基于单片机转差频率的交流调速系统

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基于单片机的交流调压调速系统设计

摘要在电力传动系统中，交流电动机具有一些直流电动机无法比拟的优点，如单机容量、电枢电压、额定转速、价格等方面。

但由于交流电机的调速一直比较困难，所以，长期以来，交流电机只能作恒速运行，而在要求精确、灵活、连续调速的传动系统中，直流电机调速传动一直占主要地位。

然而，近年来，一方面随着大功率可控电力电子元件和变频技术的迅速发展，用交流电机的调速传动系统代替直流电机调速传动系统已成为可能，另一方面，从节能的观点要求把原来作恒速运行的交流电机传动系统改为调速传动。

因而，在电力传动领域里正在日益重视发展交流电机的调速传动，成为电动机调速新的发展方向。

交流调压调速系统设计思想是用改变异步电动机定子电压来实现调节电动机转速的控制系统称为调压调速系统，而电机定子电压是通过晶闸管元件组成的调压器进行控制。

通过控制晶闸管的触发角，就可以对输出交流基波电压有效值进行控制，来达到调压调速的目的。

系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，触发器，电压电流检测保护电路，STC89C51RC单片机，测速发电机等组成。

调压调速的电路简单，成本低廉、操作简单、方便，多用于对调速性能要求不高的中、小容量拖动装置中。

关键字：晶闸管；调压调速；单片机ABSTRACTIn the power transmission system, AC motor has some DC motor can not match the ad-vantages, such as stand-alone capacity, armature voltage, rated speed and price. But due to the AC motor speed control has been more difficult, so for a long time, the AC motor can only for constant speed operation, and requires accurate, flexible and continuous speed control of the drive system, DC motor drive has accounted for a major position. However, in recent years, on the one hand, with the rapid development of high power controllable power electronic components and frequency conversion technology, AC motor variable speed drive system to replace the DC motor drive system has become possible, on the other hand, from the view-point of saving asked to original constant speed AC motor drive system change is an adjusta-ble speed drive. So in the field of power transmission is being paid increasing attention de-velopment of AC motor variable speed drive, become the new development direction of the motor speed.AC adjustable speed system design pressure is by changing the stator voltage to realize adjustment of motor speed control system for pressure regulating and speed control system, and motor stator voltage is through the thyristor tube element is composed of a pressure con-trol device. Through control thyristor trigger angle, the AC output fundamental voltage effec-tive value of control to achieve pressure and speed adjustment.The overall structure of the system mainly by the main circuit, driving circuit, a photoe-lectric isolation circuit, trigger, voltage and current detection and protection circuit, stc89c51rc SCM, tachometer generator.Pressure regulating speed circuit is simple, low cost, simple operation, convenient and high requirement of speed performance, small capacity dragging device used in.KeyWords:Thyristor,Voltage Control,SCM目录摘要 (i)ABSTRACT .................................................................................................................. i i 第一章绪论. (1)1.1 交流调速的发展状况 (1)1.2 现代交流调速技术的应用 (1)1.3 现代交流调速技术的发展 (2)第二章三相异步电动机交流调速 (4)2.1 交流调速方案 (4)2.1.1 变级调速 (4)2.1.2 变频调速 (4)2.1.3 变转差率调速 (4)第三章交流调压主电路设计 (8)3.1 主电路及其工作原理 (8)3.1.1 主电路装置 (8)3.1.2 主电路原理 (8)3.2 交流调压调速控制主回路设计 (10)3.3 主电路参数及元器件选型 (11)3.3.1 主电路参数要求 (11)3.3.2 晶闸管选择 (11)3.3.3 滤波电容的选择 (11)3.3.4 阻容吸收电路参数计算 (11)3.3.5 压敏电阻的选择 (12)第四章控制电路设计 (13)4.1 单片机控制线路 (13)4.1.1 单片机STC89C51RC的组成及引脚 (14)4.1.2 A/D芯片ADC0809及其工作原理 (16)4.2 单片机的几个外围电路 (17)4.2.1 时钟电路 (17)4.2.2 复位电路 (18)4.2.3 速度检测电路 (19)4.2.4 过压检测保护电路 (19)4.3 同步输入电路及移相触发脉冲的产生 (20)4.3.1 同步信号输入电路 (20)4.3.2 触发脉冲线路与驱动电路 (20)4.4 晶闸管触发驱动 (23)4.5 PID调节模块控制原理和有关的设计 (23)4.6 系统工作原理 (25)第五章系统软件的总体设计及流程图 (26)5.1 主程序 (26)5.1.1 主程序流程图 (26)5.1.2 中断保护服务程序流程图 (27)5.2 子程序模块: (27)5.2.1 软起动子程序 (27)5.2.2 键值处理子程序流程图 (29)5.2.3 PID子程序流程图 (30)5.2.4 子程序流程图 (31)结束语 (32)参考文献 (33)致谢 (34)第一章绪论1.1 交流调速的发展状况交流调速技术诞生1世纪，但由于其性能无法与直流调速技术相比，所以过去的直流调速系统一直在电气传动领域中占统治地位。

