董益志_单片机控制变频调速的设计说明.docx

防灾科技学院 成人高等教育毕业论文 题 目 单片机控制变频调速的设计 专 业 电气工程及自动化 层 次 专升本 学 号 答辩人 董益志 指导教师 完成时间 目录 TOC \o "1-5" \h \z 概述 1 电机变频调速系统 2 \o "Current Document" 变频调速原理 2 \o "Current Document" 单片机控制的变频调速系统 3 系统框图 3 硬件系统原理图 3 系统主要模块设计 4 \o "Current Document" IPM 模块 4 图 3.1 IPM 部结构图 5 \o "Current Document" 89C51 主控制模块 7 主要特性 7 管脚说明 8 振荡器特性 9 \o "Current Document" SPWM波发生模块 9 SA4828 的引脚功能 10 SA4828 部结构 11 SA4828 初始化编程 13 \o "Current Document" 其他模块简介 15 串口通信 15 A/D 模数转换模块 16 系统软件设计 18 \o "Current Document" 结论 21 参考文献 22 单片机控制变频调速的设计 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-5係列 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 概述 对于可调速电力驱动系统， 该项目通常基于电机电流分为两种直流调速系统和交流调速 系统。它们最大的区别主要在于交流调速系统从直流电机电流流向设备的变化。 20 世纪 70 年代以来， 大规模集成电路和计算机控制技术的发展， 以及现代控制理论的应用， 交流调速 系统系统逐渐具有动态速度围，围广，速度高精度稳定，响应速度快，可逆运行 而在四象 限方面表现良好，速度性能可与直流调速系统相媲美。 许多传统的直流电机调速系统由工业设备驱动的交流驱动系统驱动， 提高了系统的可靠 性，降低了系统的维护成本。随着应用频率控制频率的增加， 技术变得越来越成熟，人们不 仅对WVF系统的精度要求越来越高，控制系统也越来越多的功能需求越来越多的智能系统 需要更高的响应能力更多、更高，以满足生产需要，适应不同的工作条件。 交流变频调速具有绝对的优势， 性能和可靠性提高的速度不断降低， 特别是变频调速效 果明显，易于实现过程自动化，为了方便工业部门。交流变频调速优良特点：速度稳定，效 率高。 低速静态特性较高，相对稳定；速度围高，精度高；启动电流低，电网系统无冲击， 节能效果明显；变频器电源体积小，安装方便，维护方便，易于实现过程自动化；恒转矩转 速，低速电机过载能力大大降低。 交流变频调速具有绝对的优势， 其性能和可靠性的速度不断提高， 特别是变频调速效果 明显，易于实现过程自动化，以方便工业部门。交流变频调速特点：速度稳定，效率高。低 静态特性相对稳定性高； 高精准度； 高速围， 起动电流低， 电力系统无冲击， 节能效果明显； 电力变频器体积小，安装方便，维修方便，易于实现自动化；恒转矩转速，低速电机过载能 力大大降低。交流电机由于结构简单，运行可靠，成本低，维护方便而得到广泛应用。虽然 从1930年开始，人们一直致力于交流调速系统的研究，但主要限于使用开关设备切换主电 路来控制电机起动，制动和速度控制的目的。异步电动机串联变频器的转速仍处于开发阶段。 主要原因是交流电动机控制速度慢，转矩和功率频率高，主要因素是电机转速的主要因素， 使得稳定性，可靠性，经济性和效率的汇率不能满足生产要求。后来开发的 FM控制只能控 制电机的气隙磁通，转矩不能调整 本文主要容是研究采用单片机 89C51与SA4828芯片组成SPWM波发生电路，并结合智能 功率模块IPM,通过软件编程控制电动机变频调 电机变频调速系统 2.1变频调速原理 变频调速是改变电动机定子电源的频率， 从而改变其同步转速的调速方法。 变频可以调 速这个概念，可以说是交流电动机“与生俱来”其转速也是取决于同步转速 速这个概念，可以