基于单片机控制的交流调速系统的设计

基于单片机控制的交流调速系统的设计

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写文献综述：

随着现代科技的高速发展，电力电子技术、微电子技术和自动控制理论极大地促进了交流调速技术的发展。在过去很长一段时期，由于直流电动机的优良调速性能，在可逆、可调速与高精度、宽调速范围的电力拖动技术领域中，几乎都是采用直流调速系统，然而由于直流电动机有机械式转换器这一致命的弱点，致使直流电动机制造成本高、价格贵、使用麻烦、受到限制，而且它的本身也限制了单台电机的转速、功率。相比交流电动机结构就简单，成本又低、运行可靠、维护方便以及有向高压、高速和大功率方向发展等优势。

交流电动机在1885年出现后，因为一直没有理想的调速方案，只应用于恒速拖动系统，大概从本世纪30年代开始，不少国家才研究交流调速的方案，后来晶闸管的出现促使交流电动机的发展出现了一个质的飞跃。国际上在60年代后期解决了交流电动机调速方案中的关键问题，70年代开始就实现了产品的高压、大容量、小型化，并且已经取代了大部分传统的直流电动机的应用领域。近年来，电子计算机技术的发展，加上交流电动机本身的优越特性，可以说是为交流调速系统提供了广泛的应用前景。

交流变频调速是一种相比更为简单的调速办法,不过目前这一技术正在越来越广泛地被应用到实际应用中。经过变频调速系统后能够省下减速机从而缩小占地面积,同时又进一步提高了系统的机械效率,降低电机的维修费用。在工业生产中,通过变频调速系统和电动机的加速,供电的频率与电压也随之提高,用变频器运行能够按照产品其种类来完成生产线的最快速度,增强控制的响应,能够通过使用速度放大器提高工业生产率。

变频器有广泛的使用的价值，随着科技的进展与提高，及更多先进的元器件的生产和使运，加上人们对技术的掌握程度、本质的进步，企业的经济效益也在不停的增长，应用领域也在随之逐步的增大。相信未来的变频调速将在调速系统中占据更为主导的地位，对人类的工业应用创造更多使用的价值。

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

本课题是以单片机为设计依据，以交流调速系统为基础开发的设计。

拟解决的主要问题：

1.基于单片机交流调速系统的总体结构设计；

2.交流调速系统的硬件构成及控制板电路扩展设计；

3.交流调速控制系统的软件设计；

4.学会元器件的使用；

5.完成故障程序的处理。

预期目标：

根据项目需求，有检测电路进行保护，必须实现系统能够正常运行功能等。

研究步骤：

本课题的工作步骤分为四个阶段：

第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；

第二阶段：完成系统构架，进行结构设计、完成程序设计；

第三阶段：进行故障检测及保护电路

第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。

工作方法及措施：

工作方法：本课题主要采用实验法。

措施：基于单片机所获得的实践经验，在教师指导下，以交流调速为基础，设计开发系统程序。

第一章序言 6

第二章交流调速系统 6

2.1 交流调速系统的基本类型 6

2.2交流异步电动机调速的基本类型 8

2.3变频器的分类 10

2.4变频器的控制方式 10

第三章交流调速系统方案设计 11

3.1 主电路 11

3.2 系统主回路的设计 11

第四章交流调速系统的硬件设计 12

4.1转差频率控制变频调速系统原理 12

4.2元器件的选用 14

1.8255资料 14

2.ADC0809资料 15

3.SA8282 15

4、AT89C51 16

4.3系统参数计算 17

4.4 SPWM控制信号的产生 20

4.5 光电隔离及驱动电路设计 22

4.6 模拟量输入通道的设计 22

第五章系统软件的设计 22

5.1主程序的设计 22

5.2转速调节程序 23

5.3 增量式PI运算子程序 24

5.4 可逆切换程序 26

第六章系统的运行维护及故障检修 26

6.1 系统的维护 26

6.2 变频调速系统的故障维修 27

第七章总结 29

致谢 30

参考文献 30

附录 32

主程序电路图 32

系统主程序 33

系统主程序连接图 36

第一章序言

从上个世纪初，世界上很多国家在工业中就开始研究交流调速系统的设计，一直到80年代，交流调速系统才逐渐在工业中被应用，随着性能的开发与完善，交流调速渐渐开始取代直流调速系统。首先交流调速系统在构造上比直流系统要简单得多，其性价比也高出许多，机器维修也会比较方便，所以交流调速系统在工业生产中得到广泛的应用。在调流调速系统的初期阶段,交流电动机是无需调速的,但是随着工业生产技术需求的提高，特别是在电子及运输方面。使得发动机慢慢研究出了调速这一功能。在调速系统的产生之后,工业生大大地提高了产品的质量、产量以及生产的持续性等等。

随着越来越多的微处理器以及电子电力这类技术的迅速发展,现代工业当中的动力系统装置也随之迅速发展起来,可以说在工业生产中交流调速系统取代直流调速系统已成为一种趋势。目前,交流调速技术已经是当今节约能源、改善公艺和推进技术发展提高的主要形式,越来越广泛的适用性已经渐渐占据了调速系统的主导位置,数据显示约占调速系统90%以上的份额,是现今公认最有发展前途的调速系统。

参考文献

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