格式、内容、结构完整无删减-基于单片机的交流调速系统设计-完美范例
单片机控制交流变频调速系统
目录：单片机控制交流变频调速系统设计一简介： (5)二变频调速系统的硬件组成： (6)（一）变频器主电路（整流电路、逆变器电路） (7)（二）晶闸管及功率晶体管驱动电路 (7)（三）PWM脉冲形成电路 (8)（四）单片机控制系统 (9)（五）信号检测电路 (10)（六）转速测量电路 (10)（七）电源电路 (11)三变频调速系统的软件组成 (11)（一）主程序 (11)（二）外部中断服务程序 (11)（三）串行通讯子程序 (12)（四）高速输入部件中断子程序 (12)四系统的冗余措施 (13)（一）输入缓冲 (13)（二）输出总线仲裁 (13)（三）单片机时钟级同步的实现 (15)（四）控制模块的VHDL语言描述 (16)五变频调速恒压供水系统应用 (17)（一）系统工作过程如下: (17)六设计小结 (18)七、设计参考资料 (18)毕业设计（论文）开题报告单片机控制交流变频调速系统的设计摘要：20世纪70年代后，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，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、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，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。
在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。
作者：严俊关键词：单片机，变频器，调速系统，冗余技术Abstract: In the 1970s, large-scale integrated circuits and computer control technology development and application of modern control theory, making the exchange of electric drive system gradually with a wide speed range, high-speed range, high stability speed accuracy and fast dynamic response and in a reversible four-quadrant operation with good technical performance, speed performance can be comparable with the DC electric drive. In exchange Speed technology, VVVF have absolute superiority, and its speed continuously improve performance and reliability, reduce prices, especially energy-saving effect of VVVF obvious, and easy to implement process automation, industry by industry the favored.Author: Yan JunKey words: SCM, converter, speed control system, redundant technology一简介：在传统的可调速电气传动系统中，直流电动机调速系统占绝对优势。
基于单片机转差频率的交流调速系统概要
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：自动化姓名：学号：指导教师：运动控制课程设计任务书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 (5)1交流调速系统的概述 (5)1.1 交流调速的基本原理 (5)1.2 交流调速的特点 (7)2 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 用单片机控制的电机交流调速系统设计 (9)2.2.1 调速系统总体方案设计 (9)2.2.2元器件的选用 (10)2.2.3 系统主回路的设计以及参数计算 (12)2.2.4 SPWM控制信号的产生 (16)2.2.5光电隔离及驱动电路设计 (18)2.2.6故障检测及保护电路设计 (19)2.2.7 模拟量输入通道的设计 (20)3 系统软件的设计 (20)3.1 主程序的设计 (20)3.2 转速调节程序 (21)3.3 增量式PI运算子程序 (22)3.4故障处理程序 (23)3.5 部分子程序 (24)3.51 ADC0809的编程 (24)3.52 8255的编程 (25)设计心得 (26)参考文献 (27)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。
基于单片机的电机调速器的方案设计书
直流电动机广泛应用于各种场合,为使机械设备以合理速度进行工作则需要对直流电机进行调速。
该实验中搭建了基于C8051F020单片机的转速单闭环调速系统，利用PWM信号改变电动机电枢电压，并由软件完成转速单闭环PI控制，旨在实现直流电动机的平滑调速，并对PI控制原理及其参数的确定进行更深的理解。
实验结果显示，控制8位PWM信号输出可平滑改变电动机电枢电压，实现电动机升速、降速及反转等功能。
