PIC单片机变频器设计
PIC单片机C语言编程实例六 利用CCP模块设计频率计
第10章利用CCP模块设计频率计10.5 程序设计10.5.4 程序清单#include <pic.h>#include <stdio.h>#include <math.h>//本程序利用CCP1模块实现一个“简易数字频率计”的功能const char table[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0XD8,0x80,0x90,0xFF};//不带小数点的显示段码表const char table0[11]={0X40,0X79,0X24,0X30,0X19,0X12,0X02,0X78,0X00,0X10,0xFF};//带小数点的显示段码表bank3 int cp1z[11];//定义一个数组,用于存放各次的捕捉值union cp1{int y1;unsigned char cp1e[2];}cp1u;//定义一个共用体unsigned char COUNTW,COUNT;//测量脉冲个数寄存器unsigned char COUNTER,data,k;unsigned char FLAG @ 0XEF;#define FLAGIT(adr,bit) ((unsigned)(&adr)*8+(bit)) //绝对寻址位操作指令static b it FLAG1 @ FLAGIT(FLAG,0);static b it FLAG2 @ FLAGIT(FLAG,1);static b it FLAG3 @ FLAGIT(FLAG,2);unsigned char s[4];//定义一个显示缓冲数组int T5 ,uo;double RE5;double puad5;//spi方式显示初始化子程序void SPIINIT(){PIR1=0;SSPCON=0x30;SSPSTA T=0xC0;174//设置SPI的控制方式,允许SSP方式,并且时钟下降沿发送,与"74HC595,当其//SCLk从低到高跳变时,串行输入寄存器"的特点相对应TRISC=0xD7;//SDO引脚为输出,SCK引脚为输出TRISA5=0;//RA5引脚设置为输出,以输出显示锁存信号FLAG1=0;FLAG2=0;FLAG3=0;COUNTER=0X01;}//CCP模块工作于捕捉方式初始化子程序void ccpint( ){CCP1CON=0X05;//首先设置CCP1捕捉每个脉冲的上升沿T1CON=0X00;//关闭TMR1震荡器??PEIE=1;//外围中断允许(此时总中断关闭)CCP1IE=1;//允许CCP1中断TRISC2=1;//设置RC2为输入}//系统其它部分初始化子程序void initial( ){COUNT=0X0B;//为保证测试精度,测试5个脉冲的参数后//求平均值,每个脉冲都要捕捉其上升、下降沿,//故需要有11次中断TRISB1=0;PORTB=0XFB;B=1011TRISB2=0;PORTB=0XFD ;D=1101TRISB4=1;TRISB5=1;//设置与键盘有关的各口的输入、输出方式RB1=0;RB2=0;//建立键盘扫描的初始条件}//SPI传送数据子程序void SPILED(data){SSPBUF=data;//启动发送do {;175}while(SSPIF==0);SSPIF=0;}//显示子程序,显示4位数void display( ){RA5=0;//准备锁存for(COUNTW=0;COUNTW<4;COUNTW++){data=s[COUNTW];data=data&0x0F;if(COUNTW==k) data=table0[data];//第二位需要显示小数点else data=table[data];SPILED(data);//发送显示段码}for(COUNTW=0;COUNTW<4;COUNTW++){data=0xFF;SPILED(data);//连续发送4个DARK,使显示好看一些}RA5=1;//最后给一个锁存信号,代表显示任务完成}//键盘扫描子程序void keyscan( ){if((RB4==0)||(RB5==0)) FLAG1=1;//若有键按下,则建立标志FLAG1(FLAG1有无按键标志位)else FLAG1=0;//若无键按下,则清除标志FLAG1}//键服务子程序void keyserve( ){PORTB=0XFD ;RB2=1if(RB5==0) data=0X01;if(RB4==0) data=0X03;PORTB=0XFB;RB1=1if(RB5==0) data=0X02;if(RB4==0) data=0X04;//以上确定是哪个键按下PORTB=0X00;//恢复PORTB的值if(data==0x01) {176COUNTER=COUNTER+1;//若按下S9键,则COUNTER加1if(COUNTER>4) COUNTER=0x01;//若COUNTER超过4,则又从1计起}if(data==0x02) {COUNTER=COUNTER-1;//若按下S11键,则COUNTER减1 if(COUNTER<1) COUNTER=0x04;//若COUNTER小于1,则又循环从4计起}if(data==0x03) FLAG2=1 ;//若按下S10键,则建立标志FLAG2if(data==0x04) FLAG2=0 ;//若按下S12键,则清除标志FLAG2}//中断服务程序void interrupt cp1int(void){CCP1IF=0;//清除中断标志cp1u.cp1e[0]=CCPR1L;cp1u.cp1e[1]=CCPR1H;cp1z[data]=cp1u.y1;//存储1次捕捉值CCP1CON=CCP1CON^0X01;//把CCP1模块改变成捕捉相反的脉冲沿data++;COUNT--;}//周期处理子程序void PERIOD( ){T5=cp1z[10]-cp1z[0];//求得5个周期的值???????????/RE5=(double)T5;//强制转换成双精度数RE5=RE5/5;//求得平均周期,单位为μs}//频率处理子程序void FREQUENCY( ){PERIOD( );//先求周期RE5=1000000/RE5;//周期值求倒数,再乘以1 000 000 (μs转换),得频率,//单位为HZ}//脉宽处理子程序void PULSE( )177{int pu;for(data=0;puad5=0;data<=9;data++){pu=cp1z[data+1]-cp1z[data];puad5=(double)pu+puad5;data=data+2;} //求得5个脉宽的和值RE5=puad5/5;//求得平均脉宽}//占空比处理子程序void OCCUPA TIONAL( ){PULSE( );//先求脉宽puad5=RE5;//暂存脉宽值PERIOD();//再求周期RE5=puad5/RE5;//求得占空比}//主程序main( ){SPIINIT( );//SPI方式显示初始化while(1) {ccpint();//CCP模块工作于捕捉方式初始化initial();//系统其它部分初始化if(FLAG2==0) {s[0]=COUNTER;//第一个存储COUNTER的值s[1]=0X0A;s[2]=0X0A;s[3]=0X0A;//后面的LED将显示"DARK"}display( );//调用显示子程序keyscan();//键盘扫描data=0x00;//存储数组指针赋初值TMR1H=0;TMR1L=0;//定时器1清0CCP1IF=0;//清除CCP1的中断标志,以免中断一打开就进入//中断178ei( );//中断允许TMR1ON=1;//定时器1开while(1){if(COUNT==0)break;} //等待中断次数结束di();//禁止中断TMR1ON=0;//关闭定时器keyscan();//键盘扫描if(FLAG1==1) keyserve() ;//若确实有键按下,则调用键服务程序if(FLAG2==0) continue;//如果没有按下确定键,则终止此次循环,//继续进行测量//如果按下了确定键,则进行下面的数值转换和显示工作if(COUNTER==0x01) FREQUENCY();//COUNTER=1,则需要进行频率处理if(COUNTER==0x02) PERIOD();//COUNTER=2,则需要进行周期处理if(COUNTER==0x03) OCCUPA TIONAL();//COUNTER=3,则需要进行占空比处理if(COUNTER==0x04) PULSE();//COUNTER=4,则需要进行脉宽处理k=5;if(RE5<1){RE5=RE5*1000;//若RE5<1,则乘以1 000,保证小数点的精度k=0x00;}else if(RE5<10){RE5=RE5*1000;//若RE5<10,则乘以1 000,保证小数点的精度k=0x00;}else if(RE5<100){RE5=RE5*100;//若RE5<100,则乘以100,保证小数点的精度k=0x01;}else if(RE5<1000){RE5=RE5*10;//若RE5<1000,则乘以10,保证小数点的精度k=0x02;}else RE5=RE5 ;uo=(int)RE5;sprintf(s,"%4d",uo);//把需要显示的数据转换成4位ASII码,且放入数//组S中display();179}}180。
PIC单片机变频器设计
摘要变频调速技术已经成为节能和提高产品质量的有效措施。
变频调速的重要性日益得到国家的重视,在国内推广变频调速技术有着非常重大的现实意义和巨大的经济价值和社会价值。
中压变频调速技术是电力电子领域的一个制高点技术,中压大功率变频器是电力电子行业中尚未解决的一个难题。
