PWM变频调速多电机同步传动控制系统设计

PWM变频调速多电机同步传动系统控制系统

摘要：

本设计给出了一种用PWM变频调速控制系统，用来控制多台普通三相交流异步电机。该控制系统用8031单片机最小系统，以及HEF4752大规模继承芯片来实现，产生的控制信号用来控制逆变元件的开关，从而产生可以调整的PWM信号来控制交流电机，完成对多台电机实现同步传动的控制，它既可以统一控制，又能微调各个电机。该系统具有工作可靠，调节范围宽，控制精度高，同步效果好的特点，本文给出了它的硬件组成电路以及控制程序的流程软件设计。

关键词：PWM 变频调速控制多台电机

Multi-motor synchronous PWM inverter driving system control

system

Abstract:This introduced a PWM frequency control system which can be used to regular the speed of some electrical electromotor. This system used MCS-51 SCM and HEF4752 PWM chip which can make control signal to control the system. And the PWM signal produced by them can control whether the switch is open or close in this way, the PWM signal feed to the electromotor can be produced .Moreover the signal can be controlled. The system can control both single electromotor or several electromotor. The strongpoint of the system is that: reliable, wide control, high-precision. This article gives the composition of its hardware and circuit design software flow control procedures.

Key Word:PWM Frequency conversion modulates velocity The multi-motor synchronization

目录

第一章内容概要 (1)

第一节变频调速的基本知识 (4)

第二节PWM原理 (5)

第三节PWM变频调速主电路 (6)

1 变频器的分类 (6)

2 GRT驱动电路 (8)

第二章数字控制系统 (10)

第一节HEF4752的电路功能 (10)

第二节8031单片机最小系统 (14)

18031最小系统 (14)

28031最小系统控制HEF4752芯片 (16)

第三节测速电路 (18)

第四节系统的工作过程 (21)

第三章系统的抗干扰及保护 (23)

第一节系统的抗干扰 (23)

第二节保护电路 (24)

第四章软件的设计 (26)

第一节程序流程图 (26)

第二节地址空间分布表 (31)

程序清单 (32)

第五章英文文献翻译 (45)

结束语 (50)

参考文献 (51)

附录：英文原文 (52)

第一章内容概要

在纺织工业中的印花，染色，纺织，整理联合机，通常采用多台直流电机或者交流电动机传动。使用交流电机控制系统有许多优点，其不存在直流电机控制系统维护困难和难以实现高速驱动等缺点。其突出的特点是：电机制造成本低，结构简单，容易维护，可以实现高压大功率以及高速驱动，适宜在恶劣环境下工作，系统成本很低，并能获得和直流电动机控制系统相媲美或者是更好的控制性能。

新型电力电子器件和脉宽调治（PWM）控制技术的出现，为提高交流调速的性能以及功能指标，缩小体积，提高竞争能力提供了有力的条件。

用数字控制系统来控制PWM波的形成，是自动控制理论和计算机技术相结合的产物，通常具有精度高，速度快，存储容量大和有逻辑判断的功能，因此可以实现高级复杂的控制方法，获得快速精密的控制效果，其控制系统与以往的控制系统相比较有很多优点：

精心设计的微机控制系统能显著地降低控制器件的成本，同时还具有体积小，重量轻，能耗少等其他的优点。VLSI使得线路连接减少到最少，其平均无故障时间大大长于分立元件电路。同时，数字电路中不存在温飘的问题，可以保证运算的精度。

因此对于多台电动机同步传动的实现，采用单片机控制的PWM变频调速系统。该系统采用MCS-51单片机和专用PWM大规模集成芯片HEF4752为核心，通过该控制系统，产生PWM调制波控制逆变元件的开关断时间以实现交流电机的调速。该系统既能实现对单独一台电动机的控制，也能实现对多台电机的同步控制，使其特性一致。

采用单片机控制的PWM变频调速多电机同步传动示意图如图1-1所示。

图1-1 多电机同步传动示意图

1-拖引锟 2-异步电动机 3-光电传感器 4-减速箱 5-变频器 6-单片机最小系统以接口电路 7-驱动器 8-检测装置

每一台电机处设置一个与转速成正比的脉冲发生器，输出频率分别为f1,f2……fn 。由测速电路把对应的f1,f2……的转速存入计算机。首先对主令机进行转速闭环控制。再对从动机进行调整。只要 n=n1-n2存在。那么就对从动机进行调整。当n=0时系统同步运行。

联合机构有统一给定电位器给出信号。单个单元的给定分别由比率电位器设定，经0809由单片机控制。这样既能统一控制，又能微调各台单机，使得各单机特性基本一致，运行中的速度差异，由同步检测环节进行调整。

变频调速系统一般由变频器，电动机，控制器组成，其结构框图如图1-2所示：