中央空调专用变频器的开发与研制

摘要

该课题研制了一种以80C196KC单片机为控制核心的中央空调系统专用变频器.该变频器主回路采用IPM智能功率模块,PWM脉冲信号由80C196KC单片机通过电压空间矢量PWM算法由高速输出口直接产生,并通过模糊-积分复合控制实现温度的自动调节.该论文详细介绍了该变频器的工作原理,功能特点及软、硬件设计,着重论述了电压空间矢量PWM控制算法和模糊-积分复合控制算法的原理及其单片机实现方案,并探讨了利随机PWM减小噪声的问题.另外,利用MATLAB仿真软件对整个温控系统进行了仿真研究,结果表明模糊——积分复合算法具有良好的动、静态性能.最后通过风机负载实验证明了该变频器系统工作稳定、性能可靠、调速平滑、抗干扰能力强.

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1中央空调系统及其传统控制策略

1.2改进方案简介

1.2.1节能方案

1.2.2提高舒适度方案

1.3本课题的研究内容

2专用变频器系统的基本结构及基本工作原理

2.1专用变频器的基本结构及各部分功能

2.2专用变频器的基本工作原理及工作过程

3脉宽调制PWM技术

3.1电压空间矢量PWM技术

3.1.1电压空间矢量PWM的原理

3.1.2三段逼近式电压空间矢量PWM的原理及公式推导

3.1.3电压空间矢量PWM调制比的讨论

3.1.4控制算法的实现

3.2随机PWM技术

3.2.1采用随机PWM的目的

3.2.2随机PWM的分类

3.2.3随机PWM算法的实现

4模糊—积分复合控制

4.1模糊控制的实现

4.1.1模糊控制器的基本结构及工作原理

4.1.2模糊控制器的实现步骤

4.2模糊—积分复合控制

4.2.1模糊—积分复合控制器原理

4.2.2模糊—积分复合控制的实现

4.3模糊—积分复合控制的仿真研究

4.3.1房间热力学模型的建立

4.3.2仿真结果及其分析

5系统的硬件设计

5.1中央处理单元80C196KC

5.1.1选用80C196KC的原因

5.1.2 80C196KC的扩展

5.2 IPM智能功率模块

5.2.1 IPM智能功率模块的优点

5.2.2 IPM智能功率模块的结构

5.2.3 IPM智能功率模块的自保护功能

5.2.4 IPM智能功率模块的驱动

5.3其它外围电路的设计

5.3.1温度传感器的接入

5.3.2键盘功能介绍

5.3.3显示驱动电路

5.3.4扩展E2PROM作断电后数据保存

5.3.5过压保护电路

5.3.6其它电路介绍

6系统的软件设计

6.1主程序流程图

6.2起动、停止子程序

6.3运行子程序

6.4显示子程序

6.5 E2PROM读写子程序

7实验

8结论

致谢

参考文献