基于单片机的交流异步电动机变频调速系统任务书(1-6,55,62)

基于单片机控制的交流电机调压调速系统的设计说明

基于单片机控制的交流电机调压调速系统的设计引言近年来由于微型机的快速发展，国外交直流系统数字化已经达到实用阶段。

由于以微处理器为核心的数字控制系统硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响，且单片机具有功能强、体积小、可靠性好和价格便宜等优点，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱之一。

其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算，可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律。

所以微机数字控制系统在各个方面的性能都远远优于模拟控制系统且应用越来越广泛。

在现代工业企业中，绝大多数工作机械的运行时由电动机拖动的，因而掌握拖动系统的调速知识是十分重要的。

电动机调速分为直流调速和交流调速。

直流电动机的调速性能好，因此在调速领域中曾一直占主导地位。

交流电动机与直流电动机相比，具有结构简单、构造方便、成本低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率高等许多优点，以前未得到大规模的应用，主要是由于调速困难。

随着现代科学技术的高速发展，现代电力电子技术、微电子学、现代控制理论、微机控制技术等为交流电机调速提供了全新的理论和技术，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高地稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能。

可以说，自20世纪80年代开始交流调速技术就已进入了一个新的时代，也就是可以与直流调速相媲美并逐渐取而代之占据电力传动主导地位的时代。

本文主要内容是研究采用单片机控制的调压调速系统，通过软件编程控制电动机的变压调速。

第一章绪论1.1电动机调速系统的发展概况及趋势在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。

无论是在工业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务与办公设备中，还是在日常生活中的家用电器中，都大量地使用着各种各样的电动机。

据资料统计，现在有90%以上的动力源来自于电动机。

我国生产的电能大约有60%用于电动机。

基于单片机控制的异步电动机变频调速系统的设计2

基于单片机控制的异步电动机变频调速系统的设计摘要本文以三相交流调速系统为基础，进行了三相异步电动机变频调速的系统设计。

首先，通过使用MATLAB/SIMULINK软件进行交-直-交变频调速系统模型的搭建与仿真，得出了异步电动机在正弦脉冲宽度调制〔SPWM〕技术下调速的结果。

其次，根据所搭建的系统模型，在PROTUSE软件中设计出基于51单片机控制的SPWM变频调速系统，编制相应的软件程序并进行调试和仿真，得出了不同频率下SPWM的调制波形。

最后，通过比较两种不同调速系统的仿真结果，证明了基于51单片机控制的异步电机变频调速PWM调制方法的正确性和可行性。

关键字：异步电动机；变频调速；SPWM；MATLAB/SIMULINK；单片机1概述直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生，鉴于直流传动具有优越的性能，高性能可调速传动大都采用直流电机，交流调速系统的多种方案虽然早已问世，并已获得实际应用，但其性能却无法与直流调速系统相匹敌。

直到20世纪70年代末，由于电力电子技术尤其是大功率晶闸管〔可控硅〕变流技术的发展，研制出了体积小、重量轻、功率大、效率高的静止变流装置，实现了采用电力电子变流器的交流传动系统，为三相异步电动机大范围的平滑调速调节开辟了新的技术途径，才使三相异步电动机在铁路牵引中的应用得到关键性突破，从而得到极为迅速的发展。

大规模集成电路和电脑控制的出现，更使高性能的交流调速系统得到发展。

中国和谐号动车组使用三相鼠笼型异步电动机作为牵引动力，它要求列车运行安全、快速、稳定，因此对牵引电动机的平滑调速和自动控制非常重要，异步电动机结合电力电子技术和微机控制技术可以实现这一要求。

1.1交流调速系统异步电动机的调速方法早已为人们所熟知，基本上可以分为变极对数调速、变频调速、变转差率调速三类。

这从下面的异步电动机的转速公式可以明显看出。

n=(1−s)n s=(1−s)60f1(1)p式中n——电动机的实际转速；n s——电动机的同步转速；s ——转差率，s=n s−n；n sf1——供电频率；p ——极对数。

