单片机控制的电机交流调速系统设计
所以可解得
K'= (fVCT(nom)–fVCT0)/20Hz = (336000–84000)/20 = 12600 下面来简单估算一下，看取fVCT0=84000Hz、K'=12600是否合适。 额定状态有
U1=KfFCT/fVCT≈0.5K=380V
所以K=760，U1=760*fFCT/fVCT=760*3360f1/fVCT 当f1=20 Hz时，U1=760*3360*20 V/336000=152 V
当f1=0.2Hz时，U1=760*3360*0.2V /（84000+12600*0.2）≈5.9 V
图16 低频补偿曲线图
与未补偿时的U1比较，当f1=0.2Hz时，U1大约提高了5.9 V。这个5.9 V用来补偿定子绕组上的电阻压降。从估算结果上看，显然是比较合适的，故取fVCT0=84000Hz，K'=12600，则
（1） 变换器的设计
以上找出了fFCT、fVCT与Uf1的关系，剩下的就是怎样按照关系式产生频率为fFCT、fVCT方波信号。单片机上系统时钟频率为12MHz，将其6分频后，得到2MHz的时钟信号φ，再对φ进行Pf、PVCT时钟信号。v分频后作为FCT、
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显然，Pf、Pv应与Uf1频率指令信号成一定关系变化，其关系可推导如下：
所以
可解得：
分频系数变化范围较大，需采用16位分频器，所以可通过扩展一片可编程定时/计数器8253来完成整数分频。8253内部有三个6位计数器，完全可满足设计要求。由于Pf、Pv都不是一个纯整数，为了保证系统的精度，可扩展2片比例乘法器CD4527，用它进行比例分频。二进制码/方波信号变换器硬件连线图如图17所示。
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图17 变换器硬件连接图
CD4527是BCD比例乘法器，其Q端输出脉冲书具有如下关系 N0 = BCD输入数 *Ncp / 10
如果输入的BCD数为6，则每输入10个时钟脉冲，可在输出端得到6个输出脉冲。CD4527引脚如图18所示各引脚功能如下：
A、B、C、D： BCD数输入端。输入的BCD数决定芯片的乘法系数（分频系数）。
CP：时钟脉冲输入端。
INHIN：时钟CP禁止输入端。INHIN为“0”，允许输入，为“1”时禁止输入。
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Cr：清零端，Cr为“0”时正常工作，为“1”时芯片清零。 SET“9”：置9端，工作时接地。
ST和CF：分别为选通端和级联端。用于级联。 “9”OUT：状态“9”输出端。
INHout：时钟禁止输出端，当有脉冲输出时，INHout输出“1”电平。 Q、Q/：脉冲输出端。
采用一级CD4527，只能获得小数点后一位的乘法系数，为了获得小数点后两位的乘法系数（即0.000.99的比例分频系数），本系统中采用级联的方法进行加法运算，对φ进行两位数的比例分频，连接图如图所示。第一级CD4527输出的脉冲数为
A?。由于Q1与CF1连接，故Q1的输出脉冲经第二级CD452710直接从Q2输出，脉冲不变。由于INHout1到CP1端第9个脉冲后才为“0”，即INHout2在φ第10个脉冲来时才为“0”，允许脉冲输入，故100个φ脉冲中只从CP2端输入10个，所以输出脉冲数为
B?，总的输出脉冲数为： 10
式中： A、B—比例分频系数，分别对应于1/10位和1/100位。
图18 CD4527引脚图
8253是可编程序定时/计数器，片内具有3个独立的16位计数器通道，每个通道有6种工作方式。关于8253引脚功能、工作方式等这里不再赘述。本系统
'中，设定0、1、2通道工作在方式3（方波信号发生器），用比例分频的输出?'f,?v- 34 -
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'分别作为0、1通道的计数时钟信号，对?'f,?v进行整数位分频，产生FCT、VCT
两路时钟信号。0、1通道的计数值即位整数分频系数，由CPU通过执行几条输出指令置入。2通道用来产生RCT、OCT时钟信号RCT、OCT共用一路时钟信号，且频率固定。因fRCT?280fc(max)取fc(max)?1KHz，则 fRCT?280KHz。时钟Φ的频率为2MHz，故RCT可由时钟Φ经7分频来获得，故置通道计数值为7。
由于整数分频和小数分频分开进行，所以需将分频系数Pf,Pv分别分解为纯整数Zf,Zv和纯小数xf,xv两部分，整数部分Zf,Zv送8253的0、1通道作为计数值，小数部分xf,xv送比例分频器CD4527作为比例分频系数。zf,zv,xf,xv与Uf1关系如下：
对应Uf1的一个值，(zf,xf),(zv,xv)有多组取值。考虑到由于硬件的限制，
xf,xv只能取小数点后两位这一条件，zf与xf，zv与xv必定有一最佳组合。基于2*106这一想法，取使(且zf为偶数的一组值zf,xf和?)的绝对值趋于最小，
[xf]168Uf1zv2*106使的绝对值也趋于最小，且zf为偶数的一组值?[xv]84000*630Uf1。这种寻优法的计算法的计算量工作量较大，难以zv,xv,([xf],[xv]为两位纯小数）
实时完成。本系统中采用查表的方法获得zf,xf,zv,xv。用高级语言程序离线生成
zf(zf,xf)?Uf1和(zv,xv)?Uf1两个表格，存入内存。系统运行时，根据求得的频率指令信号Uf1，查表获得对应的分频系数zf,xf,zv,xv，然后将它们送到相应的比例分频器和8253的0、1通道，8253的0、1通道便会产生相应频率的方波信号输出，这样就完成了二进制码到方波信号的变换。比例乘法器CD4527不能直接与CPU连接，系统中可扩展一片8255，用它作为二路比例乘法器与CPU的接
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