本论文概述了中压变频器的国内外技术发展及趋势,对中压变频器各种类型的优缺点进行了分析。
阐述了单元串联多电平移相式PWM电压源型变频器原理,通过对原理的阐述,进一步透彻的掌握单元串联多电平高压变频器的内部特性。
研究了单元串联多电平中压变频器的PWM技术和SPWM技术。
基于各种PWM 控制技术的对比,本设计选定三角载波移SPWM技术作为控制方法。
文中介绍了IGBT的工作原理和各种保护方法。
给出了基于PIC单片机的五单元串联中压变频器的控制单元的软硬件设计。
关键词:变频器;单元串联中压变频器;PWM技术;移相载波SPWM技术;单片机AbstractVelocit y adjustmentt echnique of mid-voltage variable frequency is an advanced technique in power electronics realm.mid-voltage and large-power frequency converter is an unsolved difficult in power electronics industry. Its using area basicall y covers with all kinds of main ind ustry and it has a large market potential. But, compare d with latent market, our middle-voltage frequency converter (HVF) is in starting phase in which it is an extremel y good opportunit y to develop domestic frequency converter manufacturing industry. Velocit y adjustment technique of mid-voltage variable frequ ency has become effective measures to save energy and promote product quality. The expansion of velocit y adjustment technique has got very important and realistic meaning and tremendous economic and societ y value.The progress and the trend of HVF techni que,the market requirements domestic and abroad for HVF are reviewed. The advantage and disadvantage of different HVF t ypes, effects of HVF on electric net and electric motor areanal yzed in detail.The paper studied the PWM technology and SPWM technology fo r medium voltagec ascadedm ultilevelin verters. Based on the anal ys is of kinds of PWM technologies,the design choose the Triangle_Carrier phase-shifted SPWM for cascaded multilevel inverters as control technology.The paper introduced the operation pr inciple and many kinds of protection methods of IGBT.The software and hardware design of control unit of the Five_units Cascaded Medium Voltage Inverter is introduced.Key Words:frequency inverter;Cascaded Medium Voltage Inverter ;PWM Technology;phase-shifting carrier SPWM;Single-Chip Microcomputer目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 中压变频器的类型 (1)1.3 中压变频器国内外研究概况 (2)1.4 变频器主器件-电力电子器件的发展现状 (3)第2章单元串联多电平变频器工作原理及其特点 (5)2.1 概述 (5)2.2单元串联多电平变频器主电路结构 (5)2.3 单元串联多电平变频器工作原理 (6)第3章 IGBT介绍及其保护电路 (8)3.1 IGBT介绍 (8)3.2 IGBT 的工作原理 (8)3.2.1 基本工作原理 (8)3.2.2 IGBT 的主要参数 (9)3.2.3 IGBT 的安全工作区 (10)3.2.4 IGBT 对驱动电路的要求 (11)3.3 保护措施 (12)3.3.1 IGBT栅极的保护 (12)3.3.2 集电极与发射极间的过压保护 (13)3.3.3 集电极电流过流保护 (15)3.3.4 过热保护 (17)第4章PWM技术和SPWM调制方法综述 (17)4.1 PWM技术基本概念 (17)4.1.1 PWM控制的基本原理 (18)4.1.2 PWM技术基本概念 (19)4.2 SPWM调制方法对比分析 (24)4.2.1 采样法SPWM (24)4.2.2 谐波消去法SPWM (27)4.2.3 载波相移SPWM(CPS-SPWM) (29)4.2.4 小结 (31)第5章控制电路设计 (31)5.1 设计任务、要求和参数 (31)5.2 主电路设计概述 (31)5.2.1 变频器的构成 (31)5.2.2 变频器各部分概述及本设计主电路方案选择.. 325.3 PIC系列单片机简介 (34)5.3.1 PIC系列单片机的特点 (34)5.3.2 PIC系列单片机的优势 (35)5.3.3 本设计选用的PIC16F877介绍 (36)5.4 控制部分设计 (37)5.4.1 控制电路方案选择 (37)5.4.2 控制电路各部分设计 (38)5.4.3 IGBT驱动电路设计 (46)5.4.4 PIC16F877系统接线 (51)第6章软件设计 (52)6.1 程序设计思路 (52)6.2 程序流程图 (53)6.2.1 主程序流程图 (53)6.2.2 AD转换子程序流程图 (53)6.2.3 I/O口初始化子程序流程图 (53)6.2.4 AD模块初始化子程序流程图 (53)6.2.5 外部、电平中断服务子程序流程图 (53)6.2.6 定时器中断服务子程序流程图 (53)6.3 软件清单 (57)第7章实验结果和分析 (62)7.1 实验内容 (62)7.2 实验仪器 (62)7.3 实验波形 (62)7.4 实验结果分析 (63)第8章设计总结 (64)元器件明细表 (65)参考文献 (69)英文资料原文 (70)英文资料翻译 (77)致谢 (87)兰州理工大学毕业设计说明书第1章概述1.1 设计背景由于电力电子技术、微电子技术和现代控制理论以惊人的速度向前发展,随之带动了交流传动技术日新月异的进步。
PIC单片机控制直流电机转速毕业设计
基于PIC18F458的直流电动机PWM调速控制系统设计张杰(甘肃农业大学工学院学院农电班06级)摘要:当今,自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展,而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。
长期以来,直流电动机因其转速调节比较灵活,方法简单,易于大范围平滑调速,控制性能好等特点,一直在传动领域占有统治地位。
它广泛应用于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中。
随着现代化生产规模的不断扩大,各个行业对直流电机的需求愈益增大,并对其性能提出了更高的要求。
为此,研究并制造高性能、高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义。
本文设计是一套基于PIC单片机的直流电机控制器,作为其配套的试验装置。
论文根据系统的要求完成了整体方案设计和系统选型,针对所设计的控制方案对控制系统的软、硬件设计作了详细论述。
硬件部分先作了整体设计,然后介绍了以PIC16F458单片机为核心的硬件构成,对键盘电路、测量电路、显示电路等作了详细阐述;软件部分采用模块化设计思想,编制了各个模块的流程图。
论述了软件的设计思想和方法;实现了对直流电动机转动参数的设置、启动、停止、加速、减速和显示等功能。
利用PIC系列芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计,能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。
针对直流电机运行环境恶劣、干扰严重的特点,从系统的硬件设计、软件设计等多方面进行抗干扰的综合考虑,并利用多种软件和硬件技术来提高和改善系统的抗干扰能力,有效地提高了系统的可靠性和实用性。
