A/D (ADCONO).+ Chọn xung clock bộ A/D (ADCONO).+ Kích hoạt A/D (ADCONO).2_Thiết lập ngắt A/D nếu sử dụng+ Xoá bit ADIF.+ Set bit ADIE.+ Set bit PEIE+ Set bit GIE3_Chờ thời gian đáp ứng cần thiết.534_Bắt đầu chuyển đổi: set bit ADCONO.5_Chờ chuyển đổi A/D hoàn thành bằng cách hỏi vòng bit ADCONO có bịxố chưa hay chờ ngắt A/D6_Đọc kết quả từ cặp thanh ghi ADRESH: ADRESL, xoá bit ADIF nếu cần.7_Lặp lại từ bước 1 hay 2 nếu có yêu cầu. Thời gian chuyển đổi A/D mỗi bit gọilà TAD .Một khoảng chờ tối thiểu 2TAD được yêu cầu trước khi lần đáp ứng kếtiếp bắt đầu.Hình 2.25. Cặp thanh ghi kết quả: ADRESH và ADRESL [6]Các thanh ghi ADRESH: ADRESL chứa 10 bit kết quả của chuyển đổiA/D. Khi sự chuyển đổi A/D hoàn tất, kết quả đưa vào cặp thanh ghi này, bitADCON0 bị xoá và cờ ngắt ADIF được set. Cặp thanh ghi này rộng 16 bit.Do đó nếu bit ADFM =1: lấy 10 bit bên phải và ADFM = 0 thì lấy 10 bit bêntrái, các bit còn lại bằng 0. Nếu A/D bị vơ hiệu, các thanh ghi này có thể dùngnhư 2 thanh ghi đa mục đích.2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNGNội dung chương 2 đã trình bày cơ sở lý thuyết về:+ Phương pháp điều chế độ rộng xung SINPWM sử dụng vi điều khiển PIC+ Nghiên cứu cấu trúc của vi điều khiển PIC, các chế độ làm việc của cácthanh ghi và các module có bản của vi điều khiển PIC 18F4431 đặc biệt là modulePWM và các module chức năng được ứng dụng trong chương trình thuật tốn lậptrình điều khiển.54CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ BIẾN TẦN NGUỒN ÁP 3 PHAYêu cầu: Thiết kế biến tần 3 pha theo phương pháp SINPWM ứng dụng viđiều khiển PIC điều khiển động cơ không đồng bộ 3 phaBảng 3.1. Thông số động cơKý hiệuCác thông sốĐơn vịPđmUđmIđmCosCông suất định mứcĐiện áp định mứcDòng điện định mứcHệ số cơng suấtKwVARPMTốc độ quayVòng/phút3.1. CẤU TẠO VÀ CÁC THƠNG SỐ PHẦN CỨNG.3.1.1. Sơ đồ khối của mạch điều khiển55Chề độ đấu/Y0,37220/3801,7/1,00,8114203.1.2. Giới thiệu chi tiết các khối điều khiểna. Mạch lái và cách ly.Có hai sự lựa chọn cho các khóa đóng ngắt công suất để điều khiển động cơlà MOSFET và IGBT vì khả năng chịu dòng và áp cao.Nói chung, những loại động cơ mà sử dụng các khóa đóng ngắt (MOSFET ,IGBT) để điều khiển thì đều cần dùng đến mạch lái (gate drive scheme). Có 2 phầncơ bản trong việc điều khiển các đóng ngắt các linh kiện cơng suất là: điều khiểnphía cao (high side – Q1) và phía thấp (low side Q2).Hình 3.1. Sơ đồ điều khiển dùng mosfetTrong hình trên Q1 và Q2 ln ở trạng thái làm việc đối nghịch nhau. KhiQ1 ở trạng thái ON thì Q2 ở trạng thái OFF và ngược lại.Khi Q1 đang ở trạng thái OFF chuyển sang trạng thái ON  chân S(MOSFET) hay chân E (IGBT) của Q1 chuyển từ ground sang điện áp cao( highvoltage rail). Do đó muốn kích Q1 tiếp tục ON thì phải tạo điện áp kích VGS1 cógiá trị VGS1= VSQ1 + ∆V. Trong khi đó tín hiệu ra của vi xử lý điều khiển đóngngắt các khóa chỉ có giá trị điện áp +5V (so với ground). Nên cần phải có mạch láiđể tạo trôi áp và cách ly trong việc đóng ngắt phía cao Q1.Tuy nhiên đối với Q2 thì chân S được nối ground, do đó điện áp kích V GS2chỉ cần có giá trị ∆V. Do đó việc đóng ngắt khóa low side (Q2) được điều khiển dễdàng hơn .56Ghi chú:∆V: giá trị điện áp cần thiết để kích Q1 hay Q2 dẫn. Đối với MOSFET vàIGBT ∆V có giá trị từ 10 đến 15 (V).Trong các phương án sử dụng biến áp xung trong thiết kế mạch lái mosfet ,trường hợp xung điều khiển có cạnh tác động kéo dài hoặc tần số thấp, biến áp xungsớm đạt trạng thái bão hòa và ngõ ra của nó khơng phù hợp u cầu điều khiển.Do đó trong phần này đề cập đến phương án sử dụng loại IC TLP 250Hình 3.2. Sơ đồ khối của IC TLP250 [8]Bảng 3.2. Bảng định nghĩa các chân của IC TLP250 [8]Vị trí12345678Chức năngNCAnodeCathodeNCGNDV0 (output)V0VccNhược điểm mạch lái loại này là có thời gian delay giữa tín hiệu input