基于单片机产生的PWM波对交流电机的调速系统

基于单片机产生PWM波对交流电动机的调速系统
陈志森
小组成员
• 陈志森 • 李强 • 葛峋成 • 吴雷 • 何山
陈志森：
• 1、知识条件：学习过专业课：模拟电路与数字电路、单片机原理与应用技术、电工学、电机学、电传动技术、CAD、MATLAB等，成绩都较好。具备较好电路基础知识功底，熟悉各种电子仪器的使用，有较强的实训能力； • 2、兴趣爱好：爱好电子制作和小发明，擅长于软件的编程和硬件制作，学习认真和思维活跃； • 3、个人成果：制作成果：制作过收音机和MF50万用表，全国数学建模大赛江苏省一等奖；熟悉单片机的LED的显示编程、时钟编程等，编制过交通灯单片机程序，能够模拟交通灯的各种实时控制功能。
李强：
• 1、知识条件：学习过专业课：电工基础、电工电子技术、计算机应用基础、电机学、单片机等课程。 • 2、兴趣爱好：对电子电路理论与实践感兴趣，爱好电子制作和小发明，善于硬件制作。 • 3、个人成果：曾在学校期间制作过MF50万用表，组装过计算机等。
葛峋成：
• 1、知识条件：学习过专业课：电工基础、电工电子技术、计算机应用基础、电机学、单片机等课程。 • 2、兴趣爱好：对电子电路理论与实践感兴趣，爱好电子制作和小发明，善于单片机应用编程。 • 3、个人成果：曾在学校期间制作过MF50万用表，组装过计算机，熟悉单片机的时钟编程等。
项目研究目标及主要内容
• • • 1、训练目标：研制两套基于单片机产生PWM对交流电动机的调速系统 2、前期准备活动：基于单片机产生PWM对交流电动机的调速系统调研与方案论证 3、主要内容：（1）基于单片机产生PWM对交流电动机的调速系统硬件、软件模块的划分；（2）基于单片机产生PWM对交流电动机的调速系统各功能模块的总设计；（3）基于单片机产生PWM对交流电动机的调速系统各子功能模块的设计；（4）PROTEL99绘制电原理图、PCB印制线路板图及软件应用训练；（5）MCS-51编程软件的训练，定时器、中断端口、串口通信软件等功能模块的基础训练；（6）各功能模块硬件电路设计、各功能模块配套软件编程设计；（7）基于单片机产生PWM对交流电动机的调速系统在线调试；（8）基于单片机产生PWM对交流电动机的调速系统各功能模块综合调试；（9）论文撰写、项目验收。

基于单片机转差频率的交流调速系统

摘要单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。

通过改变程序来达到控制转速的目的。

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。

系统的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的可靠性有了保障。

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引言 (4)1交流调速系统的概述 (4)1.1 交流调速的基本原理 (4)1.2 交流调速的特点 (6)2 交流调速系统的硬件设计 (6)2.1 转差频率控制原理 (6)2.2 用单片机控制的电机交流调速系统设计 (8)2.2.1 调速系统总体方案设计 (8)2.2.2元器件的选用 (9)2.2.3 系统主回路的设计以及参数计算 (11)2.2.4 SPWM控制信号的产生 (15)2.2.5光电隔离及驱动电路设计 (17)2.2.6故障检测及保护电路设计 (18)2.2.7 模拟量输入通道的设计 (19)3 系统软件的设计 (19)3.1 主程序的设计 (19)3.2 转速调节程序 (20)3.3 增量式PI运算子程序 (21)3.4故障处理程序 (22)3.5 部分子程序 (23)3.51 ADC0809的编程 (23)3.52 8255的编程 (24)设计心得 (25)参考文献 (26)引言自上个世纪90年代以来，近代交流调速步入了以变频调速为主导的发展阶段。

