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從零開(kāi)始,學(xué)做正弦波逆變器

對(duì)于感性負(fù)載到說(shuō),正弦波供電的優(yōu)點(diǎn)不言而喻。同于本人沒(méi)有任何正弦波逆變器的知識(shí),決定從零開(kāi)始學(xué)習(xí),特發(fā)此貼,望各位老師多加指點(diǎn),想學(xué)正弦波的朋友們和我一起同步吧。相信花不了幾個(gè)月時(shí)間,一定能做出正弦波來(lái)。

  基本思路為:采用AT89S52單片機(jī),等面積法,單極性調(diào)制,主電路為全橋工頻方案。定時(shí)器T0中斷,在每個(gè)中斷子程序中換相,并計(jì)算下一個(gè)換相點(diǎn)的時(shí)刻。

一開(kāi)始就遇到問(wèn)題:

問(wèn)題1:調(diào)制方式有單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制之分,現(xiàn)在已知道雙極性調(diào)制硅鋼片中渦流損耗要大,可為什么還有用雙極性調(diào)制的方案?雙極性調(diào)制有什么優(yōu)點(diǎn)?

全部回復(fù)(52)
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2010-10-22 17:19

 

先惡補(bǔ)了一下數(shù)學(xué)。把一個(gè)正弦波分為2N等份,也就是一個(gè)半波分為N等份,這里又遇到第二個(gè)問(wèn)題。

問(wèn)題2:對(duì)于工頻方案來(lái)說(shuō),載波比N取多少為好?

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zcl99
LV.4
3
2010-10-22 19:06
@無(wú)衣
[圖片] 先惡補(bǔ)了一下數(shù)學(xué)。把一個(gè)正弦波分為2N等份,也就是一個(gè)半波分為N等份,這里又遇到第二個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題2:對(duì)于工頻方案來(lái)說(shuō),載波比N取多少為好?

贊同!

 

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2010-10-22 19:52
@無(wú)衣
[圖片] 先惡補(bǔ)了一下數(shù)學(xué)。把一個(gè)正弦波分為2N等份,也就是一個(gè)半波分為N等份,這里又遇到第二個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題2:對(duì)于工頻方案來(lái)說(shuō),載波比N取多少為好?

設(shè)正弦波的周期為T(mén),分為2N等份后,每份的時(shí)間為T(mén)s=T/2N,正弦波電壓為Umsinωt,則第i個(gè)區(qū)間的正弦波面積SPi為:

 

由式1可見(jiàn),第i區(qū)的面積就是正弦波在i-1到i的定積分,解得:

 

設(shè)直流脈沖的幅值為E,則用直流脈沖等效的面積Si=SPi/E,代入式2得:

 

式3中Um/E就是調(diào)制比,令M=Um/E得:

 

M不大于1

現(xiàn)在問(wèn)題1和問(wèn)題2沒(méi)有老師解答,學(xué)習(xí)基本停頓。

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2010-10-22 20:07
@無(wú)衣
設(shè)正弦波的周期為T(mén),分為2N等份后,每份的時(shí)間為T(mén)s=T/2N,正弦波電壓為Umsinωt,則第i個(gè)區(qū)間的正弦波面積SPi為:[圖片] 由式1可見(jiàn),第i區(qū)的面積就是正弦波在i-1到i的定積分,解得:[圖片] 設(shè)直流脈沖的幅值為E,則用直流脈沖等效的面積Si=SPi/E,代入式2得:[圖片] 式3中Um/E就是調(diào)制比,令M=Um/E得:[圖片] M不大于1現(xiàn)在問(wèn)題1和問(wèn)題2沒(méi)有老師解答,學(xué)習(xí)基本停頓。
同步
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2010-10-22 20:30
@liu13036222196
同步