实验中使用霍尔元件进行电动机转速的检测、反馈。
期望转速则可通过功能按键给定。
当选择比例参数为0.08、积分参数为0.01时，电机转速可以在3秒左右达到稳定。
由实验结果知，该单闭环调速系统可对直流电机进行调速，达到预期效果。
关键字：直流电机， C8051F020，PWM，调速，数字式Subject: Hardware Design of Speed Regulator for DC motorMajor: AutomationName: Xiao yu Liu (Signature)＿＿＿＿Instructor:Xiao dong Hu (Signature) ＿＿＿＿Hardware Design of Speed Regulator for DC motorAbstractThe dc motor is a widely used machine in various occasions.The speed regulaiting systerm is used to satisfy the requirement that the speed of dc motor be controlled over a range in some applications. In this experiment,the digital Close-loop control systerm is based on C8051F020 SCM.It used PI regulator and PWM to regulate the speed of dc motor. The method of speed regulating of dc motor is discussed in this paper and, make a deep understanding about PI regulator.According to experiment ,the armature voltage can be controlled linearnized with regulating the 8 bit PWM.So the dc motor can accelerate or decelerate or reverse.In experiment, hall component is used as a detector and feed back the speed .The expecting speed can be given by key-press.With using the PI regulator,the dc motor will have a stable speed in ten seconds when choose P value as 0.8 and I value as 0.01. At last,the experiment shows that the speed regulating systerm can work as expected.Key words: dc motor,C8051F020,PWM,speed regulating,digital第一章绪论 11.1直流调速系统发展简况 11.2 国内外发展简况 21.2.1 国内发展简况 21.2.2 国外发展简况 31.2.3 总结 41.3 本课题研究目的及意义 41.4 论文主要研究内容 4第二章直流电动机调速器工作原理 62.1 直流电机调速方法及原理 62.2直流电机PWM(脉宽调制)调速工作原理 72.3 转速负反馈单闭环直流调速系统原理 112.3.1 单闭环直流调速系统的组成 112.3.2速度负反馈单闭环系统的静特性 122.3.3转速负反馈单闭环系统的基本特征 132.3.4转速负反馈单闭环系统的局限性 142.4 采用PI调节器的单闭环无静差调速系统 152.5 数字式转速负反馈单闭环系统原理 172.5.1原理框图 172.5.2 数字式PI调节器设计原理 18第三章直流电动机调速器硬件设计 203.1 系统硬件设计总体方案及框图 203.1.1系统硬件设计总体方案 203.1.2 总体框图 203.2 系统硬件设计 203.2.1 C8051F020单片机 203.2.1.1 单片机简介 203.2.1.2 使用可编程定时器/计数器阵列获得8位PWM信号 23 3.2.1.3 单片机端口配置 233.2.2主电路 253.2.3 LED显示电路 263.2.4 按键控制电路 273.2.5 转速检测、反馈电路 283.2.6 12V电源电路 303.3硬件设计总结 31第四章实验运行结果及讨论 324.1 实验条件及运行结果 324.1.1 开环系统运行结果 324.1.2 单闭环系统运行结果 324.2 结果分析及讨论 324.3 实验中遇到的问题及讨论 33结论 34致谢 35参考文献 36论文小结 38附录1 直流电动机调速器硬件设计电路图 39附录2 直流电动机控制系统程序清单 42附录3 硬件实物图 57第一章绪论1.1直流调速系统发展简况在现代工业中，电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中，随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
基于单片机的直流电机调速系统设计
直流电机转速 :
根据基尔霍夫第二定律，得到电枢电压电动势平衡方程式 U=Ea+Ia（Ra+Rc）……………式1
式1中，Ra为电枢回路电阻，电枢回路串联保绕阻与电刷 接触电阻的总和；Rc是外接在电枢回路中的调节电阻
由此可得到直流电机的转速公式为:
n=(Ua-IR)/CeΦ ………………………式2
式2中, Ce为电动势常数, Φ是磁通量。 由1式和2式得
n=Ea/CeΦ ……………………………式3
由式3中可以看出, 对于一个已经制造好的电机, 当励磁电压和 负载转矩恒定时, 它的转速由回在电枢两端的电压Ea决定, 电 枢电压越高, 电机转速就越快, 电枢电压降低到0V时, 电机就 停止转动；改变电枢电压的极性, 电机就反转。
PWM脉宽调速
PWM（脉冲宽度调制）是通过控制固定电压的 直流电源开关频率, 改变负载两端的电压, 从 而达到控制要求的一种电压调整方法。在PWM 驱动控制的调整系统中, 按一个固定的频率 来接通和断开电源, 并且根据需要改变一个 周期内“接通”和“断开”时间的长短。通 过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来 达到改变平均电压大小的目的, 从而来控制 电动机的转速。也正因为如此, PWM又被称为 “开关驱动装置”。
, 软件简单。但每个按键需要占用一个输入口线, 在 按键数量较多时, 需要较多的输入口线且电路结构复杂, 故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。
数码管显示部分 本设计使用的是一种比较常用的是四位数码 管, 内部的4个数码管共用a~dp这8根数据线, 为使用提供了方便, 因为里面有4个数码管, 所以它有4个公共端, 加上a~dp, 共有12个引 脚, 下面便是一个共阴的四位数码管的内部 结构图（共阳的与之相反）
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。
基于单片机的直流调速系统设计(包含原理图、程序、实物)
图2.1直流电机的工作原理图
电枢控制是在励磁电压不变的情况下，把控制电压信号加到电机的电枢上，以控制电机的转速。传统的改变电压方法是在电枢回路中串联一个电阻，通过调节电阻改变电枢电压，达到调速的目的，这种方法效率低、平滑度差，由于串联电阻上要消耗电功率，因而经济效益低，而且转速越慢，能耗越大。随着电力电子的发展，出现了许多新的电枢电压控制方法。如：由交流电源供电，使用晶闸管整流器进行相控调压；脉宽调制(PWM)调压等等。[10]调压调速法具有平滑度高，能耗少，精度高等优点。在工业生产中广泛使用其中脉宽调制(PWM)应用更为广泛。
Keywords:dc motor; LCD display; PWM control; Digital PID
目次
1
1.1
在现代工业中，电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中，随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
摘 要
转速是直流电机运行中的一个重要物理量，如何准确、快速测量出电机转速，并且实现对电机的调速在实际工作中具有非常大的使用价值。直流电机具有非常好的调速性能，目前，在一些对调速性能要求比较严格的场合中，主要使用的还是直流调速系统。本文在详细阐述了直流电机调速原理的基础上，介绍了基于AT89S52单片机的直流电动机转速控制系统的设计过程，控制系统主要包括：控制驱动环节、LCD显示环节、转速检测环节及相关硬件电路；软件设计采用C语言编程。该系统采用PWM脉冲方式驱动电动机，通过转速检测环节计算出直流电机实时转速，并且通过增量型数字PID程序算出控制量，从而改变PWM的占空比，进而控制电机转速，并在LCD1602上实时显示电机的状态。
基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计
基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计第一章:前言1.1前言：直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。
而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。
并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。
随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。
1.2本设计任务:任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统设计的主要内容以及技术参数:功能主要包括：1)直流电机的正转；2)直流电机的反转；3)直流电机的加速；4)直流电机的减速；5)直流电机的转速在数码管上显示；6)直流电机的启动；7)直流电机的停止；第二章：总体设计方案总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示。
示数码管显PWM单片机按键控制电机驱动基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计键盘向单片机输入相应控制指令，由单片机通过P1.0与P1.1其中一口输出与转速相应的PWM脉冲，另一口输出低电平，经过信号放大、光耦传递，驱动H型桥式电动机控制电路，实现电动机转向与转速的控制。
电机交流调速系统设计
用单片机控制的电机交流调速系统设计 1 用单片机控制的电机交流调速系统设计用单片机控制的电机交流调速系统设计
3..
2 ABSTRACT
刖言 交流调速的现状 用单片机控制的交流调速 系统设计的参数
目录
3..
6. 8. 1.