其间，由于各种新型电力电子器件的支持，使变频调速在低压（380 V）、中小容量（200 kW以下）方面取得了较大的进展。

但是面对高压（6～10 kV）中大容量领域，由于电力电子器件自身规律的限制，变频调速在技术上遇到了很大困难，无论是“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。

单片机控制的电机交流调速系统设计

单片机控制的电机交流调速系统设计发布时间：2021-12-01T08:09:31.056Z 来源：《当代电力文化》2021年第19期作者：王哲[导读] 随着电力电子技术、微电子技术和自动控制理论的发展,交流调速技术也有了日新月异的变化。

王哲吉林华正农牧业开发股份有限公司摘要：随着电力电子技术、微电子技术和自动控制理论的发展,交流调速技术也有了日新月异的变化。

可调速的高性能交流电力拖动系统在工业上的应用也越来越广。

进入21世纪交流调速技术也进入了现代交流调速技术时代,现代交流调速技术也成为人类社会的重大技术进步之一。

其发展速度之快、应用覆盖范围之广都是前所未有的。

而且应用实践表明,采用现代交流调速技术极大的提高了传动系统的运行质量,同时,带来了巨大的经济和社会效益。

关键词：单片机；电机控制系统；设计引言在现代化工业发展过程中，电动机应用越来越广泛，对于更好的满足现代化工业需求，并提升工作效率，实现经济效益的提升起到了有效的促进作用，而在新的发展形势下，如何优化电机运动控制系统设计，为工业发展提供更多的动力支持是当前急需解决的重要问题。

通过对基于单片机的电机运动控制系统设计进行分析，以期进一步提升现代化工业发展水平。

近些年以来，随着单片机在性能方面的不间断提高，已经广泛的应用到了通信、网络、农业，以及大众日常生活的很多领域当中。

不仅能够在很多场合满足应用的需求，而且在特点方面具有：价格低、性能很可靠、使用比较方便、低功耗、小体积、速度快、功能强、可集成度较高等。

常用的单片机主要有MSP430单片机、PIC单片机、A VR单片机、51系列单片机。

因此针对单片机控制的电机系统，在应用方面进行分析是很有必要的。

一、单片机的特性目前，市场上主流的单片机包含计数器、中央处理器、只读存储器、串行端口等，能够对数据进行存储与处理等操作。

单片机的系统并不复杂，因此在操作上较为简便，并且在实现模块化管理上有突出成效。

单片机控制的交流调速系统设计

目录摘要 (2)1引言 (3)1.1交流调速系统的现状 (3)1.2交流调速系统的特点 (4)1.3交流调速系统原理 (5)2交流调速系统的硬件设计 (6)2.1交流调速系统控制回路设计 (6)2.2交流调速系统参数设计 (7)2.3元器件的选用 (11)3交流调速系统软件设计 (23)3.1主程序设计及说明 (23)3.2子程序设计 (26)4结论 (28)5参考文献 (28)6致谢 (29)单片机控制的交流调速系统设计摘要交流变频调速具有调速范围宽，稳速精度高，动态响应快，运行可靠等技术性能，已逐步取代直流电动机调速系统。

然而目前的变频器大部分都是线路复杂，价格昂贵，常用于大、中功率的电动机。

本课题单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。

通过改变程序来达到控制转速的目的。

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。

可以满足各种不同场合的应用，以达到调速节能的效果。

关键词:AT89C51单片机；SA8282；转差频率；交流调速；三相异步电动机1引言1.1交流调速系统的现状电气传动从总体上分为调速和不调速两大类。

按照电动机的类型不同，电气传动又分为直流和化大生产的不断发展，生产技术越来越复杂，对生产工艺的要求也越来越高，这就要求生产交流两大类，直流电动机在19世纪先后诞生，但当时的电气传动系统是不调速系统，随着社会机械能够在工作速度，快速启动和制动，正反转等方面具有较好的运行性能。