基于单片机控制的变频调速系统

方式传给单片机，经过内部运算可以自动判别提升机的状态。
量准确度高、响应速度快、可靠性高和使用寿命长等优点。典
型的光电式码盘有ＴＬＰ５０７Ａ和ＴＬＰ８００。
１．２单片机控制系统的设计
单片机控制系统由ＡＴ８９Ｃ５１、复位电路、时钟电路、键盘电
通过这种方式连接，可以求出最后的输出电压ＯＵＴＶ０＝一ＶＲＥＦ＊Ｄ＊／２５６，取ＶＲＥＦ为－５Ｖ，则ＯＵＴＶＯ＝Ｄ木／５１．２，其中，Ｄ术为输入
路、数／模转换电路、信号检测电路和电源电路等部分组成。
ＡＣ０８３２中的数字量。单片机不断地执行预定程序，将数字信号通过Ｄ／Ａ转换，放到Ｄ１．４信号检测电路大后传至变频器，再通过Ｖ／Ｆ变换即可通过变频器调节动机的
转速及频率。通过光码测速系统，将电机的运动状态以电脉的
采用光电式码盘，它是一种非接触性光电传感器，具有测
Ｋ４用于加速，Ｋ５用于匀速，Ｋ６用于减速。Ｐ０和Ｐ２口作为地址线，用于选择ＤＡＣ０８３２，ＰＯ口作为数据线
采用低电平有效，上拉电阻保证了按键断开时，Ｉ／Ｏ口线有确定将数据输入￣ＵＤＡＣ０８３２，ＰＩ口用于键盘输入，Ｐ２．７、Ｐ３．Ｏ￣ｌｆＰ３．１接到７４Ｈｃ５９５上，用于锁存待显数据，Ｐ３．２用于接收键盘信息，Ｐ３．４￣ｉｔＰ３．５用于计数从光码盘送入的脉冲。此模块外部中断控制方式，只要有键闭合，就会自动向ＣＰＵ

福州大学二○一○届优秀本科生毕业设计(论文)名单

吴金梅
郭良洽
34
化学化工学院
氨基修饰开管毛细管电色谱柱应用于多肽分离的研究
杜丽芬
谢增鸿
35
化学化工学院
LiFePO4/C复合材料制备及其电化学性能研究
黄彩虾
郭永榔
36
化学化工学院
新型钽酸盐光催化剂的合成及其形貌调控
沈丽娟
吴棱
37
化学化工学院
超声波探伤中损伤识别的实验平台的研究
郑金标
林春深
38
化学化工学院
苑宝玲
54
环资学院
成都机场隧道DK178+889—DK179+150段基坑稳定分析及支护优化
顾寒
刘成禹
55
环资学院
永安宝申纺织染整公司生产废水处理工程工艺设计
陈小叶
邱凌峰
郭杰
56
环资学院
某公司第三尾矿库溃坝危险性评价与控制
邓蕾
沈斐敏
57
环资学院
基于遥感的城市规划及其热环境效应分析
何慧
徐涵秋
58
李晓庆
孙秋碧
64
管理学院
海上国际物流风险分析及规避机制探讨 ——以马士基海上国际物流为例
阮文婧
陈捷娜
65
管理学院
基于节约算法的车辆路径问题的研究
余辉
黄章树
66
管理学院
第三方物流合同风险管理
朱梅如
林孝基
67
管理学院
基于DEA的第三方逆向物流供应商的选择研究
刘宝玉
向小东
68
管理学院
企业网站的搜索引擎优化研究—以中钨在线为例
肖霄
刘树滔
80
外国语学院

基于单片机控制的交流调速系统设计-(1)

基于单片机控制得交流调速系统设计摘要单片机控制得变频调速系统设计思想就是用转差频率进行控制.通过改变程序来达到控制转速得目得。

由于设计中电动机功率不大,所以整流器采用不可控电路,电容器滤波；逆变器采用电力晶体管三相逆变器.系统得总体结构主要由主回路，驱动电路,光电隔离电路,SA8282大规模集成电路,保护电路,AT89C51单片机, 8255可编程接口芯片，I/O接口芯片,测速发电机等组成.回路中有了检测保护电路就可以使整个系统运行得可靠性有了保障。

关键词：AT89C51单片机；SA8282;转差频率；交流调速;三相异步电动机目录前言 (1)第1章交流调速系统得概述 (4)1、1交流调速得基本原理 (4)1、2 交流调速得特点 (5)第2章交流调速系统得硬件设计 (7)2、 1 转差频率控制原理: (7)2、 2 系统设计得参数 (7)2、3 用单片机控制得电机交流调速系统设计 (7)2、3、1调速系统总体方案设计 (7)2、3、2 元器件得选用 (9)2、3、3 系统主回路得设计以及参数计算 (12)2、3、4 SPWM控制信号得产生 (15)2、3、5 光电隔离及驱动电路设计 (17)2、3、6 故障检测及保护电路设计 (18)2、3、7 模拟量输入通道得设计 (18)第3章系统软件得设计 (19)3、1 主程序得设计 (19)3、2 转速调节程序 (19)3、3 增量式PI运算子程序 (20)3、4故障处理程序 (21)3、5 部分子程序 (22)3、5、1 AD0809得编程 (22)3、5、2 8255得编程 (23)结论 (23)参考文献 (23)前言自上个世纪90年代以来，近代交流调速步入了以变频调速为主导得发展阶段.其间,由于各种新型电力电子器件得支持，使变频调速在低压（380 V)、中小容量（200 kW以下）方面取得了较大得进展。

