极对不变时，均匀的改变定子供电的频率，则可以连续的改变异步电动机的同步转速。达到平滑调节电动机实际运行转速的目的。这种调速方法称为变频调速。变频调速具有很好的调速性能，应用相当广泛，是交流调速的主流。保持常数的恒压频比控制方式在忽略定子阻抗压降后可得到，式中为常数，因此，在变频时要维持磁通恒定，只要使与成比例的改变即可。此时，由公式得，所以，带负载时转速降落为,将异步电动机的转矩公式П近似处理后得，可以导出，由此可见，当为恒值时，对于同转矩，是基本不变的。也就是说，在恒压频比条件下改变频率时，机械特性基本是批心平行上下移动的，频率降低，转速下降，太小将限制调速系统的带负载能力，所以在低频时，采用定子压降补偿法来适当的提高电压，以增强带负载的能力。从而达到比较满意的效果。保持常数的恒磁通控制方式对于常数的控制方式，无法保证最大的转距。对于要求调速范围的的恒转距负载，则希望在整个调速范围内不变，即使保持恒定。可采用常数的恒磁通控制方式。保持常数，此时，机械特性曲线形状不变，不同定子频率下的机械特性曲线平行，且最大转距保持不变，但由于异步电动机的感应电动势不好测量和控制，所以在实际应用中，采用电压补偿的方法来达到维持最大转距的目的。考虑到低频空载时，由于电阻压降减小，应减少补偿量，否则将使电动机中增大，导致磁路过饱和而带来的问题，故与的曲线是折线。保持常数的恒功率控制方式变频调速时，在定子频率大于额定频率的情况下，若仍按照上述方法进行控制，则定子电压要高于额定电压，这是不允许的。所以当在频率超过额定频率时，往往使定子电压不再升高，而保持为额定电压不变，这样来，气隙磁通就就会小于额定磁通，从而导致转距减少，保持常数时的恒功率控制方式所要求的电压与频率的协调关系。可知，，忽略时。额定转距式中为过载倍数，对于恒功率调速，有，可得出，只要满足常数的条件，即可达到恒功率调速。恒电流控制方式在变频调速时，保持异步电动机的定子电流为恒值，称为恒流控制方式。的恒定是通过调节器的电流闭环调节作用来实现的。恒流变频调速与恒磁通变频调速的机械特性基本样。都属于恒转距调速，在变频调速时，最大转距是不变的，由于恒流控制限制了，所以恒流时的最大转距要比恒磁通时小得多，使过载能力降低。因此，这种控制方式只适用于负载不大的场合。用单片机控制的交流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。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。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，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。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。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。在设计中用单片机作为电动机的核心控制元件来取代模拟电路，就可以将传统的调速方案中的些缺点避免，达到提高控制精度的目的。在本次设计中所用到的控制方式是用转差频率闭环控制。转速开环恒压频比调速系统虽然结构简单，异步电动机在不同的频率下都能够获得较硬的机械特性曲线，但是不能保证必要的调速精度而且在动态过程中由于不能保持所需要的转距，动态性能也很差，它只能用于对调速系统的动静态性能要求都不高的场合。如果异步电动机能像直流电动机样，用控制电枢电流的方法来控制转距，那么就能够得到和支流电动机样的动静态性能。转差频率控制是种解决异步电动机电磁转距控制问题的方法，采用这种控制方案的调速系统，可以获得与直流电动机恒磁通调速相似的性能。转差频率控制的基电压对应导通和对应关断，工作频率为，可驱动以下的逆变器，其内部电路如图所示。图驱动模块内部结构故障检测及保护电路设计故障检测及保护电路如图所示，该电路采用电阻取样的电压电流保护电路，通过调节电位器来设定最大的允许电压电流值。电路中接的口中的，端接的控制端。这样保护电路可通过门输出控制信号的封锁输出的控制信号，断开主回路电源。接的口中的，通过输入故障信号，用以检测故障类型。图过电流，过电压保护电路模拟量输入通道的设计由于本次设计中选用的单片机没有模数转换器所以需要在外部电路中加上模数转换电路。经过考虑选用的是芯片。它能完成路模拟量的转换，为了削弱反馈信号中的交流分量，在需在反馈信号输入前加滤波电路，取，，对应的时间常数为。系统软件的设计程序框图及其介绍系统主程序主程序框图如图所示。先进行芯片初始化，然后，清系统工作区，开放外部中断，启动软件定时器采样周期。所以，系统初始化完毕，进入控制循环显示转速中断服务,和,运算，查表求出,可逆切换程序输出控制量显示转速。