5 用单片机控制的电机交流调速系统设计 16
4.1 4.2 4.3 4.4
调速系统总体方案设计 .......... 原器件的选择 .................. 系统主回路的设计以及参数计算 单元模块的设计 .................. 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 转差频率控制原理及调节器的设计 PWM控制信号的产生及变换器的设计 光电隔离及驱动电路设计 .................. 故障检测及保护电路设计 ............ 模拟量输入通道的设计 .............. 4.5系统软件的设计 .......... 4.5.1 程序框图及其介绍 4.5.2 部分子程序 ...... 16 .1.7 .24 .27 27 29 .35 .35 .36 .36 36 .41
5结束语 42
参考文献 43 致谢 43 用单片机控制的电机交流调速系统设计
3 文 摘 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，HEF4752大规模集成电路，保护电路，Intel 系列单片机，Intel8253定时/记数器，Intel8255可编程接口芯片，Intel8279通用 键盘/显示器，I/O接口芯片，CD4527比例分频器和测速发电机等组成。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 MCS-51单片机；HEF4752 8253定时器；晶闸管；整流器；三相异步电
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 (12)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 (14)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。
基于单片机的pid电机调速控制系统的硬件电路设计
下面是一个基于单片机的PID电机调速控制系统的硬件电路设计示例：
电路中使用了一个STM32F103C8T6微控制器，该MCU内置了PWM输出、ADC输入、定时器计数等功能，非常适合用于电机调速控制。
电机驱动采用了L298N模块，可以
控制两个直流电机的转速和方向。
另外，根据需要，可以加入光电编码器或霍尔传感
器等来获取电机的转速反馈信号。
电路中还使用了一个LCD1602液晶屏来显示电机转速、目标速度、PWM输出等信息，方便用户进行调试和监控。
此外，还可以使用按键开关来控制电机的启停和目标速度
的调节。
在硬件电路设计完成后，需要编写单片机程序来实现PID控制算法、PWM输出、
ADC采样等功能。
通常可以使用Keil、IAR等集成开发环境来编写和调试程序，也可
以使用Arduino IDE等编程环境进行开发。
这只是一个简单的PID电机调速控制系统的硬件电路设计示例，具体的实现方式和细
节可能会因应用场景和需求的不同而有所不同。
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题目：基于单片机的交流调速系统设计（上面封面自定义）1.目录：自动生成2.页眉分节显示章节信息3.正文字体，行距完全按论文要求设置4.各级标题字体设置准确。
5.结构完整齐全无删减。
6.有问题联系本人目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................................................................................... I I1 调速系统总体方案设计 (1)2 系统组成及工作原理 (2)3 交流电机调速硬件系统设计 (4)3.1原器件的选择及其功能简介 (4)3.2系统主回路的设计 (9)3.2.1 主回路的结构 (9)3.2.2 参数计算和元件选择 (9)3.3转差频率控制原理及调节器的设计 (11)3.3.1转差频率控制原理 (11)3.3.2 调节器设计 (12)3.4PWM控制信号的产生及变换器的设计 (13)3.4.1,VCT FCTf f与1fU的关系及低频补偿 (14)3.4.2 变换器的设计 (15)3.5光电隔离及驱动电路设计 (18)3.6电动机的转速测量电路的设计 (19)3.7电动机的电流、电压测量电路的设计 (19)3.8键盘显示电路的设计 (20)3.9故障检测及保护电路设计 (21)4 系统软件的设计 (23)4.1程序框图及其介绍 (23)4.2部分子程序 (27)5 系统抗干扰措施 (29)5.1硬件抗干扰措施 (29)5.2软件抗干扰措施 (29)总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录一 (35)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，HEF4752大规模集成电路，保护电路，Intel系列单片机，Intel8253定时/记数器，Intel8255可编程接口芯片，Intel8279通用键盘/显示器，I/O接口芯片，CD4527比例分频器和测速发电机等组成。