但就是面对高压（6～10 kV）中大容量领域，由于电力电子器件自身规律得限制,变频调速在技术上遇到了很大困难，无论就是“高-低”“、高—低-高”以及“多电平串联”等方案，都在实践中暴露出技术复杂、价格昂贵、效率降低、可靠性较差等缺点。

基于单片机控制的交流异步电动机变频调速系统

基于单片机控制的交流异步电动机变频调速系统发表时间：2016-08-11T15:27:04.613Z 来源：《基层建设》2015年30期作者：丁古祥[导读] 并简要介绍了一些相关理论基础，同时指出了调速系统有待于进一步完善发展的方向。

上海交通大学摘要：基于单片机控制的交流异步电动机变频调速系统，实际上通过利用单片机的控制，来实现电动机的变频调速，是一种廉价的控制方式。

重点介绍了该设计给出的系统的总体规划，控制策略和硬件，软件，数据计算，该产品类型选择的原则和程序代码实现。

并简要介绍了一些相关理论基础，同时指出了调速系统有待于进一步完善发展的方向。

关键词：单片机；电动机；变频调速；C80511引言：电动机作为主要的动力设备被广泛的应用于工农业生产、国防、科技、日常生活等各个方面，成为用电量最多的电气设备。

根据采用的电流制式不同，电动机分为直流电动机和交流电动机两大类，其中交流电动机形式多样、用途各异、拥有量最多，交流电动机又分为同步电动机和异步（感应）电动机两大类。

根据统计，交流电动机用电量占电机总用电量的85%左右，可见交流电动机应用的广泛性及其在国民经济中的重要地位。

2 C8051单片机对电动机控制的支持为了使用单片机对电动机进行控制，对现代单片机的要求是：具有足够快的速度；有PWM口，用于自动产生PWM波；有捕捉功能，用于测频；有A/D转换器，用来对电动机的输出转速，输出电压和电流的模拟量进行A/D转换；有各种同步串行接口，足够的内部ROM和RAM，以减少控制系统物理尺寸；有看门狗和电源管理功能等。

2.1 C8051单片机用于控制电动机时的输入/输出端口设置 C8051的I/O引脚有2种用途：作为标准的I/O引脚和作为第二功能引脚。

与其他单片机不同，C8051并不指定固定的引脚作为第二功能引脚，而是通过交叉开关由用户设定。

1 交叉开关的使用在I/O口P0，P1，P2与内部资源之间是使用交叉开关进行连接的。

基于单片机的交流异步电动机变频调速系统

中北大学
课程设计说明书
学生姓名：学号：
学院：信息商务学院
专业：电气工程及其自动化
题目：基于单片机的交流异步电动机变频调速系统
指导教师：职称: 讲师
指导教师：职称: 讲师
2012年12月24日
中北大学
课程设计任务书
12/13 学年第一学期
学院：信息商务学院
专业：电气工程及其自动化
学生姓名：学号：
课程设计题目：基于单片机的交流异步电动机变频调速系统
起迄日期：
课程设计地点：电气工程系中心实验室
指导教师：
系主任：
下达任务书日期: 2012年12月24日课程设计任务书
课程设计任务书
愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。

愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。

若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。

臣不胜受恩感激。

今当远离，临表涕零，不知所言。

基于51单片机控制的异步电动机变频调速技术

毕业设计（论文）任务书基于51单片机控制的异步电动机变频调速技术—f=15Hz,N=12,M=0.85摘要本文以三相调速系统为基础，阐述了基于8位单片机MCS-51为PWM控制器，配合采用IGBT为主动功率器件完成三相异步电动机的PWM交流变频调速。