关键词:直流电机,PIC单片机,速度控制Abstract Nowadays,automatic control systems have been widely used and developed in Every aspect of life. As the artery in the area of electric drive systems DC drives become more and more important in modem Production. For a long time,DC motor has Possessed the main role in the areaof electric drive because of its neatly adjustment, simple method and smooth timing in a wide range,besides,its control Performance excellent. DC motor is widely used on the automatic equipments,such as CNC and industrial robot. As the scale of Production becomes larger and larger,the demand and requirements become higher and higher ,so the research on improving the DC controlling system behavior has important sense.This design is a system of DC motor multiple speeds Based on PIC MCU is designed,as its necessary test equipment. It finished the total Project design of system and model selection .The hard ware and software design of the system according to the Preceding solutions are discussed detailed. For the hardware Part after a dissertation on the whole design,the core hardware of the control system is the PIC MCU,the Paper introduced the details of some hardware Problem,including input circuit of keyboard,measure circuit,display circuit and so on .The method of software Planning for it is also discussed. For the software Part,with the Introduction of modular design concept some Procedure flow charts of main Program subroutine are offered. The Paper designs the software which achieves the functions,such as install Parameters,download Parameters,startup,stop accelerate and decelerate. This new family of PIC enables cost-effective design of controllers for DC motors which can fulfill more conditions,consisting of fewer system component,lower system cost and increased Performances.Aiming at the characteristic of bed environment and serious disturbance,many kinds of software and hardware technology are applied to improve systematic anti-interference ability,which comprehensively improve systematic dependability and Practicability.It has been Proved by experiments that this system can make the high Precise and multiple speed motor control come true. Stepping out the Performance index is realize Now this system hasbeen Put into experiment.Keywords DC Motor ; PICMCU,Speeds Control1 绪论1.1 引言当今,自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展,而直流调速控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用,无论是在工农业生产、交通运输、国防、航天航空、医疗卫生、商务与办公设备、还是在日常生活中的家用电器都大量使用着各式各样的电气传动系统,其中许多系统有调速的要求:如车辆、电梯、机床、造纸机械等等。
pic单片机做课程设计
pic单片机做课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解PIC单片机的基本结构、工作原理及功能特点;2. 掌握PIC单片机的编程语言和开发环境;3. 学会使用PIC单片机进行简单的电路设计和控制系统搭建;4. 了解单片机在现实生活中的应用,培养对电子技术的兴趣。
技能目标:1. 能够运用所学的PIC单片机知识,设计并完成具有一定功能的课程项目;2. 培养动手实践能力,学会焊接、调试和排错;3. 提高问题分析能力,能够针对实际问题设计合理的单片机控制系统;4. 增强团队协作能力,学会在项目中进行沟通与分工。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的热情,激发学习兴趣;2. 培养学生具备良好的学习习惯,积极面对挑战,勇于克服困难;3. 增强学生的创新意识,鼓励他们在课程设计中发挥想象力和创造力;4. 培养学生的环保意识,关注电子垃圾处理和资源节约。
本课程针对高年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的动手能力、创新意识和团队协作能力。
通过课程学习,使学生掌握PIC单片机的相关知识,为今后从事电子技术领域的工作打下基础。
同时,课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估,确保课程实施的有效性。
二、教学内容1. PIC单片机基本结构:介绍PIC单片机的内部结构,包括CPU、存储器、输入输出端口等,参考教材第二章内容;2. PIC单片机工作原理:讲解PIC单片机的工作原理,包括指令执行、中断处理等,参考教材第三章内容;3. 编程语言与开发环境:学习PIC单片机的编程语言(如C语言)及开发环境(如MPLAB),参考教材第四章内容;4. 基本电路设计与控制:教授如何使用PIC单片机设计简单的电路和控制系统,参考教材第五章内容;- 输入输出控制;- 定时器/计数器应用;- 中断处理;5. 应用案例与项目实践:分析PIC单片机在实际应用中的案例,如温度控制系统、智能小车等,参考教材第六章内容;6. 课程项目设计与实施:指导学生进行课程项目设计,要求具备一定功能,并能实际操作,结合教材内容及实际需求进行。
工程师:一款基于PIC单片机的逆变电源电路设计
工程师:一款基于PIC单片机的逆变电源电路设计
针对现代电源变频调幅的要求,提出了利用PIC16F873产生SPWM波控制IR2136触发IGBT产生PWM波作用于逆变器产生标准的正弦波形,从而实现变频调幅。
同时利用AD模块对逆变桥输出进行采样并进行滤波处理,实现对系统的PI闭环控制。
通过MATLAB中的SIMULINK组件进行仿真分析,结果表明此方案输出电压动态响应速度快,具有良好的精度控制及实时性、波形失真小、可靠性高。
随着科学技术的进步,电源质量越来越成为各种电气设备正常和良好工作的基础。
电源技术领域的一个持续的研究课题即是研究作为电子信息产业命脉的电源的可靠性和稳定性。
而逆变器作为电源的核心部分,其调制技术很大程度上决定了电源输出电压的质量。
目前最常用的调制技术是正弦脉宽调制(SPWM)。
随着单片机的出现及其广泛应用,智能化控制方法已经逐渐替代传统的分立元件电路产生方法或是专用芯片产生方法。
智能化逆变电源的优势在于它不仅能实现调制信号的输出,还为系统数据参数的监控、处理及显示提供接口。
同时它与现代计算机技术更好地结合产生了故障自诊断和自我保护功能,可提高系统的稳定性。
在充分考虑工业控制成本及稳定性要求的前提下,本设计采用PIC单片机作为控制核心,再辅助相关外部电路,组成一个具有稳定和智能化等优点的逆变电源控制系统。
具体电路设计
单相桥式逆变电路如图1所示。
电路正常工作情况下,两对开关管需要两组相位相反的驱动脉冲分别控制,使VT1、VT4同时通断和VT2、VT3同。
plc与变频器多段速度控制系统的设计毕业设计说明书[管理资料]
