用MC9S12H256實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)變頻調(diào)速

時(shí)間：2023-05-01 12:24:46 電子通信論文我要投稿

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摘要：介紹目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少的Motorola公司16位單片機(jī)MC9S12H256；詳細(xì)闡述使用該型號(hào)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；著重討論MC9S12H256用于變頻調(diào)速時(shí)特有的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：SPWM MC9S12H256 變頻 IGBT 光電編碼器

引言

SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)由于具有調(diào)速范圍寬、功率因數(shù)高、對(duì)電網(wǎng)影響小、電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、可有效抑制低次諧波、可實(shí)現(xiàn)較大容量等諸多優(yōu)點(diǎn)，而越來(lái)越受到人們的重視，一直被視作非常有發(fā)展前途的變頻方案，越來(lái)越多的科研技術(shù)人員開始討論這一課題。由于電力電子技術(shù)的高速發(fā)展和智能控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，當(dāng)前人們?cè)O(shè)計(jì)的SPWM電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，摒棄了過(guò)去依賴邏輯電路，如比較器、三角波發(fā)生器等陳舊的實(shí)現(xiàn)方式，而采用高性能MCU加上一些專門的PWM集成電路，如HEF4752、SLE4520等構(gòu)成。文本介紹的系統(tǒng)由于MC9S12H256具有獨(dú)立的PWM通道，實(shí)現(xiàn)起來(lái)更為容量；加之Motorola出品的MCU一向具有產(chǎn)品線豐富，片內(nèi)資源眾多等優(yōu)點(diǎn)，所以比較使用Intel 80196實(shí)現(xiàn)的方案，無(wú)論是調(diào)試方式還是工作速度以及實(shí)現(xiàn)難易度都有一定的優(yōu)勢(shì)。

圖1 MC9S12H256 PWM方框圖

1 MC9S12H256 PWM模塊介紹

MC9S12H256是Motorola公司16位單片機(jī)系列中定位于電機(jī)控制的機(jī)型，它秉承了Motorola單片機(jī)資源豐富的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，最高工作頻率為24MHz，內(nèi)部具有256K Flash ROM、12K RAM、4K EEPROM、2個(gè)SCI、1個(gè)SPI、1個(gè)I2C總線接口、8通道16位定時(shí)器、1個(gè)6通道PWM模塊、16通道10個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器、2個(gè)CAN2.0接口、1個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)器。其中專門用于電機(jī)控制的PWM模塊可以很方便地生成雙極式三相脈寬調(diào)制波形。下面詳細(xì)介紹該芯片的PWM模塊。

PWM模塊含有6個(gè)PWM通道，每個(gè)通道可以獨(dú)立產(chǎn)生左對(duì)齊或者中心對(duì)齊的波形。每個(gè)通道的波形周期和占空比以及對(duì)齊方式都可以單獨(dú)編程，同時(shí)每個(gè)通道還配有一個(gè)專門的計(jì)數(shù)器來(lái)靈活選擇不同的時(shí)間源，以提供更寬的變頻。綜合起來(lái)PWM模塊具有以下性質(zhì)：

*6個(gè)獨(dú)立的PWM通道，其周期、占空比、對(duì)齊方式都可以單獨(dú)編程；

*每個(gè)PWM通道都配有計(jì)數(shù)器，用來(lái)選擇時(shí)鐘源；

*每個(gè)PWM通道都可以通過(guò)編程來(lái)開啟或者關(guān)斷；

*每個(gè)通道的起始極性能可以編程；

*周期和占空比寄存器是雙緩沖的，也就是說(shuō)只有一個(gè)周期結(jié)束之后才可以轉(zhuǎn)化為新的指定的周期和占空比；

*6個(gè)8位的PWM通道可以合并成更高精度的3個(gè)16位PWM通道；

*可以編程選擇4個(gè)時(shí)鐘源，所

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