此调速系统充分利用了MCS-51单片机12MHz主频，为产生精准的PWM控制波形提供了良好的硬件基础。

在此控制方式中，采用规则采样法，用正弦波来调制等腰三角形，从而得到一系列的等幅不等宽的PWM波形。

在逆变器主电路中，6个IGBT的导通和关断由MCS-51单片机P1口控制字决定，其中控制字是通过波形调制图上各项电压在每一段时间段上的高低电平来决定的。

另外，本文还介绍了MCS-51单片机的结构，中断系统和定时器的使用。

最后通过编写MCS-51单片机控制的主程序和中断程序来实现正弦脉冲宽度调节，方便的实现变频调速。

通过MATLAB仿真可以得到PWM变频调速的结果，最后和通过单片机产生PWM控制波所得到的实验结果一致，进一步证明了51单片机控制异步电动机变频调速脉宽调制技术的正确性和可行性。

关键词：调速系统；变频器；异步电动机；MCS-51单片机51single-chip control of asynchronous motor variable frequency speed regulating pulse width modulation technology—f=15Hz,N=12,M=0.85AbstractTo three-phase asynchronous motor speed control system based on MCS-51 based 8-bit single-chip for PWM control of the core，coupled with the use of IGBT-based power device to complete three-phase asynchronous PWM AC variable frequency motor speed control.Take full advantage of the speed control system of MCS-51 single-chip frequency of up to 12MHz，in order way，we use the rule to adopt method，use the sine wave to modulate the waist triangle and get a series of wave according to the equivalent area-theory，the PWM form of sine expected are equivalent.In the main circuit of the inverter,the open and shut of every thyistor is determined by the controlling word of MCS-51，andthecontrol word is determined by the high-low voltage of each phase voltage on the chart of wave brewage in every period of time.Moreover，this article also introduces the MCS-51 micro controller structure，the interruption system and the timer.Finally，through compiling the main procedure and the interruption procedure，we change the power source frequency of the converter，and through the results produced by MCU control PWM，the experimental results proved the 51-series microcomputer based on asynchronous motor inverter PWM correctness and feasibility of the method.Keyword: speed control system; inverter; asynchronous motor; MCS-51目录摘要 --------------------------------------------------------------------- I Abstract ---------------------------------------------------------------- II 第一章概述 -------------------------------------------------------------- 11.1 单片机概述---------------------------------------------------------- 11.1.1 单片机介绍------------------------------------------------------ 11.1.2 单片机的分类---------------------------------------------------- 31.1.3 工作过程-------------------------------------------------------- 31.1.4 应用------------------------------------------------------------ 41.1.5 常用单片机芯片简介---------------------------------------------- 51.2 PWM调速系统的组成和功能-------------------------------------------- 61.2.1 PWM信号发生与调节模块 ------------------------------------------ 61.2.2 PWM信号放大与电机驱动模块 -------------------------------------- 61.2.3负载模块 -------------------------------------------------------- 6 1.3 计算机仿真概述------------------------------------------------------ 61.4 交流调速系统的发展概述---------------------------------------------- 71.4.1 电力拖动发展---------------------------------------------------- 71.4.2 交直流调速系统的优缺点------------------------------------------ 71.5 变频系统介绍-------------------------------------------------------- 81.5.1 变频器分类及简介------------------------------------------------ 81.5.2 变频常用控制方式介绍-------------------------------------------- 9 第二章交-直-交变频调速系统的MATLAB仿真 -------------------------------- 112.1 MATLAB仿真软件简介------------------------------------------------ 112.1.1 MATLAB的基本应用 ---------------------------------------------- 112.1.2 MATLAB系统结构 ------------------------------------------------ 112.1.3 MATLAB优势 ---------------------------------------------------- 122.2 MATLAB仿真系统的建模与仿真---------------------------------------- 142.2.1 变频调速系统模型的搭建及其仿真--------------------------------- 142.2.2 三角载波和正弦波合成----------------------------------------- 152.2.3 变频调速系统模型参数设置--------------------------------------- 152.2.3 仿真所得波形--------------------------------------------------- 17 第三章 PWM控制技术------------------------------------------------------ 183.1变频调速原理及其应用----------------------------------------------- 18 3.2 PWM型三相逆变电路工作原理----------------------------------------- 18 3.3 SPWM模式下交直交变频器工作原理------------------------------------ 193.3.1 SPWM波的生成 -------------------------------------------------- 203.3.2 SPWM的调制 ---------------------------------------------------- 213.3.3 SPWM输出波形的分析 -------------------------------------------- 223.3.4 SPWM优点 ------------------------------------------------------ 223.4交-直-交电压源变频器主电路的组成及工作原理------------------------- 22 第四章单片机 ----------------------------------------------------------- 244.1 单片机原理及结构--------------------------------------------------- 244.1.1 单片机的基本原理----------------------------------------------- 244.1.2 单片机硬件内部结构--------------------------------------------- 244.1.3 单片机硬件外部结构--------------------------------------------- 304.2 MCS-51单片机的中断系统-------------------------------------------- 324.2.1 中断系统的结构------------------------------------------------- 324.2.2 中断处理流程--------------------------------------------------- 324.2.3 MCS-51的中断源 ------------------------------------------------ 334.2.4 中断的控制----------------------------------------------------- 344.2.5 中断的响应----------------------------------------------------- 354.2.6 定时器的方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON ----------------------- 364.2.7 定时器/计数器的结构-------------------------------------------- 374.2.8 定时器∕计数器的初始化----------------------------------------- 374.2.9 定时器∕计数器的工作方式--------------------------------------- 37 第五章 PWM波的实现------------------------------------------------------ 395.1数据处理----------------------------------------------------------- 395.1.1驱动电路数据导出 ----------------------------------------------- 395.1.2数据处理 ------------------------------------------------------- 405.2 MCS-51单片机编程-------------------------------------------------- 425.2.1单片机程序流程图 ----------------------------------------------- 425.2.2应用程序 ------------------------------------------------------- 435.3 Proteus软件简介及其仿真------------------------------------------- 475.3.1 Proteus软件简介 ----------------------------------------------- 475.3.2 Proteus软件仿真----------------------------------------------- 475.4 示波器输出波形----------------------------------------------------- 485.4.1 上下桥臂互补信号流程图----------------------------------------- 485.4.2 相邻桥臂之间信号及其信号差图----------------------------------- 49 总结 -------------------------------------------------------------------- 51 致谢 ------------------------------------------------------------------- 52 参考文献 ---------------------------------------------------------------- 53外文翻译 ---------------------------------------------------------------- 54 中文翻译 ---------------------------------------------------------------- 64第一章概述本文主要研究了利用MCS—51单片机，通过PWM方式控制异步电动机调速的方法。

