基于单片机的变频调速系统设计

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1、基于单片机的变频调速系统设计姓名：尹海涛学号：102081101163专业：控制理论与控制工程班级：电信2010.2-9-基于单片机的变频调速系统设计摘要：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-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

2、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-9-TheDesignofMotorVVVFSystemBasedOnMCUAbstract:ThisarticledescribesauseofSA4828ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)designmotorVVVFsystem.Thesystemincludesthemaincircuitandcontrolcircuit,maincircuitusedasth

3、eIntelligentPowerModuleIPMmotorcontrol.ThecontrolcircuitisconstitutedbytheMCS-51seriesof8051systems、three-phaseSPWMgeneratorSA4828andtheexpansionofasmallnumberofperipheralchips.Givefullplaytoitscontrolcircuitissimple,flexiblecontrol,theadvantagesofmulti-outputwaveformcharacteristics,comb

4、inedwithappropriatesoftware,toachievethespeedrequirementsofmotorcontrol.Thesystemhasall-digitalVVVFcontrol,real-time,andhighreliability.Keywords:MCUSA4828VVVFSPWMMotor-Control-9--9-1概述1.1电动机调速系统的发展随着电力电子技术，计算机技术的不断发展和电力电子器件的更新换代，变频调速技术得到了飞速的发展。据资料显示，现在有90%以上的动力来源来自电动机。随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯

5、片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器等。其中，高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现，为交流传动系统的控制提供很大的灵活性，且控制器的硬件电路标准化程度高，成本低，使得微处理器组成全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。1.2交流调速系统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

6、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

7、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。2电机变频调速系统该硬件系统主要包括主电路与控制电路两个部分，其中主电路包括交-直-交变频电路（本设计采用IPM集成模块）与电动机；控制电路包括89C51主控制模块、SA4825产生SPWM波模块、驱动模块以及外围设备模块（如键盘输入、液晶显示、A/D模数转换以及串口等）。以CPU为核心，配以键盘、显示、通讯等设备，完成对交流电动机的速度控制。这里选用了ATMEL公司的89C51单片机，它与Intel51