基于瑞萨单片机的交流感应电机驱动电路的设计
随着电力电子技术和微控制器技术的飞速发展，现代交流变频调速系统技术在电机控制系统中的应用也越来越广，采用全控型器件IGBT的全数字控制的变频调速器已经实现了通用化，具有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、操作方便等优点。变频调速器的普及应用提高了现代工业的自动化水平，提高了产品质量和劳动效率，最大限度地节约了能源，因此符合国家发展建设和谐、节约型社会的方针。
本文选用瑞萨公司推出的性价比较高的微控制器R5F21246seties，嵌入R8C／Tiny系列CPU内核，R8C／Tiny系列中的所有MCU都集成了片上闪存，具有高性能和很好的易用性，1MB地址空间，2KB片上数据存储FLASH，非常适合于空调、洗衣机、冰箱等家电应用以及交流伺服马达等工业控制应用等。
交流感应电机控制单元包括速度控制器、转矩和电流控制器等。
Renesas单片机R5F21246以其价格低、功耗小、性能高、处理速度快等优点成为交流感应电机控制系统控制核心的一种趋势。功率驱动单元采用以驱动芯片IRS2136S，其内部不但集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠电压等故障检测保护电路，当系统出现问题时能及时进行自我保护，提高了系统的可靠性。各采集信号经过反馈传输到R5F21246内部，进行精确、快速的处理后输出，以实现各个部件的实时控制。在主回路中还加入了软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。
为了降低系统成本，该电路采用了单电阻采样技术。一般而言，矢量控制算法需要采集电机至少两相电流，但单电阻采样只需要采集负母线的电流即
单电阻采样会遇到一些挑战，空间矢量脉宽调制器(SVPWM)在空间矢量的扇区边界和低速调制区域的时候，会存在占空比两长一短和两短一长以及三个几乎一样长的时刻。这样，如果有效矢量持续的时间少于电流采样时间，则会出错。本方案采取的办法是在相邻边界的时候插入固定时间的有效矢量，而在低速调制区域的时候，采用轮流插入有效矢量的方法。插入有效矢量会给电流波形带来失真，这种情况下需要通过软件来进行补偿。
L101和C102与C103构成了共模扼流圈。这是一个低通滤波电路所构成的电源滤波器。实施对暂态电压波形中高频分量的初次衰减。它允许直流或50Hz电流通过，对频率较高的干扰信号有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种，因此电源滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。注意，当工作电流超过额定电流时，滤波器中的电感磁芯会发生饱和现象，使实际电感量减小，导致滤波器的高频滤波性能降低。因此，确定滤波器的额定工作电流时，取实际电流值的1．5倍。压敏电阻V101起抑制差模过电压与增加泄流限压作用。
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