基于单片机的交流异步电动机调速系统设计

电气工程方向综合计基于单片机的交流异步电动机调速系统设计Chip AC asynchronous motor speed controlsystem design学生姓名学院名称专业名称指导教师年月号摘要随着电力电子技术、微机控制技术的发展，由变频器组成的异步电动机变频调速系统正得以广泛应用。

介绍了一种单机控制变频器的闭环交流调速系统，叙述了系统的硬件结构和软件设计方案，探讨了实现ＰＩＤ参数自整方法，实验运行表明，该系统具有较高的响应速度和良好的控制效果。

单片机的应用，使系统具有结构简单，操作方便和运行可靠的特点。

关键词单片机；A/D转换器；D/A转换器；变频器Abstrac KWith the development of power electronic technology, computer control technology, the inverter asynchronous motor variable frequency speed regulating system is widely used. This paper introduces a kind of single inverter closed loop AC speed adjusting system, described the system hardware structure and the software design, discusses the PID parameter self adjusting method, experimental operation, the system has high response speed and good control effect. The application of SCM, the system has the advantages of simple, convenient operation and reliable running characteristicsKeywords MCU(Micro-Control Unit)；A / D converter；D/A converter；Frequency converter目录摘要 (1)1绪论 (4)1.1概述 (4)1.2研究目的及意义 (4)2方案设计 (5)2.1系统总体结构 (5)3硬件设计 (6)3.1单片机最小系统 (6)3.1.1单片机的选取 (6)3.1.2单片机最小系统 (7)3.2A/D转换器设计 (8)3.3D/A转换器设计 (9)3.4变频器调速系统设计 (10)3.5总体电路 (10)4 软件设计 (11)4.1总程序流程图设计 (11)4.2键盘电路程序流程图 (12)设计总结 (21)参考文献 (21)第一章绪论1.1概述随着电力电子技术、微机控制技术的发展，由变频器组成的异步电动机变频调速系统正得以广泛应用。

基于单片机的无刷直流电机调速系统设计任务书毕业设计

基于单片机的无刷直流电机调速系统设计任务书（8-10人）一、设计任务和要求1．题目：基于单片机的无刷直流电机调速系统的设计。

2．要求设计一个以51单片机(或STM32或DSP)为控制核心的无刷直流电机调速系统。

系统包括速度设定、速度显示、速度测量、速度控制、正反转控制、声光报警等。

主电路采用MOSFET三相逆变桥，换向电路可以采用电机专用芯片。

已知无刷直流电动机额定数据为60W/24V，调速范围30～3000r/min，采用霍尔位置传感器。

3．内容（1）完成系统理论与仿真分析1）进行系统参数计算，完成转速、电流调节器的结构和参数设计；2）利用Matlab/Simulink建立系统的仿真模型，对整个调速系统的动态性能（给定输入的跟随性能和负载与电网电压扰动下的抗扰性能）进行仿真分析。