常州轻工职业技术学院电子电气工程系毕业设计常州轻工职业技术学院题 目 PLC 与变频器多段速度控制系统的设计姓 名学 号 1036623116班 级 10自动试点班指导教师职 称 副 教 授日 期 2013年5月毕业设计(论文)说明书中文摘要本文主要简介了可编程控制器与变频器在现代工业调速方面的应用。
着重讲解了多段调速的使用。
硬件上使用的是三菱可编程控制器中的FX3U-48M和三菱变频器。
如今,变频调速已被公认为是最理想、最有发展前途的调速方式之一,采用变频器构成变频调速传动系统能满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求。
变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值,因而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。
变频调速器调速不仅操作方便,故障率低,且节能效果明显,优于调压调速、变级调速、滑差调速、串级调速、整流子调速和液力偶合器调速等。
并且变频调速在电动机运行时很容易实现电动机的正、反转。
只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序,即可实现输出换相,也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。
通过可编程控制器来控制变频器调速,是现代工业应用最为广泛的调速方法之一,所以本文主要研究的就是通过可编程控制器来控制变频器改变交流电机供电的频率和幅值,从而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。
关键词:可编程控制器,变频器,工业调速,变频调速ABSTRACTThis paper mainly introduces the programmable controller and inverter in modern industrial control on multiple segments hardware is used on Mitsubishi programmable controller in FX3U-48M and Mitsubishi , VVVF has been recognized as the most ideal, the most promising control one way, using PLC variable frequency speed control system can meet the needs of improving labor productivity, improve product quality, improve the degree of automation equipment, improve the quality of life and improve the living environment and other requirements.Inverter AC motor power supply is used to change the frequency and amplitude, and thus change its motion magnetic cycle, so as to achieve the smooth control of motor speed conversion speed governor has the advantages of convenient operation, low failure rate, and has obvious energy-saving effect, better than the voltage regulating speed, variable speed control, slip control, cascade control, speed control and hydraulic coupler speed variable frequency speed regulation in the motor run time is easy to achieve the motor is, need to change the frequency converter inverter tube inside the switching sequence, you can achieve the output exchange phase, there is no improper burning of the electric motor by phase change problems.Through the programmable controller to control the frequency converter, is a modern industrial application is most wide speed regulation method, so this paper mainly studies is that through the programmable controller to control the frequency converter to change the frequency and amplitude of the AC motor power supply, so as to change the moving magnetic field cycle, so as to achieve the smooth control of motor speed to.Keywords:Programmable controller, inverter, industrial control, variable frequency speed regulation目录第一章概述 (6)课题背景 (6)PLC的发展历程 (6)PLC的分类 (6)PLC的应用领域 (8)变频器基本原理与应用 (8)课题的目的和意义 (9)课题的目的 (9)课题的意义 (11)课题任务及要求 (11)课题的主要任务 (12)课题的主要要求 (12)第二章设计内容简介 (13)课题目前研究及应用现状 (13)设备的结构分析 (13)第三章PLC实现的过程 (15)工作流程 (15)工作过程叙述 (15)工作过程示意图 (15)PLC的I/O分配表 (15)PLC控制的设备清单及原理图 (17)元器件设备清单 (17)PLC控制的原理图 (17)梯形图及程序指令表 (18)梯形图 (18)程序指令表 (23)第四章控制装置的柜屛设计及安装调试 (27)元件安装图 (27)控制柜与操作屏设计图 (28)参考文献 (30)致谢 (31)第一章概述课题背景可编程逻辑控制器,英文称Programmable Logic Controller,简称PLC,它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,PLC由CPU,存储器、I/0接口、内嵌的精简高效操作系统组成。
PIC单片机控制直流电机转速毕业设计
,a click to unlimited possibilities
汇报人:
目录 /目录
01
PIC单片机介 绍
02
直流电机介绍
03
PIC单片机控 制直流电机转 速的原理
04
系统实现
05
毕业设计总结 与展望
01 PIC单片机介绍
PIC单片机的特点
体积小,功耗低 速度快,处理能力强 集成度高,功能丰富 易于编程,开发周期短 应用广泛,适用于各种控制系统
按照结构分类:有刷直流电机、无刷直流 电机
按照用途分类:驱动直流电机、控制直流 电机、调速直流电机、伺服直流电机
按照转速分类:高速直流电机、低速直流 电机
按照功率分类:大功率直流电机、小功率 直流电机
按照控制方式分类:开环控制直流电机、 闭环控制直流电机
直流电机的应用
Байду номын сангаас
工业自动化: 用于控制生产 线、机械臂等
PIC单片机的作用: 通过控制电枢电 流的大小来控制 转速
调速方法:通过 改变电枢电压或 电枢电流来改变 转速
调速效果:可以 实现平滑、稳定 的调速效果
PIC单片机PWM输出控制直流电机转速
PIC单片机:一种 微控制器,用于控 制各种电子设备
PWM输出:一种 脉冲宽度调制技术, 用于控制直流电机 转速
软件编程与调试
调试工具:串口调试助手 编程环境:Keil uVision5 编程语言:C语言
程序结构:主程序、子程序、 中断服务程序
调试步骤:编译、链接、下 载、运行、调试
调试技巧:断点设置、单步 执行、变量观察、堆栈跟踪
系统测试与优化
基于plc的电机变频调速系统设计_毕业设计论文
基于plc的电机变频调速系统设计1 绪论1.1本课题研究目的和意义PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、寿命长等到一系列优点[2]。
可编程控制器(PLC)的核心微处理器,通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来,能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。
为了进一步提高设备的自动化程度,越来越多的企业将PLC 技术应用于其工厂设备中。
将原有电机控制系统的技术进行改造,引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构。
该系统能对电机转速实现精确控制,实用性强,具有一定的推广价值随着电力电子技术以及控制技术的发展,交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用[5]。
