由交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式n=（1-s）：f1定子供電頻率；p電機(jī)極對(duì)數(shù)；s轉(zhuǎn)差率）可知：若均勻地改變定子供電頻率f1，就可以改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。為保持在調(diào)速時(shí)電機(jī)的比較大轉(zhuǎn)矩不變，要求對(duì)電機(jī)供電的變頻器兼有調(diào)壓和調(diào)頻兩種功能，即通常說(shuō)的VVVF變頻器，變頻調(diào)速以效率高、性能優(yōu)良而備受青睞。近年來(lái)，隨著電力電子和半導(dǎo)體器件制造技術(shù)的發(fā)展，使變頻調(diào)速裝置獲得了迅猛的發(fā)展。

　　根據(jù)使用開關(guān)器件的不同，變頻器可分為晶閘管變頻器和自關(guān)斷型元件變頻器。晶閘管變頻器用晶閘管作為開關(guān)器件，又分為交交變頻器和交直交變頻器。在交直交變頻調(diào)速中，通常采用PWM調(diào)制技術(shù)，而諧波問(wèn)題則是PWM調(diào)制中比較為關(guān)注的問(wèn)題，諧波不但會(huì)增加電機(jī)的附加損耗，而且還會(huì)由于該損耗導(dǎo)致電機(jī)的溫升增加，使電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行，進(jìn)而損壞電機(jī)。又由于晶閘管變頻器換流電路復(fù)雜，降低了變頻器的可靠性，限制了變頻器性能的提高，在中、小容量的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，自關(guān)斷型元件變頻器正在逐步取代晶閘管變頻器。

　　與晶閘管變頻器相比，自關(guān)斷型元件變頻器具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：1）不需要強(qiáng)迫換流電路，體積小，開關(guān)性能好，開關(guān)時(shí)間短，控制簡(jiǎn)單、靈活、方便；2）效率高；S）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。常用的自關(guān)斷型元件變頻器有GTR，GT0和M0SFET，近年來(lái)又研制出絕緣柵雙極型晶體管IGBT，IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor的縮寫，IGBT是多元集成結(jié)構(gòu)，由一個(gè)M0SFET和一個(gè)PNP晶體管構(gòu)成，它兼有GTR和GT0的優(yōu)點(diǎn)，且驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低，在關(guān)斷時(shí)不需要負(fù)柵壓來(lái)減小關(guān)斷時(shí)間。因此，自關(guān)斷型元件變頻器在變頻調(diào)速中的應(yīng)用越來(lái)越受矚目。

　　2ADSP??2105單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)是美國(guó)模擬器件公司！nalogDeviceCorporation，以下簡(jiǎn)稱A.D.公司）在90年代推出的新一代DSP芯片，與普通的微處理器或芯片相比，它具有運(yùn)算速度高、數(shù)字處理功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于高速數(shù)字采集、譜分析、數(shù)字圖象處理、噪音分析、雷達(dá)通訊和數(shù)字濾波等高速數(shù)字處理場(chǎng)合。

　　一個(gè)子集，它包含了6733系列完整的體系結(jié)構(gòu)：三個(gè)運(yùn)算單元，一個(gè)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器，一個(gè)程序順序器，支持14.8k的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和18k的程序存儲(chǔ)器尋址，并帶有一個(gè)串行口，一個(gè)可編程定時(shí)器和外部中斷能力，816字節(jié)的在片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，1k字節(jié)的在片程序存儲(chǔ)器，10MHZ的晶振，68腳的PLCC封裝。在一個(gè)周期內(nèi)，可完成下列工作：產(chǎn)生下一個(gè)程序地址；取下一條指令；執(zhí)行一個(gè)或兩個(gè)數(shù)據(jù)傳送；修改一個(gè)或兩個(gè)數(shù)據(jù)地址指針；進(jìn)行一次算術(shù)運(yùn)算；通過(guò)串行口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　3ADSP6108單片機(jī)在變頻調(diào)速中的應(yīng)用3.1硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的閉環(huán)控制，充分發(fā)揮6108單片機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理功能，系統(tǒng)采用兩片CPU共同作用，其中196單片機(jī)負(fù)責(zé)信號(hào)采集并處理，6108負(fù)責(zé)控制脈沖信號(hào)的發(fā)送，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如所示。