（2）完成系统电气原理图的设计（包括电路原理图设计、参数计算、元器件选型）1）主电路的设计；2）单片机控制电路的设计a. 单片机基本系统；com2 ^% c# K1 A' }2 Db. A/D接口电路；c. 编码器脉冲输入接口电路；d. 开关量输入输出电路；地大学的精品教学课件，课程设计，毕业设计，e. 电压、电流采样电路；为大学生学习交流提供课程设计,毕业设计论f．电源电路；答案,课件PPT的下载社区 4 R. @+ b: `0 c6b设计,毕业设g. PWM控制输出通道及驱动电路；大文,习题答案,课件PPT+ W d& Z1 h．给定输入通道（拨码开关、模拟旋钮和串行通信接口电路等）。

（3）PCB板的设计、制作与调试（根据时间选做）（4）控制算法设计大学设计,大学课程,大学课程设计,毕业设计,毕业论文,习题1）电流控制器结构和参数设计； n& h5 l大2）转速控制器结构和参数设计；3 I- m 3）采样周期选择；4）控制算法和运算流程图。

设计,毕业设计论文,习题答免费提供全国各地（5）系统软件设计a．系统初始化程序模块；大学设计,大学课程,大学课程设计,毕业设计b．主程序模块；) }' m4 n9 Z3 k( L c．编码脉冲—中断服务程序模块；d．给定通道串行通信中断服务程序模块；e．定时中断服务模块；f．速度环采样和调节控制模块；g．电流环采样和调节控制模块。

毕业设计(论文)-单片机控制的电机交流调速系统设计[管理资料]

毕业设计毕业设计任务书摘要............................................................................................. 错误!未定义书签。

第1章引言................................................................................. 错误!未定义书签。

.................................................................................................... 错误!未定义书签。

第2章硬件设计....................................................................... 错误!未定义书签。

.................................................................................................... 错误!未定义书签。

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基于单片机的交流变频调速系统设计

基于单片机的交流变频调速系统设计任务书1．课题意义及目标学生通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，在深入了解变频调速系统工作原理的基础上，掌握单片机控制系统的设计，包括硬件电路和软件程序的设计，为毕业后从事机电控制系统设计工作打好基础。

2．主要任务（1）根据设计要求，设计控制系统总体方案；（2）硬件电路设计;（3）设计软件程序；（4）仿真调试3．主要参考资料[1] 张毅坤, 陈善久, 袭雪红. 单片微型计算机原理及应用[M] 西安：西安电子科技大学出版社，2004.[2]邓星钟主编. 机电传动控制[M] 武汉：华中科技大学出版社，2002.[3]李荣生. 电气传动控制系统设计指导[M] 北京：机械工业出版社，2004.[4]潘新民王燕芳. 微型计算机控制技术[M] 北京：人民邮电出版社,2002. 4．进度安排，审核人：年月日I基于单片机的交流变频调速系统设计摘要：异步电动机在实践生活中有着重要的角色，对于异步电动机的调速技术也一直在进步着。