从而推动了电动机的调速不断向前发展，自从1834年直流电动机出现以后，直流电动机作为调速电动机的代表，在工业中得到了广泛的应用。

它的优点主要在于调速范围广，静差小，稳定性能好以及具有良好的动态性能，晶闸管变流装置的应用使直流拖动发展到了一个很高的水平，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中相当长时间内几乎都采用直流拖动系统。

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。

单片机控制的交流异步电机变频调速

单片机控制的交流异步电机变频调速摘要：单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。

通过改变程序来达到控制转速的目的。

本文用MCS-51系列的8051单片微型计算机和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，实现三相异步电机变频调速的目的。

关键词：单片机；三相异步电机；变频调速1、交流三相异步电动机和变频调速技术介绍1.1 三相异步电动机交流电动机，尤其是感应异步电动机，具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、维护方便，可工作在恶劣的环境中等优点，在伺服驱动系统中越来越受到人们的关注。

1.2 变频调速技术三相异步电动机的调速方法有三种：变极调速、改变转差率调速、变频调速。

其中变频调速具有很大优势，效率最高、性能最好、应用最广泛的是变频调速，它可以构成高动态性能的交流调速系统来取代直流调速系统，并且是交流调速的主要发展方向。

它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节能效果明显，而且易于实现自动化控制，所以交流电动机的变频调速刚反应用于工业行业。

目前变频器不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用，而且已扩展到了工业生产的所有领域，以及空调器、洗衣机、电冰箱等家电中。

2、三相异步电机的变频调速原理异步电动机的转速是取决于同步转速的：)1(0s n n -=式中： n ——电动机的转速，m/min0n ——电动机的同步转速，r/mins ——电动机的转差率 s=(n 1-n/)=△n/ n 1而同步转速则主要取决于频率p fn 60=式中：f——输入频率，Hzp——电动机的磁极对数由以上两式可知变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：p sf n) 1(60-=由上式可知，在电动机磁极对数不变的情况下，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。

当改变电动机定子电源的频率时，电动机的同步转速将随频率正比变化，于是转子转速将随之而变化，这种通过改变电源频率实现的速度调节称为变频调速。

基于单片机转差频率的交流调速系统

运动控制系统课程设计题目：基于单片机转差频率的交流调速系统专业班级：姓名：学号：指导教师：目录1引言 (3)2设计方案 (4)2.1调速系统总体方案设计 (4)2.2转差频率控制转速的基本原理 (5)3硬件设计 (6)3.1硬件清单列表 (6)3.2重要元件的功能 (7)3.2.1单片机AT89C51 (7)3.2.2译码器 (8)3.2.3可编程计数/定时芯片8253 (8)3.2.4大规模专用集成电路HEF4752 (9)3.2.5可编程的并行I/O接口芯片 8255 (10)3.2.6 A/D转换器ADC0809 (11)3.2.7通用可编程键盘8279 (11)3.3系统主电路图 (12)3.4 转差调节器的设计 (13)3.5 PWM控制信号的产生及变换器的设计 (14)3.6 光电隔离及驱动电路设计 (15)3.7 电动机的转速测量电路的设计 (15)3.8 电动机的电流、电压测量电路的设计 (16)3.9 键盘显示电路的设计 (17)3.10 故障检测及保护电路设计 (18)3.11参数计算 (19)3.11.1大功率开关管 (19)3.11.2三相整流桥 (19)3.11.3 LC滤波器 (20)3.11.4 直流侧阻容吸收电路 (20)3.11.5 大功率晶体管阻容吸收电路 (21)4软件设计 (21)4.1 程序框图及其介绍 (21)4.1.1系统主程序 (21)4.1.2 转速调节程序 (23)4.2 部分子程序 (24)4.2.1 0809的编程 (24)4.2.2 8253编程 (24)4.2.3 8255编程 (25)心得体会 (26)参考文献 (27)1引言近年来，交流电机调速技术中最活跃、发展最快的就是变频调速技术，变频调速技术的出现使频率成为可以充分利用的资源。

