基于单片机控制的变频调速系统研究毕业论文

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1、基于单片机控制的变频调速系统研究毕业论文目录1绪　论11.1　选题的目的和意义11.2　国内外研究综述21.3　需求分析31.4　可行性分析41.5　开发工具简介51.5.1KEILCx5161.5.2PROTEUS72系统硬件设计92.1　单片机控制系统92.2　变频器电路122.3　数/摸转换电路142.4　信号检测电路152.5　电源电路173系统软件设计183.1主控制模块设计183.2键盘模块设计183.3显示模块设计193.416进制转十进制BCD的算法223.5频率计算程序233.6速度计算程序243

2、.7深度计算程序244系统测试254.1硬件测试254.2软件测试26255问题及展望315.1已经解决的问题及解决方案315.2系统中的不足及展望32致谢33参考文献34附录135附录236251绪　论1.1选题的目的和意义随着变频调速技术的发展，变频器调速已成为交流调速的主流，在化纤、纺织、钢铁、机械、造纸等行业得到广泛的应用。变频器是基于电子技术、计算机技术和自动控制理论发展起来的电子电气设备，用户可以直接操作变频器上配有的手工操作键盘，设定运行参数，发出命令，但毕竟操作复杂，容易出错。为了方便大数用户的使用

3、，必须寻求另外的解决方式，采用单片机对电动机进行控制成为实现电动机数字控制的最常用的手段。随着单片机技术的日新月异，特别是高性能价格比的单片机涌现，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为电动机的控制提供了更大的灵活性。随着电力电子技术的日益发展和PWM控制技术的成熟，利用单片机组成的变频调速控制器可以实现从低频(1～2Hz)起动到50Hz，可以消除以往工作频率50Hz直接起动对电机的冲击，延长电机的使用寿命，同时由于变频器的输出电压可以自适应调节，使负载电机可以工作在额定电压以下，不仅节能且可延长电机的使

4、用寿命。基于单片机控制的变频调速系统是河南理工大学工矿技术开发公司委托开发的一个项目，这个项目主要用于对矿井中主、副井提升机的模拟，以便演示矿井的工作过程，要求以手动和自动两种方式实现，并能实时显示主、副井提升机的深度。为此设计的控制系统，以单片机为核心，在键盘、显示和数-模转换当中采用模块化设计，这样不但易于编程，而且方便对系统的整体调试。项目的开发目的主要是用作教学模型，如果实现的效果好，会非常便于演示，能够很好的配合教师教学，也能帮助学生更好地理解矿井中主、副井提升机的工作过程，如果效果不好，也会影响教学。通

5、过此项目的研究，理论联系实际，丰富了自己项目开发的经验，也为社会做出了一定的贡献，缓解教师的教学压力，活跃了课程气氛。1.2国内外研究综述25在提升机机械和电气传动技术飞速发展的同时，电子技术和计算机技术的发展，使提升机的电气控制系统更是日新月异。早在七十年代，国外就将可编程控制器应用于提升机控制，八十年代初，计算机又被用于提升机的监视和管理。此时期一些著名的提升机制造公司，如西门子、ABB、ALSTHOM都利用新的技术和装备，开发或完善了提升的安全保护和监控装置，然而，国内在提升机电控技术方面没有多少进展，曾以很

6、昂贵的价格从国外引进一些提升机电控设备，有的是晶闸管数字直流调速系统，有的是交－交变频的现代交流调速系统。随着变频调速技术的发展，目前，对矿井中提升机的控制主要是通过变频器。国外交流变频调速技术正处于高速发展阶段，法国阿尔斯通已能提供单机容量达3万kW的电气传动设备用于船舶推进系统；意大利ABB公司提供了单机容量为6万kW的设备用于抽水蓄能电站；德国西门子公司SimovertA电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10～2600kVA和SimovertPGTOPWM变频调速设备单机容量为100～900kVA，其控制系统

7、已实现全数字化，用于电力机车、风机、水泵传动；日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA，IGBT变频器已形成系列产品，其控制系统也已实现全数字化。然而，从总体上看我国电气传动的技术水平较国际先进水平差距10～15年，国内只有少数科研单位有制造大功率变频器的技术，在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。在中小功率变频技术方面，国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制，仅有少量的样机采用矢量控制，品种与质量还不能满足市场需要，每年大量进口。随着计算机技术的发展，无论是生产还是生活当中，人们对数字化信息的依赖程

8、度越来越高。如果说计算机是大脑，网络是神经，那么电机传动系统就是骨骼和肌肉。它们之间的完美结合才是现代产业发展方向。为了使交流调速系统与信息系统紧密结合，同时也为了提高交流调速系统自身的性能，必须使交流调速系统实现全数字化控制。25单片机已经在交流调速系统中得到了广泛地应用。例如由Intel公司1983年开发生产的MCS-96系列是目前性能较高的单片机系列之