本设计主要是研究异步电动机的变频调速系统，并且该调速系统通过单片机来进行控制。

根据异步电动机调速要求，确定控制系统总体方案。

由确定好的方案，选择合适的硬件，包括异步电动机和单片机的选择。

然后进行硬件电路的设计，就是从工频电源变成异步电动机调速所需的交流电的过程，其中将单片机与变频器结合起来考虑。

单片机软件程序用汇编语言的形式表达出来，最后，用仿真软件proteus 进行系统的仿真调试。

关键词：异步电动机，变频调速，正弦脉宽调制，单片机Ac variable frequency speed regulation system based on single chipdesignAbstract：Asynchronous motor plays an important role in practical life, and it has been improving for asynchronous motor.This design mainly studies the asynchronous motor variable frequency speed control system, and the system of speed control through the monolithic integrated circuit to carry on the control. According to the speed requirement of asynchronous motor, the overall scheme of the control system is determined.Than choose the appropriate hardware, including the choice of asynchronous motor and single chip microcomputer by determining the good scheme. Then the hardware circuit design is from power frequency power supply into asynchronous motor speed required for the AC process, which will microcontroller and inverter to consider. The single chip microcomputer software program is expressed in the form of assembly language. Finally, the simulation and debugging of the system by simulation software proteus is carried out.Keywords: Asynchronous motor，Frequency control of motor speed，SPWM，SCMI I目录1 前言 (1)1.1 当前交流变频调速及论文总体概述 (1)1.2 电动机的单片机控制 (2)2 系统总体方案的设计 (3)2.1 异步电动机的调速方法 (3)2.2 变频调速系统的基本控制方案 (4)U/控制模式 (5)2.2.1 f2.2.2 矢量控制模式 (6)2.2.3 直接转矩控制模式 (7)2.3 变频变压的方法 (8)2.3 系统设计总方案的确定 (11)3 系统的硬件设计 (12)3.1 系统硬件的选取 (12)3.1.1 异步电动机 (12)3.1.2 单片机控制面板 (14)3.2 硬件电路设计 (15)3.2.1 主电路的设计 (15)3.2.2 整流电路设计 (16)3.2.3 SPWM信号产生电路 (18)4 系统的上位机软件设计 (19)4.1 初始化程序 (19)4.2 调速子程序 (20)4.3 中断子程序设计 (20)5 调试及分析 (23)5.1 调试步骤 (23)5.2 结果分析 (25)6 结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)I I I1 前言1.1 当前交流变频调速及论文总体概述随着电子技术的发展，单纯的机械化或者电子化已经逐渐被发展的社会所淘汰，计算机的出现掀起了电子器件的更新换代。

基于单片机的电机交流调速系统设计

山东协和学院工学院，山东济南 2501091总体设计方案1.1 研究思路与研究内容以STM32F103C8T6为处理器完成逆变过程的计算与控制及其对脉冲芯片的输出，驱动芯片采用IR2104驱动，逆变部分采用6路MOS管组成的三相全桥逆变电路。

通过STM32中PWM模式调用定时器使其按照正弦规律变化改变占空比输出SPWM波形，通过驱动三路IR2104驱动芯片去驱动6路MOS管组成的三相全桥逆变电路，再通过三路LC低通滤波器将开关高频信号滤除，输出低频信号，可以通过改变输出的正弦波频率完成对电机的预期速度的控制，使得电机转速以期望值输出。

1.2. 变频调速方法与改变极对数进行调速的方法相比较，另一种方法为去改变电机输入的电源频率对电机进行调速。

此种方法的原理为：改变输入频率f，当频率f越高时候电机转速越快，通常有两种变频的方式分别为：交直交变频和交交变频两种方式。

这种调速方法与之前的改变极对数进行调速的方法相比较具有可行性高的优点，因为输入电源的频率可以通过逆变器进行调节，调节之后达到人们所预设的效果之后，再作为输入将其输入进电机，可以控制电机输入的电源频率，从而完成输入电源频率的可控。

通过控制其频率的输入电机的转速同时可以被控制，而与其相比改变电机的极对数就显得相当的困难，由于电机在出厂时候极对数已经确认难以去人工改变，所以这种方法显示较为刻板，不如去改变电源频率更为方便快捷，因此在未来的电机调速发展趋势上是还以效率更高、更易操作的变频调速为主流。

本设计采用变频调速，所有的机械调速都是都是基于电机操作实现的。

从总体上看，电机分为交流、直流两种电机。

因为直流电机调速容易实现，可靠性高，故之前电机调速主流为直流电机进行调速。

但直流电机与其对应的也有其特有的缺点：因为使用的直流电源供电，其滑环和碳刷易损坏需要定期更换新器件，故在实际应用中带来不少麻烦，而且定期更换元器件所带来的成本比较高，因此进一步改进电机调速是人们所追求的。

基于单片机的变频调速系统设计

基于单片机的变频调速系统设计[摘要]本文介绍了一种利用专用集成电路SA4828 设计电机变频调速的方法。

系统主要包括主电路与控制电路，主电路采用IPM智能功率模块作为电机的控制。

控制电路由MCS-51系列的8051单片机最小系统和SA4828 三相SPWM 产生器及少量的扩展外围芯片构成，充分发挥其控制电路简单、控制方式灵活、输出波形优点多的特点，结合相应的软件，实现电机的调速要求。