交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式[3]。
本文对如何利用变频器连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机的转速,达到远程自动控制进行了讨论[4]。
在工业生产中,电机交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,被公认为最有发展前途的调速方式。
PLC控制技术在自动控制系统中被普遍采用。
本文构建了一个变频嚣连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机转速.以达到远程自动控制的系统[8]。
1.2 交流变频调速技术的研究情况及其发展在21世纪电力电子器件的快速发展,使交流变频调速技术优越的性能得到迅速发展,同时控制理论进步,变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善,响应速度快、节能显著等优点,现在以广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域[6]。
变频调速技术现在被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一,采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求以及节约能源、降低生产成本。
利用单片机设计通用变频器
利用单片机设计通用变频器通用变频器是一种利用单片机进行控制的电气装置,能够调节电机运行的频率,从而控制电机的转速。
它广泛应用于各种机械设备中,如电梯、空调、水泵、风扇等,可以提高电机的效率和可控性。
本文将从原理、设计过程、功能特点以及应用领域等方面介绍通用变频器的设计。
首先,通用变频器的原理是利用单片机实现对电机供电电压的调节,从而改变电机的频率和转速。
单片机通过接收外部传感器的反馈信号,对输出电压进行实时调整,使电机的转速保持在预设的范围内。
常见的单片机型号有AT89C51、STM32F103等,它们能够满足通用变频器的设计要求。
其次,通用变频器的设计过程包括硬件设计和软件设计。
硬件设计部分主要是选取合适的电机和驱动电路,确定输入和输出电压的范围,以及搭建必要的传感器和控制电路。
软件设计部分则是编写单片机的控制程序,对输入信号进行采样和处理,然后通过PWM信号控制电机转速的调节。
在功能特点方面,通用变频器具有以下几个主要特点:首先,它具有高效节能的特点,通过控制电机的转速,可以根据实际负载情况动态调整电机运行的频率和电压,以达到最优的效果。
其次,通用变频器具有稳定性好的特点,单片机控制的精度高,可以实时监测电机的运行状况并进行调整,使电机保持稳定运行。
再次,通用变频器具有多功能的特点,可以通过调整单片机的控制程序,实现电机的正反转、启停控制、加减速控制等多种功能。
最后,通用变频器具有智能化的特点,单片机可以通过与其他设备的通讯接口,实现远程监控和控制。
通用变频器广泛应用于各个行业,如工业自动化、交通运输、农业和家庭电器等。
在工业生产中,通用变频器可以提高生产效率,减少电能消耗,同时也可以降低机械设备的损耗和维护成本。
在交通运输领域,通用变频器可以用于电梯、卷闸门、自动扶梯等设备的控制,提供安全和便利。
在农业领域,通用变频器可以用于水泵、灌溉设备等的控制,提高灌溉效率和水资源利用率。
在家庭电器中,通用变频器可以应用于空调、洗衣机等设备的控制,提供舒适和节能。
基于PLC和变频器的电梯控制系统的设计(毕业设计)
基于PLC和变频器的电梯控制系统的设计摘要随着现代社会和城市生活发展,计算机技术、自动控制技术和电力电子技术得到了迅速的发展,电梯已经成为城市物质文明的一种标志。
特别是在高层建筑中,电梯是不可或缺的垂直运输设备。
传统继电器电梯控制系统,由于继电器本身的机械和电磁惯性大,大大降低了电梯系统的可靠性和安全性。
为了保证电梯运行,既高效节能又安全可靠,必须改进电梯控制方式。
根据顺序逻辑控制的需要发展起来的可编程控制器(PLC),它是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。
PLC处理速度快,可靠性高,能够保证电梯正常、安全、可靠地运行。
同时,由于电机交流变频调速技术的发展,电梯的拖动方式己由原来直流调速逐渐过渡到了变频调速,这不仅能满足乘客的舒适感和保证平稳的精度,还可以降低能耗,节约能源,减小运行费用。
本文将基于PLC的变频调速方法应用到电梯系统中,并对此方法进行研究。
关键词:电梯;可编程控制器;变频器AbstractAlong with the development of modern economy and city life, computer technology, automatic control technology and power electronic technology rapid development, the elevator has become a symbol of urban material civilization. Especially in high-rise buildings, the elevator is an indispensable vertical transportation equipment. Traditional relay elevator control system, due to the mechanical and electromagnetic relay inertia big, greatly reduces the reliability and security of the elevator system. In order to ensure the efficiency and reliable securities, the control method of elevator must be changed. The programmable logic controller (PLC), which develops based on sequence logical control, is digital operation electronic device specialized in the industrial application environment. PLC possesses fast process speed and high reliability. Therefore, PLC can be able to ensure the elevator run normally, securely and reliably. In addition, the drive method of elevators has replaced the DC velocity modulation with frequency control due to the development of AC frequency control of motors. The frequency control not only satisfies the comfort sense of passengers and ensures the stable precision, but also decreases the loss of power, saves resources and reduces expenses. The frequency control method based on PLC is applied to the elevator system and further researched.Key Word:The elevator; PLC; VFD目录1绪论 (5)1.1课题的研究背景 (5)1.2交流曳引电梯调速方式的发展 (7)1.3电梯发展展望 (8)1.4变频器的特点和其在电梯中应用 (8)1.1.1变频器的工作原理 (9)1.1.2变频器系统构成 (9)1.1.3变频器的分类、规格以及满足条件 (10)1.1.4电梯变频调速控制的特点 (10)1.5可编程控制器的特点及其在电梯控制中的应用 (11)1.1.5PLC的系统构成 (11)1.1.6PLC的工作原理 (13)1.1.7PLC的特点 (14)1.1.8PLC控制电梯的优点 (16)1.6电梯的基本结构及性能指标 (16)1.1.9曳引系统 (16)1.1.10轿箱和重量平衡装置 (17)1.1.11电力拖动系统 (17)1.1.12电气控制系统 (18)1.1.13安全保护系统 (18)1.1.14电梯的性能指标 (19)2变频器简介 (20)2.1变频器的选型 (20)2.2VS-616G5变频器 (21)1.1.15VS-616G5变频器的简介 (22)1.1.16VS-616G5变频器的主要性能、特点及选用 (22)1.1.17VS-616G5变频器运行参数及设置原则 (23)1.1.18VS-616G5变频器控制回路的端子 (25)1.1.19VS-616G5变频器多级调速的PLC控制 (27)1.1.20变频器容量及制动电阻参数的计算 (29)3PLC的简介 (30)3.1PLC的选型 (31)3.2FX2N-80MR型PLC (33)1.1.21FX2N-80MR型PLC的I/O点分配 (33)1.1.22FX2N-80MR型PLC的硬件接线 (35)4硬件设计 (36)4.1电梯速度曲线 (36)4.2电梯位置的确定 (37)4.3轿厢的平层与停车 (37)4.4电梯的安全保护环节 (38)4.5电梯控制系统的设计 (40)4.6电梯自动门的设计 (40)4.7拖动电机电路的设计 (42)4.8电梯设备的选择 (43)5软件设计 (44)5.1电梯的三个工作状态 (45)5.2电梯控制系统实现的功能 (46)5.3电梯主要梯形图程序说明 (47)1.1.23楼层显示电路控制 (47)1.1.24轿厢内选层按钮指示灯控制 (48)1.1.25门厅召唤电路控制 (49)1.1.26电梯选向电路控制 (49)1.1.27电梯平层电路 (50)1.1.28电梯起动电路和换速电路控制 (51)总结 (52)致谢 (53)参考文献 (54)附录 (55)1 绪论电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。