交流电动机采用变频调速不但能实现无级调速，而且可以根据负载的特性不同通过适当调节电压和频率之间的关系，使电动机始终运行在高效区，并保证良好的动态特性。

基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统

基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统一、背景介绍在工业自动化控制中，直流电机的使用非常广泛。

为了满足生产需要，直流电机往往需要精确的调速控制。

而基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，能够进行精确的调速控制，能够满足不同领域生产的需求。

二、系统的工作原理基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，是通过单片机的输出比较器和计数器，生成PWM信号，对直流电机进行调速控制。

系统的工作流程如下： 1. 将单片机的一个IO口设置为输出端口，将PWM信号输出至直流电机控制器。

2. 单片机通过PWM的工作状态，实现对直流电机的调速控制。

3. 接收外部信号，如光电传感器等外部元件信号，与单片机实现互动控制。

三、系统的硬件结构基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，主要由以下硬件构成：1. 单片机：AT89S52单片机。

2. 驱动芯片：L293D电机驱动芯片，能够带动2个直流或步进电机。

3. 直流电机：具有恒定转速输出的直流电机。

4. 供电模块：通过电源模块将工作电压稳定输出，以保证整个系统的稳定性。

四、系统的软件设计在基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统中，需要进行相应的软件设计，以实现对硬件的完备控制。

### 1. 硬件方面的编写初始化单片机及端口、占用模式、管脚监听、中断响应等基本操作。

2. 软件方面的实现1.通过控制器计数器以及方波控制直流电机的执行速度。

2.利用定时器产生PWM波控制直流电机的状态。

3.通过IO控制输出、接收外部信号。

3. 控制程序的实现检测输出端口，通过输入数据产生PWM波，通过PWM波控制电离子的转速。

五、系统的应用场景基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，可广泛应用于以下场景： 1. 机床设备制造领域，能够对机床电机的转速进行精确控制。

2. 汽车制造领域，能够对汽车电动马达的转速进行精确控制，从而提升汽车驾驶体验。

基于单片机转差频率的交流调速系统

基于单片机转差频率的交流调速系统摘要随着现代工业的发展，交流电机在生产中的应用越来越广泛。

传统的交流调速方法往往存在一些问题，比如成本高、效率低、调速平稳性差等。

本文介绍了一种基于单片机转差频率的交流调速系统，该系统具有成本低、效率高、调速平稳等优势。

介绍传统的交流调速系统通常采用调节电压或频率的方式进行调速，但这种方法存在很多问题。

首先成本较高，其次效率较低，此外在调速平稳性上也存在一定的问题。

由于这些局限性，交流调速技术的发展成为了一个研究热点。

技术原理基于单片机转差频率的交流调速系统是一种新型的调速方法。

该系统的技术原理是将电源变频器当作一个切换器，利用单片机实时测量交流电机的运行速度，然后根据用户需要调整变频器的输出频率，从而控制交流电机的转速。

具体的实现方法如下：首先，需要在电路中设置几个传感器，用来监测交流电机的转速、转矩、电压等参数，这些数据通过单片机实时采集，然后进行处理。

接着，根据用户需要设定交流电机的转速，单片机将处理后的数据输出给变频器，从而控制变频器的输出频率，使其达到用户设定的目标转速。

最后，通过统计误差以及出现异常情况，进行调整和优化，使得调速过程更加平滑。

应用效果通过对基于单片机转差频率的交流调速系统进行应用效果测试，得到了如下结果：1.该系统在调节电机转速方面效果显著，提高了调速的准确性和平稳性。

2.该系统在成本方面具有优势，相比传统的调节电压或频率的方式，该系统成本更低。

3.该系统在节能方面也具有优势，通过优化调节过程，可以有效降低交流电机的能耗。

基于单片机转差频率的交流调速系统是一种新型的、高效的调速方法，具有成本低、效率高、调速平稳等优势。

该系统在现代工业应用中具有广泛的应用前景，未来将会继续得到进一步的研究和完善。

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。

基于单片机控制的交流变频调速系统

基于单片机控制的交流变频调速系统姓名: 田冰杰学号: 1030301134417专业: 电气自动化技术班级: 电气1343引言随着电力电子技术、微机控制技术以及大规模集成电路的发展，基于集成PWM电路构成的变频调速系统以其结构简单、运行可靠、节能效果显著、性价比高等突出优点而得到广泛应用。