其中主要内容包括：SA4828的特性介绍及变频系统的主电路、驱动电路、保护电路、速度检测、调速系统及软件编程设计方法。

所设计的系统实现了变频调速的全数字化控制，实时性好，可靠性高。

[关键词] 单片机 SA4828 变频调速 SPWM 电动机The Design of Motor VVVF System Based On MCU Abstract:This article describes a use of SA4828 ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit) design motor VVVF system.The system includes the main circuit and control circuit, main circuit used as the Intelligent Power Module IPM motor control. The control circuit is constituted by the MCS-51 series of 8051 systems、three-phase SPWM generator SA4828 and the expansion of a small number of peripheral chips. Give full play to its control circuit is simple, flexible control, the advantages of multi-output waveform characteristics, combined with appropriate software, to achieve the speed requirements of motor control. The system has all-digital VVVF control, real-time, and high reliability.Key words: MCU SA4828 VVVF SPWM Motor-Control目录引言 (2)第1章概述 (3)1.1 电动机调速系统的发展 (3)1.2 交流调速系统 (4)1.3 单片机控制的变频调速 (5)第二章电机变频调速系统 (5)2.1 系统调速原理 (5)2.2 单片机控制的变频调速系统 (6)2.2.1 系统框图 (6)2.2.2 硬件系统原理图 (7)第三章系统主要模块简介与设计 (8)3.1 IPM模块 (8)图3.1 IPM内部结构图 3.1.1 IPM的基本工作特性 (9)3.1.2 IPM驱动电路的设计 (10)3.1.3 IPM的选用 (11)3.1.3 IPM相关参数 (11)3.2 89C51主控制模块 (13)3.2.1 主要特性： (13)3.2.2 管脚说明： (13)3.2.3 振荡器特性： (15)3.2.4 芯片擦除： (15)3.3 SPWM波发生模块 (15)3.3.1 SA4828的引脚功能 (15)3.3.2 SA4828内部结构 (16)3.3.3 SA4828初始化编程 (18)3.4 其他模块简介 (20)3.4.1 串口通信 (20)3.4.2 驱动模块 (21)3.4.3 保护电路 (22)3.4.4 速度反馈 (24)3.3.5 A/D模数转换模块 (23)第四章系统软件设计 (24)结论 (27)致谢语 (28)参考文献 (28)引言对于可调速的电力拖动系统，工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。

单片机控制变频调速的设计.-基于单片机控制的变频调速系统设计

毕业综合实践论文姓名：武德军学号：10140233系部：电子电气工程系专业：电气自动化技术班级：电气1034题目：单片机控制变频调速的设计指导教师：韩亮前言最近几年，随着新型电力电子器件的不断涌现和计算机技术的飞速发展，高性能的交流电动机变频调速系统得到了广泛的应用，它的显著的节能效果和灵活的运行方式，给人们留下了深刻的印象。

本论文首先论述了变频调速的基础技术，简述了它在我国的发展和应用以及今后在这方面应做的工作；其次对系统的主电路、控制电路、电气控制电路以及实现控制的软、硬件进行了系统地分析，并对调速系统的实施方案进行了论证。

在此基础上，调速系统主电路采用了交-直-交型电路形式，并采用IGBT 作为主电路的功率开关器件；根据SPWM 波形的生成原理，从硬件和软件上探讨了基于MA818 ，用于IGBT 控制的数字化PWM 波形产生器的实现方法；根据系统的设计要求，选择了转速负反馈控制，提高了系统的精度和稳定度；最后完成了相应的电气控制电路。

经相关的实验及仿真波形分析，表明该系统满足预期的设计要求。

1.1 交流变频调速技术的发展与研究现状 (5)1.2 变频调速技术的优点和发展方向 (5)1.3 相关技术分析 (8)1.4 本章小结 (9)第二章系统方案 (11)2.1 系统主电路方案的确定 (11)2.2 系统控制电路方案的确定 (13)2.3 系统总体结构框图 (14)2.4 本设计所要完成工作 (15)2.5 本章小结 (15)第三章系统主电路设计 (16)3.1 主电路工作原理 (16)3.2 系统主电路参数设计与选择 (18)3.3 本章小结 (21)第四章系统硬件设计 (22)4.1 触发控制电路框图 (22)4.2 SPWM 生成原理 (22)4.3 MA818 结构及工作原理 (24)4.4 单片机89e28rd2特性 (25)4.5 驱动电路EXB841 介绍 (26)4.6 A/D 转换 (27)4.7 本章小结 (28)第五章软件设计 (29)5.1 数字PID 控制 (29)5.2 数字滤波技术 (33)5.3模数转换方式................................. (36)5.4 MA818 编程 ......... .. (37)5.5.本章小结 (39)参考文献 (41)结束语 (42)附录 (43)电气自动化技术专业毕业综合实践报告第一章交流变频技术1.1 交流变频调速技术的发展与研究现状在过去的几十年里,世界范围的工业进步的一个重要因素是工厂自动化程度的不断提高。