基于STM32L162单片机变频调速控制器的设计

基于STM32L162单片机变频调速控制器的设计

 

　　文章设计了一类适用于风机、水泵负载节能运行的数字式交流变频调速控制器。设计了以STM32L162单片机为控制核心变频调速装置，采用IGBT作为主功率器件，以EXB841集成驱动器构成IGBT的驱动电路，对故障检测电路等进行了硬件设计，并做了详细的分析。采用恒VVVF控制规律和规则采样法的SPWM控制算法，控制电动机的运转实现变频调速，同时对系统软件进行设计，结果表明，该装置在整个调频范围内运行可靠。

 

　　目前，随着电子和控制技术的发展，交流变频调速具有节能，简单、可靠等特点被广泛应用于调速系统中。近年来，以单片机为控制核心，采用VVVF控制原理实现变频调速的控制器在性能上取得了巨大进步。本文设计了一类适用于风机、水泵负载节能运行的数字式交流变频调速装置，采用IGBT为主功率器件，以STM32L162单片机为控制核心的数字式交流变频调速系统。

　　主电路采用交直交电压型，由整流器、中间电路和逆变器组成。三相交流电压经过整流器整流后，再经过中间电路滤波送逆变器，调制生成交流信号供给电机，实现变频调速。本文采用不可控整流器，中间电路中的滤波电容CF具有滤除整流后的电压纹波和去耦作用，通过计算得到滤波电容器CF=121μF，限流电阻RL=20Ω。逆变器选用型号为GT250101的IGBT单管，GT25Q101的有关参数如下：UCES=1200V，UCES=±20V，IC=25A，PC=200W，IGBT驱动模块选用的是日本富士公司开发的EXB841驱动模块。

　

　　变频器直流电压在正常范围时，电位器VR5处的电压低于PC1的导通电压，光耦PC1截止，比较器A输出高电平，PC2输出也为高电平。当直流母线电压升高至一定程度时，VR5处的电压足以使PC1导通，且比较器A的6端电平高于5端电平，这时A翻转输出低电平，PC2导通，直流母线过电压信号为低电平，即故障状态。

　　本文利用了STM32L162单片机的特点，使系统结构简单，功能完善，除了完成PWM变频控制外，还在系统内进行故障检测、自动保护等控制功能，合理利用MCS-8098单片机的中断、定时等功能，借助软件优势，设计了一个针对泵、风机的实用微机控制交流变频装置，在整个调频范围内，运行可靠，性能优良。

 

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