本文介绍的GTR SPWM变频调速系统是以大规模专用集成电路HEF4752和单片机（80C51）为核心构成的控制电路，由HEF4752产生的三相PWM信号经隔离、放大后，驱动由GTR构成的三相桥式逆变器，使之输出三相SPWM的波形，实现异步电机变频调速。

第1章概述1.1三相异步电动机变频调速的发展随着变频调速异步电动机在国内外市场上日益扩大应用。

自90年代中期以来，我国有众多电动机生产企业设计、研制和生产适用于不同应用的各种系列变频调速三相异步电动机，例如：通用变频调速电动机系列、起重冶金变频调速电动机系列、隔爆变频调速电动机系列、电梯变频调速电动机系列、辊道变频调速电动机系列、牵引变频调速电动机系列等。

从目前情况看，这些系列电动机能基本满足国内市场的需求。

据资料显示，我国对于变频凋速三相异步电动机的品种不断扩大，产品设计也不断改进。

为了适应不同用途、不同工作条件和使用环境、不同工况等各种要求，专用系列和改型系列变频调速电动机产品不论现在和将来，都在迅速发展。

变频器供电电源会存电动机端子和各相绕组的前几匝线圈上产生高频瞬间脉冲峰值电，因此，如果不对绝缘系统采用增强措施．将会使绕组存高电压应力作用下过早失效，从而引起绝缘击穿故障。

在电气传动领域中，随着自关断器件技术水平的不断提高，脉宽调制技术（简称PWM技术）也日趋成熟。

PMW交流变频调速以其高效率、高功率因数、输出波形好、结构简单等优点，在井下风机、水泵、造纸机等设备中得到了广泛的应用。

将单片机应用于交流变频调速系统，可有效地避免传统调速方案中的一些缺点，达到了提高控制精度的目的，其特点：（1）采用单片机可以使绝大多数控制逻辑通过软件实现，简化了电路。

基于单片机的电机交流调速系统

基于单片机的电机交流调速系统姓名：学号：年级：2010级黑龙江大学电子工程学院自动化专业摘要：目前，交流调速是调速领域的主要发展方向，并不断取得突破。

交流调速的发展可具体归纳为三个方面：首先，转差频率控制、矢量变换控制和直接转矩控制等新的交流调速理论的诞生，使交流调速有了新的理论基础；其次，GTR、MOSFET、IGBT 等为代表的新一代大功率电力电子器件的出现，其开关频率、功率容量都有很大的提高，为交流调速装置奠定了物质基础；再者，微处理器的飞速发展，使交流调速系统许多复杂的控制算法和控制方式能得以实现。

单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。

通过改变程序来达到控制转速的目的。

本文介绍了该系统的组成和实现方法。

关键词：MCS-51单片机，HEF4752，三相异步电动机0 引言交流调速控制作为对电动机控制的一种手段, 作用相当明显。

转速开环恒压频比调速系统虽然结构简单, 异步电动机在不同的频率下都能够获得较硬的机械特性曲线,但是不能保证必要的调速精度; 而且在动态过程中由于不能保持所需要的转距, 动态性能也很差, 它只能用于对调速系统的动静态性能要求都不高的场合。

如果异步电动机能像直流电动机一样, 用控制电枢电流的方法来控制转距, 那么就能够得到和直流电动机一样的动静态性能。

转差频率控制是一种解决异步电动机电磁转距控制问题的方法, 采用这种控制方案的调速系统, 可以获得与直流电动机恒磁通调速相似的性能。

1 系统组成及工作原理1.1 转差频率控制参照转速开环的变频调速系统的动态结构图, 可以画出如图1所示的转差控制系统的近似动态结构图。

图1 近似动态结构图1.2 系统组成为了使系统具有较好的动静态性能，满足设计要求，可将整个系统设计为转速单闭环控制系统，采用转差频率调节方式，对转速进行动态调节，考虑电动机负载为恒转距负载，在高频段，采用恒比例控制方式来做近似恒磁通控制方式；在低频段，采用恒磁通补偿方法来维持磁通的恒定，实现恒磁通变频调速。

