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电子发烧友网>电子资料下载>单片机>毕业论文--基于单片机的变频调速系统设计

毕业论文--基于单片机的变频调速系统设计

2017-04-22 | doc | 1184KB | 次下载 | 免费

资料介绍

.  [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-51系列的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。其中主要内容包括: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

  1.2 交流调速系统

  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。

  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,就交流调速系统目前的发展水平而言,可概括的如下:

  (1)已从中容量等级发展到了大容量、特大容量等级。并解决了交流调速的性能指标问题,填补了直流调速系统在特大容量调速的空白。

  (2)可以使交流调速系统具有高的可靠性和长期的连续运行能力,从而满足有些场合不停机检修的要求或对可靠性的特殊要求。

  (3)可以使交流调速系统实现高性能、高精度的转速控制。除了控制部分可以得到和直流调速控制同样良好的性能外,异步电动机本身固有的优点,又使整个系统得到更好的动态性能。采用数字锁相控制的异步电动机变频调速系统,调速精度可以达到0.002%。

  在交流调速技术中,交流电动机的调速方法有三种:变极调速、改变转差率调速和变频调速。其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。

  交流变频调速的优异特性

  (1) 调速时平滑性好,效率高。低速时,特性静关率较高,相对稳定性好。 (2) 调速范围较大,精度高。

  (3) 起动电流低,对系统及电网无冲击,节电效果明显。

  (4) 变频器体积小,便于安装、调试、维修简便。

  (5) 易于实现过程自动化。

  (6) 必须有专用的变频电源,目前造价较高。

  (7) 在恒转矩调速时,低速段电动机的过载能力大为降低。

  1.3 单片机控制的变频调速

  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:

  (1)使电路更简单。模拟电路为了实现控制逻辑需要许多电子元件,使电路更复杂,采用微处理器后,绝大多数控制逻辑可通过软件来实现。

  (2)可以实现较为复杂的控制。微处理器具有更强的逻辑功能,运算速度快,精度高,有大容量的存储单元。因此,有能力实现复杂的控制。

  (3)灵活性和适应性。微处理器的控制方式是有软件来实现的,如果需要修改控制规律,一般不必改变系统的硬件电路,只须修改程序即可,在系统调试和升级时,可以不断尝试选择最优参数,非常方便。

  (4)无零点漂移,控制精度高 数字控制不会出现模拟电路中经常遇见的零点漂移问题,无论被控量是大还是小,都可以保证足够的控制精度。

  (5)可以提供人机界面,多机连网工作。

  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。

毕业论文--基于单片机的变频调速系统设计

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