PIc单片机直流电机控制器的设计和应用
三 、基 于 P I C 单 片机 技术 的直 流 电机 控 制器 设 计与 应用 ( 一) P I c 单 片 机 直 流 电 机 控 制 器 系 统 结 构 介绍 在 直流 电机 多速 控 制 器 系 统 中 ,P I c 单 片 机 扮 演 的 是 整 个 系 统 控 制 核 心 的 角 色 ,利 用 键 盘 对 每 一 段 的 运 行 参 数 ,诸 如 键 盘 输 入 电 路 、 电源 电路 、基 准 电压 电路 、D / A 转 换 电路 、 显 示 电 路 等进 行 设 计 ,此 次研 究 中使 用 数字 M R 编码 器 , 型 号 为 L,分 辨 率 为 1 0 2 4。 由于 在 实 际 运行 中 单片机I / o口 的 限 制 , 额 外 增 加 了 外 围 硬 件 确保 对 于 运 行过 程 中 的段 位进 行 显示 , 同时在 设定 时 间 、转速 以及 实 际测 量转 速 上 做 到有 效 的干 预 。该 系 统运 用R S 一 2 3 2 串 行 通 信 ,波 特 率 设 定 在 1 9 2 0 0 0 b p s ,系 统 的 构 成 方 式 为4 * 4 行 列 式 键盘 ,其 中包 括 数 字键 为0 ~9 、设置 键 、确认 键等 等 。 ( 二) 基 于P I C 单 片 机 技 术 的直 流 电机 控 制器 的实 际应 用
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PI C革 片 讥 直 琉 电 讥 控 { } ; j 器 的 设 计 和 应 用
浙江一舟 电子科技 股份 有限公 司 赵 晓青
【 摘 要 】本 文 旨在 于 通过 对 现 实 应 用 效 果 的分 析 , 向广 大 读 者传 递 出P I C单 片 机 直 流 电 机 控 制 器 不 仅 仅 能 够 满 足 应 能 指 标 的 设 计 要 求 ,更 可 以顺 利 实现 高精 度 多速
pic单片机课程设计
资料收集于网络,如有侵权请联系网站删除《PIC 单片机课程设计》报告题目:温度监测与控制学生姓名:学号:指导教师:年月日目录一.课程设计性质与目的 (02)二.课程设计任务和要求 (02)三.课程设计具体步骤3.1 总体方案设计说明 (03)3.2 硬件设计说明 (03)3.3 软件设计说明 (06)四.设计总结与体会4.1 设计结果 (08)4.2 问题及解决方法 (08)4.2 感想及体会 (08)五.参考文献 (09)六.附录 (10)一.课程设计性质和目的:《PIC 单片机课程设计》是电气工程与自动化专业及相近专业的一门重要的专业实践课,本课程在《PIC 单片机》课程的基础上,通过硬件设计与软件编程与实际实验板调试的实践,进一步掌握 PIC 单片机的 C 程序语言的编写与调试,是毕业设计前的一次重要的实践,为今后走上工作岗位打下坚实的单片机应用基础。
具体来说,这次课程设计能让我扩展、加深对 PIC 单片机应用的了解,包括中断、定时器、 PWM、显示等功能模块的应用;接触项目中 C 语言编程的逻辑,如何一步一步实现所想要的功能;通过分析选择元件,学着查找相关元件资料;在后期,优化程序,使之能满足实际运行要求;最终完成该课程设计。
二.课程设计任务和要求:我的课程设计题目是《温度监测与控制》,要求当温度 T 超过电机启动设定值(START_T) 时,为了防止在临界温度值时的风扇频繁启/停,控制风扇的启/停要有一定的回差值(DELTA_T) , 即当 T>=START_T 时启动风扇,当 T<(START_T-DELTA_T) 时关闭风扇,并要求START_T 和 DELTA_T 能由用户设定。
具体来说:1)利用 LCD,显示实时温度,电机启动温度值及温度控制回差值;2)能够通过按键的设置增大或减小转启动温度及回差温度;3)通过 LED 亮灭实现预警;4)通过风扇(直流电机)实现散热。
工程车辆自动变速器PIC单片机控制系统设计
装载机作业环境恶劣、作业工况复杂、作业任 务多样,导致驾驶员需要频繁换挡以满足整车动力 性要求,但这也难以保证车辆行驶的经济性。由于 自动变速器具有能够消除驾驶员换挡技术差异,有 效地提高车辆动力性、经济性,减轻驾驶员劳动强 度等特 点, 因 而 在 车 辆 上 获 得 了 日 益 广 泛 的 应 用
。控制流程图见图 / 所示。
# 结束语
工程车辆自动变速器控制系统采用 ’%!9: 晶 振的 56" 系列单片机 56"&27.00,微控制器的指令 执行速度高达 ,!651,很好地满足了系统实时控制 的速度要求。片内丰富的集成资源简化了电路设 计,其独特的在线编辑功能为系统开发提供了方 便。单片机内挡位控制算法为根据发挥车辆最佳动
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力性原则结合智能控制理论所设计,可以根据需要 对其中状态特征参数进行修正,使系统控制灵活且 自适应性强。试验结果表明,该单片机控制系统设
图$
主控程序流程图
计合理、性能可靠、控制精度较高,在很大程度上 提高了恶劣条件下装载机的操纵性和作业效率,实 现了工程车辆的自动化作业,同时降低了驾驶员的 劳动强度。
[参 考 文 献] [&]葛安林 ; 车辆自动变速理论与设计[ !] ; 北京:机械 工业出版社,&<<-; [’]李学海 ; 56" 单片机实用教程—基础篇[ !] ; 北 京: 北京航空航天大学出版社,’%%’; [-] !=>? 5@?A>B 著,姜汉龙,等译 ; 56"CDE@B 微控制器编程 与自主开发[!] ; 北京:电子工业出版社,’%%&; [责任编辑:胡方华]
建筑机械 !%%$ (#!)
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硬件电路简图
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基于PLC的变频调速系统设计课程设计
《电气控制与PLC》课程设计说明书基于PLC的变频调速系统设计The variable frequency speed regulation system based on PLC design学生姓名学生学号学院名称专业名称电气工程及其自动化指导教师2013年12月1日摘要本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果,在本次的设计中,我的设计系统主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。
经过本次设计和研究,使我对所有器件有了新的认识,尤其对PLC有了更多的了解:PLC是能进行行逻辑运算,顺序运算,计时,计数,和算术运算等操作指令,并能通过数字式或模拟式的输入输出,控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。
首先我们查阅各个器件的资料,先对其有个明确的认识,然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原理框图后,通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。
本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统,本次设计选用三相异步交流电机,而 PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广,因此本次设计具有相当的实用价值。
关键词 PLC;变频器;电动机;调速目录1 引言 (1)1.1 概述 (1)1.2设计内容 (1)2 系统的功能设计分析和总体思路 (2)2.1 系统功能设计分析 (2)2.2 系统设计的总体思路 (2)3 PLC和变频器的选择 (3)3.1PLC的概述 (3)3.1.1 PLC的基本结构 (3)3.1.2 PLC的工作原理 (5)3.1.3PLC的型号选择 (6)3.2变频器的选择和参数设置 (6)3.2.1 变频器的选择 (6)3.2.2 变频调速原理 (7)3.2.3 变频器的工作原理 (8)3.2.4 变频器的快速设置 (8)4 开环控制设计及PLC编程 (9)4.1 硬件设计 (9)4.2 PLC软件编程 (10)4.2.1设计步骤 (10)4.2.2系统流程框图 (10)4.2.3 程序的主体 (11)4.2.4 控制程序T形图 (11)5 PLC系统的抗干扰设计 (17)5.1 变频器的干扰源 (17)5.2 干扰信号的传播方式 (17)5.3 主要抗干扰措施 (18)5.3.1 电源抗干扰措施 (18)5.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施 (18)5.3.3 接地抗干扰措施 (18)结论与心得 (19)参考文献 (20)附录 (21)1 引言1.1 概述调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。