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)1片）帶PSD311；隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM6片）；鎖存器74HC6736片）；自關(guān)斷元件IGBT16片）；變壓器1臺(tái)，原邊有Y、A兩組輸入，副邊一組輸出）。

　　該系統(tǒng)仍屬交直交型變頻調(diào)速系統(tǒng)，為較好地消除諧波，采用一種新型雙橋路逆變器進(jìn)行工作，即利用電磁耦合原理，使輸出波形盡量接近正弦波。上圖中虛線部分即為逆變器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如所示。

　　逆變器與變壓器結(jié)構(gòu)本逆變器的工作思路是：從放大電路來(lái)的脈沖信號(hào)通入16個(gè)IGBT，這16個(gè)IGBT組成6組輸出即6個(gè)三相逆變橋），分別接到變壓器的Y、A繞組上，并使之交替導(dǎo)通，且使用方波觸發(fā)模式，通過(guò)電磁耦合使變壓器6個(gè)原邊繞組的輸入相電壓為階梯波，副繞組作為負(fù)載輸出端。

　　3.6軟件設(shè)計(jì)所示閉環(huán)系統(tǒng)的工作過(guò)程是：196單片機(jī)米集數(shù)據(jù)如轉(zhuǎn)速、頻率等），經(jīng)處理后送入雙口RAM，6108單片機(jī)從雙口RAM取數(shù)，與缺省設(shè)置比較，若參數(shù)符合缺省設(shè)置，則保持原來(lái)的轉(zhuǎn)速、頻率等不變；若不符合則經(jīng)運(yùn)算后對(duì)定時(shí)器重新設(shè)置觸發(fā)脈沖的時(shí)間間隔，脈沖字經(jīng)鎖存器送入放大電路，然后經(jīng)雙橋路逆變器到變壓器驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

　　6108單片機(jī)起著觸發(fā)脈沖的作用，依靠?jī)?nèi)部的定時(shí)器中斷傳送脈沖字，中斷服務(wù)程序?qū)Ｓ脕?lái)觸發(fā)脈沖，6108的工作流程如所示：3試驗(yàn)效果試驗(yàn)中采用開環(huán)運(yùn)行，效果令人滿意，保持頻率為某一定值如25HZ從鍵盤輸入），回車后即能驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)得變壓器出來(lái)的波形如下：其中為單獨(dú)的丫型輸入時(shí)，電機(jī)相電壓的波形；為單獨(dú)的！型輸入時(shí)，電機(jī)相電壓的波形；為丫型和！型同時(shí)輸入時(shí)，電機(jī)相電壓的波形）作原理和效果，這種逆變器的輸出電壓波形比常用的三相逆變器的輸出電壓波形好得多，這不僅可以保證在使用這種逆變器時(shí)不用更換新的電機(jī)，而且還可以減小由于諧波所產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩和附加損耗；當(dāng)改變輸出電壓的幅值時(shí)，諧波與基波幅值的比例關(guān)系仍保持不變，也是這種逆變器的突出優(yōu)點(diǎn)。但實(shí)現(xiàn)雙橋路方案的缺點(diǎn)是，丫型、！型繞組的匝數(shù)比為1，要求比較精確，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。

　　雙CPU系統(tǒng)共同作用對(duì)實(shí)時(shí)控制起到了保障作用，特別是利用2105單片機(jī)的高速數(shù)字采集與處理功能，更加確保了系統(tǒng)的可靠性和先進(jìn)性。

　　現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制的閉環(huán)系統(tǒng)正在進(jìn)一步完善和試驗(yàn)中，通過(guò)開環(huán)實(shí)驗(yàn)的效果，可以樂(lè)觀地預(yù)期閉環(huán)控制系統(tǒng)即將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，從而為交直交型變頻調(diào)速的自動(dòng)控制系統(tǒng)提供出一套新的實(shí)現(xiàn)方式。

　　Y型輸入時(shí)的輸出