图系统主程序框图转速调节程序转速调节程序即为软件定时器的中断服务程序，其程序框图如图所示。在转速调节程序中，完成转速的采样，进行运算，求出频率指令信号，然后查表求得分频系数,。增量式运算子程序增量式运算子程序框图如图所示，它包括按图所示控制曲线计算转差频率增量,由求出转差频率控制量，再由求出频率指令信号。图转速调节程序框图可逆切换程序可逆切换程序由停车控制和可逆切换控制两部分组成，其程序框图如图所示。系统的停车与工作由工作停车控制开关控制，其开关状态由输入。在可逆切换程序中，先对进行判断。若，表示命令停车，这时接下来判断转速是否为。若不为，则经输出电平，使的端为，封锁其输出信号，使逆变器输出为，电动机转速下降。当转速已降到时，经输出电平信号，切换主回路电源，然后显示停车标志。若，则表示继续工作，于是转去检测正反开关状态，进入可逆切换部分。电动机的转向由正反控制开关控制，其开关状态由输入。现以正转到反转为例说图增量式运算子程序框图明切换过程。当正反转开关由正转到反时，输入电平，表示反转，接下来判断当前转向是正还是反，若转向为正，表示与给定转向不致，需进行切换，于是经输出电平，使的端为，封锁其输出信号，使逆变器输出为，电动机转速下降。然后判断电动机转速是否为。当转速未降到时，不开放端，电动机转速继续下降。旦转速降到，则经输出电平至端，经输出电平，开放端，于是输出相序为的控制信号，逆变器重新开始工作，输出相序为，使电动机反向启动，至此，切换过程结束。从反转到正转的切换过程与上述过程相仿，不再赘述。图可逆切换程序故障处理程序故障处理程序即为外部中断服务程序，其程序框图如图所示。图故障处理程序部分子程序对于的编程，采用软件延时的方法,„„„„对于编程，计数器工作在方式,„„„„„对于编程。工作在方式，口作为输入口作为输出。结束语毕业设计是学生综合学习的个难得的机会，同时它也是检验这几年学习水平的个机会。在设计中涉及到的知识面很广，它需要我们查阅大量的资料，从中吸取对设计有帮助的东西来达到个优化的目的。在设计过程中肯定有我们以前没有学习过的新知识需要我们自学，这就需要耐心，需要刻苦的钻研和推敲，特别是对于各部分的衔接是经过论证后得出的。通过毕业设计，真正的学习到了不少东西，特别是对于自己动脑思考问题，动手解决问题的能力无疑是上了个台阶，让自己知道了从事技术方面的学生扎实的基本功是必不可少的，对于创新能力的培养和加强得引起高度的重视，光课堂的学习是不够的，通过自学是提高的个途径，能够将所学到的知识和自学的新知识柔和在起已证明了我们具有定的能力。当然了，方案肯定能再次得到优化，这是以后在工作中需要考虑的问题。参考文献王晓明电气传动的微机控制北京北京航空航天大学出版社,张毅刚彭喜元单片机应用设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，黄俊电力电子技术北京机械工业出版社，天津电气传动设计研究所电气传动自动化手册天津致谢作者在研究学习和课题设计期间，经唐宇老师的悉心指导和耐心启发，学习到了设计课题的基本方法，具备了将定的理论知识用于实践的能力，提高了自学水平，基本上达到的学以致用。唐老师严谨的治学态度，渊博的知识，和谐的为人及忘我的工作精神让我钦佩不已，这不但使的我的毕业设计能够顺利的完成，还在为人做事方面给我做了个好的榜样。我真诚的感谢他唐老师。此外，我还要感谢实验室的王老师陈老师曹老师在我设计期间提供了完备的设计的器件及相关的资料。感谢张小平冯明琴王兵郑会军郭新年等老师的些指导。感谢帮助过我的所有人。最后，我要感谢攀枝花学院的培养。感谢评阅和阅读本论文的老师付出的辛勤劳动附录见下页用单片机控制的电机交流调速系统设计文摘单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。通过改变程序来达到控制转速的目的。由于设计中电动机功率不大，所以整流器采用不可控电路，电容器滤波逆变器采用电力晶体管三相逆变器。系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，大规模集成电路，保护电路，系列单片机，定时记数器，可编程接口芯片，通用键盘显示器，接口芯片，比例分频器和测速发电机等组成。回路中有了检测保护电路就可以使整个系统运行的可靠性有了保障。关键词单片机定时器晶闸管整流器三相异步电动机电气传动从总体上分为调速和不调速两大类。按照电动机的类型不同，电气传动又分为直流和交流两大类，直流电动机在世纪先后诞生，但当时的电气传动系统是不调速系统，随着社会化大生产的不断发展，生产技术越来越复杂，对生产工艺的要求也越来越高，这就要求生产机械能够在工作速度，快速启动和制动，正反转等方面具有较好的运行性能。从而推动了电动机的调速不断向前发展，自从年直流电动机出现以后，直流电动机