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。

基于单片机控制的交流调速系统设计

基于单片机转差频率控制的交流调速系统设计摘要单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。

通过改变程序来达到控制转速的目的。

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。

回路中有了检测保护电路就可以使整个系统运行的可靠性有了保障。

关键词:AT89C51单片机；SA8282；转差频率；交流调速；三相异步电动机AbstractFrequency conversion that one-chip computer control transfer speed systematic design philosophy with transfer to difference frequency control. Achieve the goal of controlling rotational speed through changing the procedure . Because the motor is not big in power in the design, the rectifier can not adopt controlledly the circuit, the condenser strains waves; Going against the becoming device adopts three phases of the electric transistor to go against the becoming device. The systematic ensemble architecture is by the main return circuit mainly, drive the circuit, the photo electricity isolates the circuit,SA8282 large scale integrated circuit, protects the circuit,The AT89C51Intel series one-chip computer, Intel8255 programmable interface chip, I/O interface chip, and tests the speed such composition as the generator ,etc.. Have the dependability that can make the whole system operate of measuring and protecting the circuit to have guarantee in the return circuitKey Words:The AT89C51 SCM；SA8282；Frequency；AC variale speed；three phase eletromotor of asynchronism目录前言 (1)第1章交流调速系统的概述 (4)1.1交流调速的基本原理 (4)1.2 交流调速的特点 (5)第2章交流调速系统的硬件设计 (7)2. 1 转差频率控制原理： (7)2. 2 系统设计的参数 (7)2.3 用单片机控制的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 元器件的选用 (9)2.3.3 系统主回路的设计以及参数计算 (12)2.3.4 SPWM控制信号的产生 (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 模拟量输入通道的设计 (18)第3章系统软件的设计 (19)3.1 主程序的设计 (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的编程 (22)3.5.2 8255的编程 (23)结论 (23)谢辞 (23)参考文献 (24)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的发展阶段。

基于单片机的PWM直流电机调速系统设计论文(附电路图、程序清单)

图 2.2 直流电机原理图
2.2 直流电机的调速方法
根据直流电机的基本原理，由感应电势、电磁转矩以及机械特性方程式可知，直流电动机的调速方法有三种：（1）调节电枢供电电压 U。改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。大容量可调直流电源。（2）改变电动机主磁通。改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进变化时间变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要
第1章引 1.1 概况
言
现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动则可视为自动化电力拖动系统的简称。在这一系统中可对生产机械进行自动控制。随着近代电力电子技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用，自动化电力拖动正朝着计算机控制的生产过程自动化的方向迈进。以达到高速、优质、高效率地生产。在大多数综合自动化系统中，自动化的电力拖动系统仍然是不可缺少的组成部分。另外，低成本自动化技术与设备的开发，越来越引起国内外的注意。特别对于小型企业，应用适用技术的设备，不仅有益于获得经济效益，而且能提高生产率、可靠性与柔性，还有易于应用的优点。自动化的电力拖动系统更是低成本自动化系统的重要组成部分。在如今的现实生活中，自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展，其中自动调速系统的应用则起着尤为重要的作用。虽然直流电机不如交流电机那样结构简单、价格便宜、制造方便、容易维护，但是它具有良好的起、制动性能，宜于在广泛的范围内平滑调速，所以直流调速系统至今仍是自动调速系统中的主要形式。现在电动机的控制从简单走向复杂，并逐渐成熟成为主流。其应用领域极为广泛，例如：军事和宇航方面的雷达天线、火炮瞄准、惯性导航等的控制；工业方面的数控机床、工业机器人、印刷机械等设备的控制；计算机外围设备和办公设备中的打印机、传真机、复印机、扫描仪等的控制；音像设备和家用电器中的录音机、数码相机、洗衣机、空调等的控制。随着电力电子技术的发展，开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET 和IGBT成为主流，脉宽调制技术表现出较大的优越性：主电路线路简单，需要用的功率元件少；开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗和发热都较小；低速性能好，稳速精度高，因而调速范围宽；系统快速响应性能好，动态抗扰能力强；主电路元件工作在开关状态，导通损耗小，装置效率较高；近年来，微型计算机技术发展速

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。

基于单片机的交流调压调速系统设计毕业设计论文

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