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： MCS-51单片机，HEF4752，8253定时器，晶闸管，整流器，三相异步电动机Design of AC variable speed control system based on singlechip microcomputerAbstractFrequency 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 controlled 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, HEF4752 large scale integrated circuit, protects the circuit, the Intel series one-chip computer, Intel8253 timing /count device of, Intel 8255 programmable interface chip,Intel8279 keyboard not in common use / display, I/O interface chip, CD4527 proportion frequency division device 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 circuitkeywords：MCS-51，HEF4752，time/counter of l8253，selenium，rectifier；重庆科技学院高本科毕业论文1 调速系统总体方案设计1 调速系统总体方案设计用工业控制计算机可谓功能强大，它有极高的速度，很强的运算能力和接口功能，方便的软件功能，但是由于成本高，体积过大，所以只用于大型的控制系统，可编程控制器则恰好相反，它只能完成逻辑判断，定时，记数和简单的运算，由于功能太弱，所以它只能用于简单的电动机控制。
在民用生产中，通常用介于工控机和可编程控制器之间的单片机作为微处理器。
本次设计就是用单片机作为电动机的控制器。
微处理器（单片机）取代模拟电路作为电动机的控制器，具有如下特点：使电路更简单、可以实现较为复杂的控制、 灵活性和适应性 、无零点漂移、可以提供人机界面，多机连网工作等特点，因而采用单片机作为电动机的核心控制元件来取代模拟电路，就可以将传统的调速方案中的一些缺点避免，达到提高控制精度的目的。
在本次设计中所用到的控制方式是用转差频率闭环控制。
转速开环恒压频比的调速系统，虽然结构简单，异步电动机在不同频率小都能获得较硬的机械特性但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的转速，动态性能也很差，它只能用于对调速系统的静，动态性能要求不高的场合。
如果异步电动机能象直流电动机一样，用控制电枢电流的方法来控制转矩，那么就可能得到和直流电动机一样的较为理想的静，动态特性。
转差频率控制是一种解决异步电动机电磁转矩控制问题的方法，采用此控制方案的调速系统，可以获得与直流电动机恒磁通调速系统相似的性能。
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，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。
当频率高于额定转速时，维持1n U U ，实现恒功率调节。
选用大规模集成电路HEF4752来产生PWM 控制信号，以减轻单片机的负担，使它能够有足够的时间来完成闭环控制，系统检测和保护等任务。
2 系统组成及工作原理霍尔电流、电压传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压信号，经A/D转换后送入单片机。
单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速。
控制系统各功能元件的选型与设计：（1）、单片机选用INTEL公司生产的8051单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；（2）、三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。
模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。
为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用MITEL公司生产的HEF4752作为三相PWM发生器。
HEF4752是专用大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。
（3）、智能逆变模块IPM为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求，电机电源采用智能功率模块IPM。
主要适用功率小于5．5kW的三相异步电机，其额定电压为380V，功率因数为0.75。
该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件。
4）、电压、电流及检测检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩，以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。
由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0～50Hz，采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。
为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流，对于IPM输出电压的检测采用分压电路。
图2.1 调速系统总体框图3 交流电机调速硬件系统设计3.1 原器件的选择及其功能简介（1） 74LS138图3.1 74LS138引脚图74LS138是一种3-8译码器，有三个输入端，经译码产生8种状态。
其引脚如图3.1.1所示，译码功能如表所示，由表可知，当译码器的输入为某一个编码时其输出就有一个固定的引脚输出为低电平，其余的为高电平。
表3.1 74LS138 真值表（2）可编程计数/定时芯片8253主要功能；1）一个芯片上有三个独立的16位计数器通道;2）每个计数器都可以按照二进制或二——十进制计数；3）每个计数器的技术速率可高到2MHz。
4）.每个通道有六种工作方式，可由程序设置和改变;5）.所有的输入输出与TTL兼容图3.2 8253引脚图CLK：输入脉冲线。
计数器就是对这个脉冲计数。
8253规定，加在CLK引脚的输入时钟周期不能小于380ns .GATE：门控制信号输入引脚。