問(wèn)題2:我可以回答本人目前見(jiàn)過(guò)載頻為10K和6K兩種。實(shí)際來(lái)講工頻一般選擇會(huì)在15K以下。

問(wèn)題1:請(qǐng)問(wèn)什么是雙極性調(diào)制,什么是單極性調(diào)制。

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2010-10-23 08:08
@重慶醬油仔
問(wèn)題2:我可以回答本人目前見(jiàn)過(guò)載頻為10K和6K兩種。實(shí)際來(lái)講工頻一般選擇會(huì)在15K以下。問(wèn)題1:請(qǐng)問(wèn)什么是雙極性調(diào)制,什么是單極性調(diào)制。

單極性調(diào)制在SPWM間隙輸出為零,雙極性調(diào)制輸出為負(fù)。

謝謝指點(diǎn)。如果用6K載頻,則一個(gè)正弦波被分為120等份,N=60,計(jì)算得最小脈寬約13uS,對(duì)于AT89S52單片機(jī)24M時(shí)鐘來(lái)說(shuō),這點(diǎn)時(shí)間在中斷子程序中處理I/O操作都很勉強(qiáng),看來(lái)是不能在中斷中計(jì)算換相時(shí)間了,只能在啟動(dòng)時(shí)把換相時(shí)間全部計(jì)算好,并保存在RAM中,在中斷程序中直接調(diào)用,并且主程序還要對(duì)數(shù)據(jù)不斷刷新,以免干擾對(duì)數(shù)據(jù)破壞。

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2010-10-23 08:40
@無(wú)衣
單極性調(diào)制在SPWM間隙輸出為零,雙極性調(diào)制輸出為負(fù)。謝謝指點(diǎn)。如果用6K載頻,則一個(gè)正弦波被分為120等份,N=60,計(jì)算得最小脈寬約13uS,對(duì)于AT89S52單片機(jī)24M時(shí)鐘來(lái)說(shuō),這點(diǎn)時(shí)間在中斷子程序中處理I/O操作都很勉強(qiáng),看來(lái)是不能在中斷中計(jì)算換相時(shí)間了,只能在啟動(dòng)時(shí)把換相時(shí)間全部計(jì)算好,并保存在RAM中,在中斷程序中直接調(diào)用,并且主程序還要對(duì)數(shù)據(jù)不斷刷新,以免干擾對(duì)數(shù)據(jù)破壞。

我目前在考慮用1T的單片機(jī)做。51增強(qiáng)型,速度快一些。大家一起交流哈

初步方案為:使用N=92,載頻為9.6K通過(guò)預(yù)先制定PWM碼表,進(jìn)行查表,來(lái)改變CCAP0H,和CCAP0L等的值來(lái)調(diào)整PWM脈寬。用定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)換相。

QQ:369048172,求交流。

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tracy188
LV.5
9
2010-10-23 09:22
@無(wú)衣
設(shè)正弦波的周期為T(mén),分為2N等份后,每份的時(shí)間為T(mén)s=T/2N,正弦波電壓為Umsinωt,則第i個(gè)區(qū)間的正弦波面積SPi為:[圖片] 由式1可見(jiàn),第i區(qū)的面積就是正弦波在i-1到i的定積分,解得:[圖片] 設(shè)直流脈沖的幅值為E,則用直流脈沖等效的面積Si=SPi/E,代入式2得:[圖片] 式3中Um/E就是調(diào)制比,令M=Um/E得:[圖片] M不大于1現(xiàn)在問(wèn)題1和問(wèn)題2沒(méi)有老師解答,學(xué)習(xí)基本停頓。

學(xué)習(xí),很多東西都忘了。

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wangshujun
LV.8
10
2010-10-23 09:55
@重慶醬油仔
我目前在考慮用1T的單片機(jī)做。51增強(qiáng)型,速度快一些。大家一起交流哈初步方案為:使用N=92,載頻為9.6K通過(guò)預(yù)先制定PWM碼表,進(jìn)行查表,來(lái)改變CCAP0H,和CCAP0L等的值來(lái)調(diào)整PWM脈寬。用定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)換相。QQ:369048172,求交流。

搞這個(gè)東西就別琢磨51了,慢而且外設(shè)差距很大,dspic還有ti的dsp都有1$以下的,下點(diǎn)功夫的話比用51實(shí)現(xiàn)容易的多