và tínhiệu đóng ngắt các khóa bán dẫn. Thời gian trì hỗn từ 500ns - 1us. Nó có thể là vấnđề khi tiến hành các ứng dụng hoạt động ở tần số cao (nhưng tần số hoạt động củađộng cơ < 60Hz).57Hình 3.3: Hình dáng IC TLP250TLP250 là loại IC chuyên dụng để lái MOSFET và IGBT củahãng TOSHIBA. IC này có thơng số kỹ thuật:Bảng 3.3. Thông số kỹ thuật của IC TLP250 [8]Các thơng sốKý hiệuGiá trị giới hạnIF5mA(max.)ICCVCC11mA(max)10−35VDòng điện đầu raIO±1.5A (max)Thời gian ngắt mởĐiện áp cách lytpLH/tpHLUCL1.5µs(max.)2500Vrms(min.)Ngưỡng dòng điệnđầu vàoDòng điện cung cấpNguồn điện cung cấpb. Mạch nghịch lưu sử dụng IGBTCác loại linh kiện thường được sử dụng trong bộ nghịch lưuCó hai lựa chọn chính cho việc sử dụng khố đóng cắt cơng suất trong điềukhiển đơng cơ đó là MOSFET và IGBT. Cả hai loại MOSFET và IGBT đều là linhkiện được điều khiển bằng điện áp, nghĩa là việc dẫn và ngưng dẫn của linh kiệnđược điều khiển bằng một nguồn điện áp nối với cực gate của linh kiện thay vì làdòng điện trong các bộ nghịch lưu sử dụng transitor như trước đây. Vì vậy cách sửdụng loại linh kiện này làm cho việc điều khiển trở nên dễ dàng hơn.Hình 3.4. Sơ đồ ký hiệu của MOSFET và IGBT [8]Đặc điểm, ứng dụng:58Thông thường MOSFET được sử dụng với các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao,tuy nhiên MOSFET khơng có khả năng chịu dòng điện cao. Trong khi đó IGBTthích hợp với các ứng dụng ở tốc độ thấp, tuy nhiên IGBT có khả năng chịu đượcdòng điện cao. Vì vậy tuỳ vào đặc điểm của ứng dụng mà có sự lựa chọn linh kiệnphù hợpIGBT là linh kiện có tần số đóng cắt giới hạn thấp hơn so với MOSFET, vìvậy dẫn đến tổn thất cơng suất do đóng cắt linh kiện sẽ cao hơn đối với ở MOSFETcó tần số đóng cắt cao hơn. Các kỹ thuật sử dụng IGBT trong điều khiển đã đượcsớm áp dụng cách đây hơn 10 năm, có rất nhiều thay đổi cải thiện linh kiện với cácứng dụng khác nhau, nhiều công ty đã sản xuất ra nhiều dòng IGBT, một số đượcchế tạo thích hợp với các ứng dụng ở tốc độ thấp và điện áp VCE-SAT nhỏ, dẫn tới tổnhao sẽ nhỏ. Một số khác được sản xuất phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao(60kHz đến 150 kHz) và có tổn thất cơng suất thấp hơn nhưng có V CE-SAT cao hơn.Dựa vào các đặc điểm nêu trên, khi lựa chọn linh kiện ta cần xem xét đến khả nănggiới hạn của linh kiện. Trong phạm vi thực hiện ta chỉ quan tâm đến các thông sốhoạt động của động cơ động cơ để lựa chọn cho phù hợp.Các yêu cầu chính đặt ra cho linh kiện sử dụng làm bộ nghịch lưu :Điện áp VDS (Mosfet) hay VCE (IGBT) >> VDC /2Dòng điện qua linh kiện lớn hơn dòng định mức của động cơ  10A ở nhiệtđộ hoạt độngChịu được tần số đóng ngắt cao=> IGBT: FGA25N120 được lựa chọn : Thõa mãn các yếu tố trên, có thểmua dễdàng và giá thành rẻ.Hình 3.5. Hình dạng và ký hiệu của IGBT- FGA25N120 [8]59

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Thiết kế bộ biến tần ba pha theo phương pháp SINPWM ứng dụng vi điều khiển PIC
  • 103
  • 602
  • 3
• Giáo trình PLC s7 200 siemens
  • 94
  • 0
  • 0
• Đồ án khóa số dùng ram ngoài
  • 62
  • 0
  • 0
• Luan van lich su
  • 47
  • 0
  • 0
• Hoàn thiện hoạt động quản trị hệ thống kênh phân phối tại công ty TNHH quốc tế khánh sinh
  • 70
  • 0
  • 0
• Hoàn thiện tổ chức công tác kế toán quản trị tại công ty liên doanh bao bì united
  • 134
  • 0
  • 0
• Kinh nghiệm phỏng vấn và xin việc tại samsung
  • 24
  • 0
  • 0
• Một số lý luận chung về hoạt động kinh doanh lữ hành
  • 54
  • 395
  • 2
• Phân tích cơ cấu vốn tại công ty cổ phần xuất nhập khẩu than – VINACOMIN giai đoạn 2008 2010
  • 24
  • 0
  • 0

Tải bản đầy đủ (.docx) (103 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(9.41 MB) - Thiết kế bộ biến tần ba pha theo phương pháp SINPWM ứng dụng vi điều khiển PIC-103 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×