单片机控制交流变频调速系统毕业设计方案.pdf

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1、1/20 课题名称单片机控制交流变频调速系统系别 机电系专业 电气工程与自动化班级姓名学号指导教师起讫时间：2007 年 10月 1 日2007年 11 月 20 日共 7 周）2/20 目录：单片机控制交流变频调速系统设计一 简介：6二变频调速系统的硬件组成：7一）变频器主电路整流电路、逆变器电路）8二）晶闸管及功率晶体管驱动电路8三）PWM 脉冲形成电路9四）单片机控制系统10五）信号检测电路11六）转速测量电路11七）电源电路12三 变频调速系统的软件组成12一）主程序12二）外部中断服务程序12三）串行通讯子程序13四）高速输入部件中断子程序13四系统的冗余措施14一）输入缓冲14二）

2、输出总线仲裁14三）单片机时钟级同步的实现16四）控制模块的VHDL语言描述17五变频调速恒压供水系统应用18一）系统工作过程如下:18六设计小结19七、设计参考资料19文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:

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9、23/20 毕业设计 论文）开题报告题目：单片机控制交流变频调速系统1 本课题的来源、选题依据：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但直流调速系统在6070 年代迅速发展起来，但其造价高，且换相环节有不足，又有换向器和电刷，在运行中常出故障。自从1958 年世界上第一个晶闸管）的面市，晶闸管就以其在功率放大倍数、快速响应性、小功耗、高效率等方面的优越性迅速取代了机组和水银整流器。直流调速系统在6070 年代迅速发展起来，但其造价高，且换相环节有不足。与此相反，异步电动机具有结构简单，运行可靠，价格便宜等优点。但是交流电动机调速困难。自从上世纪80 年代初交流变频技术出现以

10、来，使用变频调速器和调节器来进行交流电动机无级调速成为可能。随着第三代电力半导体器件如门极可关断晶闸管、绝缘栅双极晶体管的相继出现，交流变频调速技术得到了飞速发展。在结合现代微处理器控制技术、电力电子技术、电极传动技术的基础上，相继推出了一系列的变频器，且不断进行更新换代。这些高精度、多功能、智能化的变频器将调速效率和精度提高到了前所未有的水平。故交变频调速系统越来越成为当今社会，犹其在倡导节约型中国的今天！2 本课题的设计 研究）意义 相关技术的现状和发展趋势）：交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

11、复杂，价格昂贵，常用于大、中功率的电动机。对于国内占有率极大的中、小型电动机采用这类变频器无疑是难以普及的。鉴于这种情况，我们设计了此种由 8098 单片机为主控制器的，具有高度灵活性和可靠性的低价格交流电动机变频调速系统。在本设计中以INTEL 公司的8098 单片机作主控制器，并且采用了功率晶体管作输出，具有完善的电流、电压、转速的检测和显示，以及过压，过流保护。另又增加了串行通讯口，采用两线制RS-485通讯结构。可靠通讯距离为1.2km，并且可加上中继来加长距离。该系统可方便的组网控制或组成分布式集散控制系统，也可单独作为直接控制器来使用。电路中还采用了美国达拉斯公司最新生产的时钟芯片

12、DS-12887，内含 128 字节的不挥发 RAM，可以记录下电动机过流过压保护时的时间和电流电压数据，供查询使用，且满足各种不同地场合。文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8

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19、容、重点和难点，拟采用的实现手段途径）：1）交频调速的控制2）PID调节器控制系统工作3）8089单片机的冗余技术4）实现软件与硬件的融合4 文献综述 列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要参考要点）：单片机应用设计 200 例张洪润，刘秀英出版社：北京航空航天大学出版社交流调速系统陈伯时等编出版社：工业机械出版社电工与电子技术实训周乐挺主编出版社：电子工工程出版社单片机原理及应用技术黄仁欣主编出版社：清华大学出版社单片机外围电路设计沙占友等编著出版社：北京-电子工业出版社文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码

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31、2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:

32、CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G

33、6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X26/20 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

34、，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 r

35、ange,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 perfo

36、rmance and reliability,reduce prices,especially energy-saving effect of VVVF obvious,and easy to implement process automation,industry by industry the favored.Author:Yan Jun Key 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。但是直流电动机结构复杂，价格高，又有换向器和电刷，

37、在运行中常出故障。与此相反，鼠笼式异步电动机具有结构简单，运行可靠，价格便宜等优点。但是交流电动机调速困难。交流变频技术出现以来，使用变频调速器和调节器来进行交流电动机无级调速成为可能。它具有调速范围宽，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。对于国内占文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X

38、10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2

39、文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:C

40、C1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6

41、H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 H

42、O8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3

43、M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8

44、ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X27/20 有率极大的中、小型电动机采用这类变频器无疑是难以普及的。鉴于这种情况，我们设计了此种由 8098 单片机为主控制器的，具有高度灵活性和可靠性的低价格交流电动机变频调速系统。在本设计中以INTEL公司的 8098 单片机作主控制器，并且采用了功率晶体管作输出，具有完善的电流、电压、转速的检测和显示，以及过压，过流保护。另又增加了串行通讯口，采用两线制RS-485通讯结构。可靠通讯距离为1.2km，

45、并且可加上中继来加长距离。该系统可方便的组网控制或组成分布式集散控制系统，也可单独作为直接控制器来使用。电路中还采用了美国达拉斯公司最新生产的时钟芯片DS-12887，内含 128 字节的不挥发 RAM，可以记录下电动机过流过压保护时的时间和电流电压数据，供查询使用。二变频调速系统的硬件组成：8098 单片机变频调速系统框图如图1 所示。图 18098 单片机变频调速系统框图由系统框图所示，交流变频调速系统的硬件是由变频调速主电路整流电路、逆变器电路）、可控硅及功率晶体管驱动电路、脉冲形成电路、单片机控制系 统、信 号 检 测 电 路、转 速 测 量 和 电 源 电 路 等 七 大 环 节 组

46、 成文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码

47、:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5

48、G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4

49、 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5

50、L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z8 ZJ5E2X10L5X2文档编码:CC1I5G6H2X4 HO8I5L3M10Z