51的mips不管有多高只要涉及到16位和32位運(yùn)算都將慘不忍睹,采樣數(shù)據(jù)8位的肯定沒(méi)有實(shí)用性,起碼是10位活著12位的,這樣加上修正需要,電源就需要大量的16位運(yùn)算工作,用8位的很會(huì)慘的

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無(wú)衣
LV.6
11
2010-10-23 10:10
@wangshujun
搞這個(gè)東西就別琢磨51了,慢而且外設(shè)差距很大,dspic還有ti的dsp都有1$以下的,下點(diǎn)功夫的話比用51實(shí)現(xiàn)容易的多51的mips不管有多高只要涉及到16位和32位運(yùn)算都將慘不忍睹,采樣數(shù)據(jù)8位的肯定沒(méi)有實(shí)用性,起碼是10位活著12位的,這樣加上修正需要,電源就需要大量的16位運(yùn)算工作,用8位的很會(huì)慘的
謝謝指點(diǎn)。我也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題,如果不需要變頻,不需要在SPWM級(jí)調(diào)壓,用1T8051還是可以,把換相時(shí)間計(jì)算好后做成表格,直接調(diào)用,程序中不做運(yùn)算就好了。關(guān)鍵是現(xiàn)在對(duì)逆變器有調(diào)頻調(diào)壓的要求,看來(lái)得琢磨DSP了。
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wangshujun
LV.8
12
2010-10-23 19:19
@無(wú)衣
謝謝指點(diǎn)。我也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題,如果不需要變頻,不需要在SPWM級(jí)調(diào)壓,用1T8051還是可以,把換相時(shí)間計(jì)算好后做成表格,直接調(diào)用,程序中不做運(yùn)算就好了。關(guān)鍵是現(xiàn)在對(duì)逆變器有調(diào)頻調(diào)壓的要求,看來(lái)得琢磨DSP了。

不僅僅如此,51的pwm模塊和dsp相比弱太多了

專(zhuān)用的pwm模塊大多數(shù)都有影子功能,實(shí)現(xiàn)極端的占空比優(yōu)勢(shì)很大的

而且逆變氣運(yùn)行必然需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?也就是運(yùn)算少不掉,pi環(huán)路總得做吧

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無(wú)衣
LV.6
13
2010-10-25 08:16
@wangshujun
不僅僅如此,51的pwm模塊和dsp相比弱太多了專(zhuān)用的pwm模塊大多數(shù)都有影子功能,實(shí)現(xiàn)極端的占空比優(yōu)勢(shì)很大的而且逆變氣運(yùn)行必然需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?也就是運(yùn)算少不掉,pi環(huán)路總得做吧

請(qǐng)教逆變器運(yùn)行時(shí)怎樣進(jìn)行補(bǔ)償?

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wangshujun
LV.8
14
2010-10-25 10:22
@無(wú)衣
請(qǐng)教逆變器運(yùn)行時(shí)怎樣進(jìn)行補(bǔ)償?

負(fù)載或者電池變化的時(shí)候你的輸出就要跟著變化,不需要進(jìn)行調(diào)整嗎

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無(wú)衣
LV.6
15
2010-10-25 11:54
@wangshujun
負(fù)載或者電池變化的時(shí)候你的輸出就要跟著變化,不需要進(jìn)行調(diào)整嗎

你是說(shuō),當(dāng)某種原因造成輸出220VAC上升時(shí),降低調(diào)制比M,反之則升高M(jìn)?那當(dāng)然是要在程序中計(jì)算了,還得有AD功能。我有個(gè)想法,固定M為1,以獲得最高的電池電壓利用率,當(dāng)220VAC變化過(guò)大時(shí),用繼電器在變壓器切換抽頭,不知可行否?

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czxuesheng
LV.1
16
2010-10-27 08:01

原理圖 硬件產(chǎn)生 三相 sin的 原理圖。

 

qq 945866868

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wangshujun
LV.8
17
2010-10-28 14:26
@無(wú)衣
你是說(shuō),當(dāng)某種原因造成輸出220VAC上升時(shí),降低調(diào)制比M,反之則升高M(jìn)?那當(dāng)然是要在程序中計(jì)算了,還得有AD功能。我有個(gè)想法,固定M為1,以獲得最高的電池電壓利用率,當(dāng)220VAC變化過(guò)大時(shí),用繼電器在變壓器切換抽頭,不知可行否?