基于PLC的变频器多段速调速系统设计_毕业设计 精品
陕西工业职业技术学院基于PLC的变频器多段速调速系统设计专业:机电一体化班级:机电1105班姓名:冯志超指导教师:司老师目录1 绪论 (1)2课题的背景 (1)背景分析......................................................................................................... 错误!未定义书签。
3 PLC 和变频器的介绍 (5)4 PLC 的结构及特点 (5)5 PLC 的工作原理 (7)6 PLC 的应用 (7)7 PLC 发展趋势 (8)8 PLC 控制变频器带电机多段速运行 (8)9变频器的介绍 (8)10变频器的控制方式 (9)11变频器的应用 (9)12 PLC 与变频器的组合 (10)13变频器和PLC 进行配合时所需注意的事项 (10)14变频调速系统 (11)15变频调速的基本控制方式 (11)16系统的控制要求..................................................................................... 1错误!未定义书签。
17方案的确定............................................................................................. 1错误!未定义书签。
18 S7-200 PLC ................................................................................................ 错误!未定义书签。
19MicroMaster420 变频器 (13)20外部电路设计 (14)21 变频开环调速 (14)22.按项目控制要求设计PLC和变频器 (15)23 PLC程序设计 (15)24变频器参数设置 (16)25任务拓展 (17)26项目实现 (17)附录 (20)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)绪论课题的背景最先制成电动机的人是德国的雅可比,在两个u 型电磁铁中间,装一六臂轮,每臂带两根棒型磁铁。
基于单片机的变频调速电机设计思路研究
基于单片机的变频调速电机设计思路研究摘要:单片机也称为微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
文章研发出了基于单片机上的变频调速电机,对此系统进行了详细叙述。
关键词:单片机;变频调速电机1 本系统的基本简介1.1 单片机的简介单片机也称为微控制器,它常用英文缩写MCU来表示。
单片机不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上,最早设计者是想把CPU和其他外围设备集成在一个芯片里达到计算机系统更小、更容易集成的目的,INTEL的Z90是最早设计出来的单片机。
概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时,学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机的历史:第一代,20世纪70年代后期,4位逻辑控制器件发展到8位。
使用NMOS工艺(速度低,功耗大、集成度低)。
代表产品:MC6800、Intel8048。
第二代,20世纪80年代初,采用CMOS工艺,并逐渐被高速低功耗的HMOS 工艺代替。
代表产品:MC146805、Intel 8051。
第三代,近10年来,MCU的发展出现了许多新特点:①在技术上,由可扩展总线型向纯单片型发展,即只能工作在单片方式。
②MCU 的扩展方式从并行总线型发展出各种串行总线。
③将多个CPU集成到一个MCU 中。
④在降低功耗,提高可靠性方面,MCU工作电压已降至3.3 V。
第四代,FLASH的使用使MCU技术进入了第四代。
本次实验我们使用的是Microchip公司的PIC微控制器。
PIC微控制器(PIC microcontroller),是一种使用哈佛结构的精简指令集微控制器,由Microchip公司研发而成。
PIC微控制器的架构是很明显的最低限度,它有以下特点:①分离式的程式码和资料空间(哈佛结构)。
②少量的固定长度指令。
③指令是单周期执行(4时钟周期),仅流程转移指令(call,goto,return,成立时的条件跳跃)需两个指令周期。
PLC+变频器控制系统
变频器使用及PLC控制系统一、MM420变频器键盘与显示器显示器:可以显示参数地址与数据,参数地址前面有P或r(只读参数)r000用于显示变频器下面几个量:直流母线电压:P005=26输出电流:P005=27输出频率:P005=21(缺省值)输出电压:P005=25另当P005=21时按住Fn键保持2秒,再按Fn键将轮流显示上述4个量,再按住Fn键保持2秒退出交替显示。
:变频器启动,当P0700=1时有效:变频器停止,:反转:电机点动,变频器准备就绪不运行时有效:除上述用于显示器r0000地址的轮流显示外,在任何参数下按此键回r0000,再按回原来参数;故障时按此键可以复位故障。
:按此键可与将显示器显示值在参数地址与数据间切换。
、:在参数显示与数据显示状态,按此两键可以增减参数地址与参数数据。
二、变频器基本应用(一)面板控制只需要主回路接线,变频器键盘控制。
注意:输入电压只能是220V,接380V变频器功率板必坏。
恢复出厂值:P010=30P0970=1参数设置:P0003=2用户访问级别(扩展级)P010=1 启用快速调试(不启用后面参数不可调)P100=50输入电源频率(缺省值)P304=380V(电机额定电压)P305=1.1A(电机额定电流)P307=0.37KW电机额定功率P308=0.85左右(电机额定功率因素)P310=50电机额定频率P311=1400电机额定速度P335=0电机冷却方式(自冷,缺省值)注意:以上P304-P335为电机参数,具体值根据实际电机设定。
P700=1面板键盘(BOP)启动P1000=1工作频率来自变频器设定P1040P1080=0.0变频器工作最小频率(缺省值)P1082=50.0变频器工作最大频率(缺省值)P1020=10.0s:上升时间(变频器频率由0变化至设定值的加速时间)根据要求设定P1021=10.0s:下降时间(变频器频率由设定值变化至0的减速时间)根据要求设定P3900=2开始进行快速调试此时可以用面板操控变频器起停正反住电动级调速,相关参数还可做进一步设置P1040=20.0(按启动按钮,变频器工作频率,根据需要设定)变频器工作频率在启动后再r0000显示频率时按增减键还可以更改P1058、P1059:正反转点动频率P1060、P1061:点动上升下降时间P1033=0 U/f曲线选择(恒转矩负载选择缺省值0)(二)外部开关量起停与正反转控制1、PLC与变频器接线PLC接线图中的24V电源来自PLC电源模块(实验台S11)2、变频器参数设置(原来在出厂值)P003=2P010=1P304\305\307\308\310\311\335根据电机参数设置P700=2 命令信号源(缺省值为2,启停信号由外部开关量给出)P1000=1工作频率有变频器给出,要设置P1040P1080\1082 (缺省值)P1120\1121 上升下降时间根据要求设定P3900=2 开始快速调试,变频器可以工作若不在出厂值状态下,下列参数需要设置P0701=1 定义5号端口用于起停变频器/电机1启动(上图KA1接通)0停止(上图KA1断开)P702=12 定义6号端口用于正反转控制1正转(上图KA2接通)0反转(上图KA2断开)P0703=9 定义7号端口用于故障复位P1040=设定频率必须根据要求设定3、PLC程序(三)外部模拟量控制正向或反向启动后,按加速按钮变频器工作频率上升0.5HZ,按减速按钮变频器工作频率下降0.5HZ1、变频器参数P003=2P010=1P304\305\307\308\310\311\335根据电机参数设置P700=2 命令信号源(缺省值为2,启停信号由外部开关量给出)P1000=2工作频率由3、4号端子的电压大小给出P1080\1082 (缺省值)P1120\1121 上升下降时间根据要求设定P3900=2 开始快速调试,变频器可以工作若不在出厂值须设置P0701=1 P702=12 P0703=92、接线图3、PLC程序与模拟量的硬件配置在CPU的AI5/AO2属性框(上图)上框选V,下框选0-10V正反向起停控制加减速控制,启动以后有效输出限幅停止时将模拟量输出清零(四)多段速控制按启动按钮后变频器工作频率由5HZ没隔5秒自动上升5HZ直至35HZ再回到5HZ循环,按停止按钮立刻停止工作。
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摘要变频调速技术已经成为节能和提高产品质量的有效措施。
变频调速的重要性日益得到国家的重视,在国内推广变频调速技术有着非常重大的现实意义和巨大的经济价值和社会价值。
中压变频调速技术是电力电子领域的一个制高点技术,中压大功率变频器是电力电子行业中尚未解决的一个难题。
本论文概述了中压变频器的国内外技术发展及趋势,对中压变频器各种类型的优缺点进行了分析。
阐述了单元串联多电平移相式PWM电压源型变频器原理,通过对原理的阐述,进一步透彻的掌握单元串联多电平高压变频器的内部特性。
研究了单元串联多电平中压变频器的PWM技术和SPWM技术。
基于各种PWM 控制技术的对比,本设计选定三角载波移SPWM技术作为控制方法。
