基于單片機控制的PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)
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摘 要
變頻調(diào)速是一種廉價實用的調(diào)速方式，在各種傳動裝置中的使用必將越來越廣泛，因而具有很好的市場前景。
本設計詳細研究了一個以變頻調(diào)速為機理、通過單片機進行控制的PWM調(diào)速系統(tǒng)。主電路采用二極管進行不可控整流，用PWM逆變器同時調(diào)壓調(diào)頻，開關(guān)元件用GTR，組成了交-直-交電壓型變頻器，變頻器采用恒壓頻比控制方式。控制電路的核心是AT89C51單片機，通過鍵盤輸入給定值，并與反饋值進行比較，將結(jié)果信號送給可編程SPWM調(diào)制波集成芯HEF4752V，產(chǎn)生2-5KHz的開關(guān)信號，從而根據(jù)系統(tǒng)需要控制GTR的導通和截止，即調(diào)節(jié)它的占空比，而改變電壓和頻率，并可得到非常逼真的可調(diào)的正弦波形。為了調(diào)速系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運行，本設計用光電計數(shù)測速，組成轉(zhuǎn)速閉環(huán)并送到單片機進行相應調(diào)整。
通過一系列的軟硬件設計，能夠滿足系統(tǒng)設計要求。但由于芯片HEF4752的限制，本設計只能適用于一些中低轉(zhuǎn)速拖動系統(tǒng)，這在應用的普遍性上有一定的限制。
本文給出了系統(tǒng)總體設計方案，硬件、軟件的控制策略及其實現(xiàn)，數(shù)據(jù)計算、產(chǎn)品選型原則和程序代碼。


關(guān)鍵詞：正弦脈寬調(diào)制（SPWM）；變頻器；單片機；交流調(diào)速。


目 錄

第1章 緒論……………………………………………………………………………………5
1.1 引言-----------------------------------------------------------------5
1.2 內(nèi)容安排-------------------------------------------------------------5
1.2.1 概述-------------------------------------------------------------5
1.2.2 內(nèi)容安排---------------------------------------------------------5
第2章 理論基礎………………………………………………………………………………7
2.1 變頻調(diào)速原理---------------------------------------------------------7
2.2 變頻器的選擇--------------------------------------------------------10
第3章 硬件系統(tǒng)設計…………………………………………………………………………12
3.1 硬件系統(tǒng)設計方案的確定----------------------------------------------12
3.2 系統(tǒng)主電路原理結(jié)構(gòu)--------------------------------------------------12
3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)--------------------------------------------------------12
3.2.2 系統(tǒng)工作原理----------------------------------------------------13
3.2.3 AT89C51單片機介紹-----------------------------------------------13
3.3 基本電路設計…………………………………………………………………………16
3.3.1交直交逆變電路設計 ----------------------------------------------16
3.3.2檢測反饋電路設計-------------------------------------------------18
3.3.3 PWM脈沖的調(diào)制和生成---------------------------------------------22
3.3.4 GTR驅(qū)動電路-----------------------------------------------------24
3.4 參數(shù)選擇和元件選型…………………………………………………………………26
3.4.1 三相整流橋------------------------------------------------------26
3.4.2 大功率開關(guān)管----------------------------------------------------26
3.4.3 LC濾波器三相橋式平波電抗器的電感量-----------------------------26
3.4.4 直流側(cè)阻容吸收電路----------------------------------------------26
3.4.5 緩沖電路的參數(shù)計算----------------------------------------------27
3.4.6 異步電機的選擇--------------------------------------------------27
第4章 軟件系統(tǒng)設計…………………………………………………………………………28
4.1 主程序框圖----------------------------------------------------------28
4.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)程序--------------------------------------------------------28
4.3 增量式PI運算子程序-------------------------------------------------29
4.4 鍵盤輸入程序--------------------------------------------------------29
4.5 可逆切換程序--------------------------------------------------------30
第5章 實驗總結(jié)………………………………………………………………………………31
5.1 設計小結(jié)-----------------------------------------------------------31
5.2 經(jīng)驗小結(jié)-----------------------------------------------------------31
致謝-----------------------------------------------------------------------32
參考文獻-------------------------------------------------------------------33
源程序---------------------------------------------------------------------34
硬件主電路圖---------------------------------------------------------------39

參考文獻

[1]黃俊、王兆安著.《電力電子變流技術(shù)》.[M] 北京：機械工業(yè)出版社，1999
[2]胡崇岳主編. 《現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)》.[M] 北京：機械工業(yè)出版社，1998
[3]顧繩谷主編. 《電機及拖動基礎》.[M]（上、下） 北京：機械工業(yè)出版社，1980
[4]吳守箴、臧英杰等編著 《電氣傳動的脈寬調(diào)制技術(shù)》.[M] 北京：機械工業(yè)出版社，1995
[5]劉祖潤、胡俊達主編 《畢業(yè)設計指導》.[M] 北京：機械工業(yè)出版社，1996