繼電器是很大的故障源,何況也不總是有變壓器抽頭可以用的

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phoebusyynn
LV.1
18
2010-10-29 11:17
@czxuesheng
[圖片]原理圖 硬件產(chǎn)生三相sin的原理圖。 qq945866868
學(xué)習(xí)啊!謝謝!
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zcx402
LV.3
19
2010-10-29 15:42
@czxuesheng
[圖片]原理圖 硬件產(chǎn)生三相sin的原理圖。 qq945866868

CLK計(jì)算脈沖是多少

 

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loudianxin
LV.7
20
2010-11-07 21:11
@zcx402
CLK計(jì)算脈沖是多少 

向樓主學(xué)習(xí) 

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xujay
LV.6
21
2010-11-07 22:16
@loudianxin
向樓主學(xué)習(xí) 

專(zhuān)心等無(wú)衣大師繼續(xù)!祝成功!

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2010-11-10 18:08
@xujay
專(zhuān)心等無(wú)衣大師繼續(xù)!祝成功!
我也等.  學(xué)做個(gè)備著. 沒(méi)電真麻煩
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無(wú)衣
LV.6
23
2010-11-26 07:10
@一路向北
我也等. 學(xué)做個(gè)備著.沒(méi)電真麻煩
要做好打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備.
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cdmall
LV.3
24
2010-12-05 01:55
@wangshujun
搞這個(gè)東西就別琢磨51了,慢而且外設(shè)差距很大,dspic還有ti的dsp都有1$以下的,下點(diǎn)功夫的話比用51實(shí)現(xiàn)容易的多51的mips不管有多高只要涉及到16位和32位運(yùn)算都將慘不忍睹,采樣數(shù)據(jù)8位的肯定沒(méi)有實(shí)用性,起碼是10位活著12位的,這樣加上修正需要,電源就需要大量的16位運(yùn)算工作,用8位的很會(huì)慘的
同意此觀點(diǎn),直接用dspic
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xujay
LV.6
25
2010-12-05 02:53
@無(wú)衣
要做好打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備.
持久戰(zhàn),慢慢練
0
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2010-12-07 23:42
關(guān)注!加油!
0
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2011-02-28 19:22
@zhengjiefeng09
關(guān)注!加油!

0
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2011-03-07 21:09
@別的我不要
[圖片]

請(qǐng)問(wèn)我不懂單片機(jī)知識(shí),能制作正弦波逆變器嗎?

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sunjet668
LV.4
29
2011-03-13 09:41
@wangshujun
搞這個(gè)東西就別琢磨51了,慢而且外設(shè)差距很大,dspic還有ti的dsp都有1$以下的,下點(diǎn)功夫的話比用51實(shí)現(xiàn)容易的多51的mips不管有多高只要涉及到16位和32位運(yùn)算都將慘不忍睹,采樣數(shù)據(jù)8位的肯定沒(méi)有實(shí)用性,起碼是10位活著12位的,這樣加上修正需要,電源就需要大量的16位運(yùn)算工作,用8位的很會(huì)慘的
51只能做開(kāi)環(huán)的
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無(wú)衣
LV.6
30
2011-03-14 19:41
感謝大家的關(guān)注與鼓勵(lì).感到難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)SPWM的算法,系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì),以及能實(shí)現(xiàn)要求的MCU芯片.DSPIC30F系列的芯片應(yīng)該可以,又得從零開(kāi)始學(xué)DSPIC.
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zengdiping
LV.4
31
2011-05-09 20:42
@無(wú)衣
感謝大家的關(guān)注與鼓勵(lì).感到難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)SPWM的算法,系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì),以及能實(shí)現(xiàn)要求的MCU芯片.DSPIC30F系列的芯片應(yīng)該可以,又得從零開(kāi)始學(xué)DSPIC.
加油
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