文中介绍了IGBT的工作原理和各种保护方法。
给出了基于PIC单片机的五单元串联中压变频器的控制单元的软硬件设计。
关键词:变频器;单元串联中压变频器;PWM技术;移相载波SPWM技术;单片机AbstractVelocit y adjustmentt echnique of mid-voltage variable frequency is an advanced technique in power electronics realm.mid-voltage and large-power frequency converter is an unsolved difficult in power electronics industry. Its using area basicall y covers with all kinds of main ind ustry and it has a large market potential. But, compare d with latent market, our middle-voltage frequency converter (HVF) is in starting phase in which it is an extremel y good opportunit y to develop domestic frequency converter manufacturing industry. Velocit y adjustment technique of mid-voltage variable frequ ency has become effective measures to save energy and promote product quality. The expansion of velocit y adjustment technique has got very important and realistic meaning and tremendous economic and societ y value.The progress and the trend of HVF techni que,the market requirements domestic and abroad for HVF are reviewed. The advantage and disadvantage of different HVF t ypes, effects of HVF on electric net and electric motor areanal yzed in detail.The paper studied the PWM technology and SPWM technology fo r medium voltagec ascadedm ultilevelin verters. Based on the anal ys is of kinds of PWM technologies,the design choose the Triangle_Carrier phase-shifted SPWM for cascaded multilevel inverters as control technology.The paper introduced the operation pr inciple and many kinds of protection methods of IGBT.The software and hardware design of control unit of the Five_units Cascaded Medium Voltage Inverter is introduced.Key Words:frequency inverter;Cascaded Medium Voltage Inverter ;PWM Technology;phase-shifting carrier SPWM;Single-Chip Microcomputer目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 中压变频器的类型 (1)1.3 中压变频器国内外研究概况 (2)1.4 变频器主器件-电力电子器件的发展现状 (3)第2章单元串联多电平变频器工作原理及其特点 (5)2.1 概述 (5)2.2单元串联多电平变频器主电路结构 (5)2.3 单元串联多电平变频器工作原理 (6)第3章 IGBT介绍及其保护电路 (8)3.1 IGBT介绍 (8)3.2 IGBT 的工作原理 (8)3.2.1 基本工作原理 (8)3.2.2 IGBT 的主要参数 (9)3.2.3 IGBT 的安全工作区 (10)3.2.4 IGBT 对驱动电路的要求 (11)3.3 保护措施 (12)3.3.1 IGBT栅极的保护 (12)3.3.2 集电极与发射极间的过压保护 (13)3.3.3 集电极电流过流保护 (15)3.3.4 过热保护 (17)第4章PWM技术和SPWM调制方法综述 (17)4.1 PWM技术基本概念 (17)4.1.1 PWM控制的基本原理 (18)4.1.2 PWM技术基本概念 (19)4.2 SPWM调制方法对比分析 (24)4.2.1 采样法SPWM (24)4.2.2 谐波消去法SPWM (27)4.2.3 载波相移SPWM(CPS-SPWM) (29)4.2.4 小结 (31)第5章控制电路设计 (31)5.1 设计任务、要求和参数 (31)5.2 主电路设计概述 (31)5.2.1 变频器的构成 (31)5.2.2 变频器各部分概述及本设计主电路方案选择.. 325.3 PIC系列单片机简介 (34)5.3.1 PIC系列单片机的特点 (34)5.3.2 PIC系列单片机的优势 (35)5.3.3 本设计选用的PIC16F877介绍 (36)5.4 控制部分设计 (37)5.4.1 控制电路方案选择 (37)5.4.2 控制电路各部分设计 (38)5.4.3 IGBT驱动电路设计 (46)5.4.4 PIC16F877系统接线 (51)第6章软件设计 (52)6.1 程序设计思路 (52)6.2 程序流程图 (53)6.2.1 主程序流程图 (53)6.2.2 AD转换子程序流程图 (53)6.2.3 I/O口初始化子程序流程图 (53)6.2.4 AD模块初始化子程序流程图 (53)6.2.5 外部、电平中断服务子程序流程图 (53)6.2.6 定时器中断服务子程序流程图 (53)6.3 软件清单 (57)第7章实验结果和分析 (62)7.1 实验内容 (62)7.2 实验仪器 (62)7.3 实验波形 (62)7.4 实验结果分析 (63)第8章设计总结 (64)元器件明细表 (65)参考文献 (69)英文资料原文 (70)英文资料翻译 (77)致谢 (87)兰州理工大学毕业设计说明书第1章概述1.1 设计背景由于电力电子技术、微电子技术和现代控制理论以惊人的速度向前发展,随之带动了交流传动技术日新月异的进步。
交流传动经过近二十年的发展,目前它正成为电气传动的主流。
变频调速是交流传动中最主要的一种。
随着变频调速技术的迅速发展和其性能的不断提高,近年来在适用于中压(3V~10kV)电压等级电动机的中压变频器也得到了相应的发展,特别是一些新建的工程项目,一改往日在中压电机无特别要求时,不考虑调速方案的设计思想,从节能、生产工艺要求出发,在设计中大都考虑了调速的系统,或将原来的低效、简单的调速系统改造成高效、高性能的变频调速系统。
这在近年来已成为一种时尚,在有些领域也作为其系统先进性的一个标志。
1.2 中压变频器的类型从中压变频器主电路结构上看,它不象低压通用变频器那样,有统一的、很明确的形式种类,中压变频器大概分为两大类,即所谓的高—低—高型和直接型。
高—低—高型中压变频器实质上是低压变频器,它只是在低压通用变频器前加了一个降压变压器,将中压变成低压通用变频器能适应的低压,在低压通用变频器输出侧加一个升压变压器,将其输出的低压再升高为中压电机所能适应的中压。
由于此类变频器是以成熟的低压通用变频器为基础的,因此,它是最早的一种中压变频器,它的唯一优点是易于实现。
它的缺点是:1. 由于变频器输出含有高次谐波和直流分量,升压变压器需特殊设计;2. 低压通用变频器所具有的对电机的影响,以及对电网的污染,它仍然具备;3. 由于两个变压器都有较大损耗,使其效率较低;4. 装置占地面积大。
由于此类变频器的诸多固有缺点,故在近年来已被所谓的直接型中压变频器取代。
直接型中压变频器无需升、降压变压器,而是对中压电源直接进行变频、变压等变换,其输出直接就是能供给中压电机的中压。
这类变频器根据主电路所用的功率器件可大概分为:以晶闸管或GTO(Gate Turn Off Thyristor)为功率器件的电流型中压变频器,以IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor)或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transisor)为功率器件的三电平中压变频器和以IGBT为功率器件的单元串联多电平中压变频器。
从对电网污染的程度和对电机的影响两方面看,后一种最优。
但是,由于这种变频器其功率单元中的整流采用的是二极管整流电路,能量不能回馈电网,系统不能四象限运行,所以它最适合于风机和水泵类负载。
1.3 中压变频器国内外研究概况目前在国际上,能生产低压通用变频器的公司非常之多,而国内也有很多公司、厂家能生产,但能生产中压变频器的公司在国际上只有少数几家著名的电气公司,如通用电气公司(GE)、德国西门子(SIMENS)和罗宾康(ROBICON)等公司。