以下的中小型异步电动机,并且在用电机拖动系统的总体装备水平却仅相当于发达国家年代水平。所以国家的十五计划中，将在电机系统节能方面的投入大约亿元人民币，因此变频控制系统将在我国具有非常巨大的潜力和市场。本课题有关内容的发展现状近年来，以功率晶体管为逆变器功率元件。位微处理器为控制核心。按恒压频比控制原理实现异步电动机调速的变频器，在性能上出现了巨大的进步。第是所用的电力电子器件以基本上为绝缘栅双二极管所代替，进而广泛采用智能模块，使得容量和电压等级不断扩大和提高。第二是位微处理器基本为为所代替，甚至采用功能更强的位微处理器或双处理器，使其功能变得含有逻辑和智能控制的综合功能。第三是改善压频比的同时，推出可以实现矢量控制和转矩直接控制，使得不仅可以实现宽调速，还可以伺服控制。变频控制技术的发展可以分为三个方面电力电子器件的更新，逆变器从采用半控制器件到全控制器件，他的输出波形从交流方波变为脉宽调制波，大大减小了谐波分量，拓宽了变频调速的范围并且减小了转矩的脉动幅度。由于在变频调速是会产生噪音，不受用户喜欢，现在已基本被代替。而智能功率模块是以为开关器件，同时含有驱动电路和保护电路，是种功率集成电路。控制策略的发展，第代变频器采用的是按恒比控制方式，它根据异步电动机等效电路是的线性比进行变频调速。第二代变频器主要采用矢量控制方式，它参照直流电动机的控制方式，将异步电动机的定子电流空间矢量分解为转子励磁分量和转矩分量。与它起发展的还有直接转矩控制方式，将异步电动机的转矩作为被控量，强调转矩的直接效果，不刻意追求输出电流为正弦波形。功能综合化，新代的变频器由于有功能很强的微处理器支持，除了可以完成基本功能外还具有可编程参数辨识及通信功能。比如自动加减速，程序运行，节电运行，电动机参数辨识，通信和反馈功能。本课题的主要任务本课题在掌握电机变频调速基本原理的基础上，采用单片机编程等知识，运用变频调速的基本控制方式和控制算法，使单片机控制变频器的运行状态。给出了电机变频驱动系统远程通信网络的总体设计方案，并详细阐述了其中关键技术的研究和设计。具体工作包括对现今的变频器的认识和理解对变频控制器通信系统的组成结构和工作原理的研究运用单片机编程实现电机控制的方法完成程序设计与调试。第二章变频器变频器的结构及工作原理变频器是把工频电源或变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。它是由主电路和控制电路两大部分组成。主电路是给电动机提供调压调频电源的电力变换部分，主电路由整流器整流模块滤波器滤波电容和逆变器大功率晶体管模块三个主要部件构成。整流器现在般使用的是二极管变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。滤波器在整流器整流后的直流电压中，含有电源倍频率的脉动电压，此外逆变流器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压电流。逆变器同整流器相反，逆变器的作用是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，根据控制信号变化使开关器件导通关断，就可以得到三相频率可变的交流输出。控制电路是将信号传给异步电动机供电电压频率可调的主电路提供控制信号的回路，控制电路构成由频率电压的运算电路主电路的电压电流检测电路电动机的速度检测电路将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路。运算电路将外部的速度转矩等指令同检测电路的电流电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压频率。电压电流检测电路与主回路电位隔离，检测电压电流等。驱动电路为驱动主电路器件的电路，它使主电路器件导通关断。速度检测电路以装在电动机轴上的速度检测器的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。保护电路检测主电路的电压电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压电流值。它分为逆变器保护和电动机保护。逆变器保护其中主要为瞬时过电流保护。由于逆变器负载侧短路等，流过逆变器器件的电流达到异常值超过容许值时，瞬时停止逆变器运转，切断电流。变流器的输出电流达到异常值，也同样停止逆变器运转。过载保护，逆变器输出电流超过额定值，且持续流通到达规定的时间以上，为了防止逆变器器件线路等部件的损坏而停止运转。恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或者电子热保护器，过负载是负载的惯性过大或因负载过大使电动机堵转而产生的。再生过电压保护，采用逆变器使电动机快速减速时，由于再生功率直流电路电压将升高，有时超过容许值。可以采取停止逆变器运转或停止快速减速的办法，防止过电压。瞬时停电保护电路于数毫秒以内的瞬的值，以实现调速档位的实现。图脉宽控制流程图开外中断中断返回置置置置中断响应关外中断定时中断请求置置存定时存定时存定时存定时开外中断启动定时电机启动减速子程序延时去抖动改变延时去抖动中断请求外中断响应关外中断延时去抖动延时去抖动加速子程序启动定时电机启动中断返回图键盘中断处理流程图总结在几个月的学习工作中，通过图书馆上网查阅许多相关资料，了解了变频调速系统工作原理，加深了对电机变频调速控制系统的认识，熟悉了单片机在控制系统中的运用。并且在所学知识的基础上，利用已有的变频调速系统设计，尝试了自己的些研究。并且将我原来所学的知识系统化，理论化，实用化。对如何使用已有知识及获取相关资料方面的能力又有了提高。本设计基本上达到了设计目的。实现通过单片机对电动机的进行控制，通过合理的设备选型参数设置和软件设计，提高了电动机调速运行的可靠性。本设计在硬件上采用了恒控制的原理以及控制技术来驱动逆变电路，解决了电机驱动的效率问题，在软件上也采用较为合理的系统结构及算法，提高了单片机的使用效率。但该设计也有不足之处，主要是在关于速度的反馈上，首先，速度的变化范围较小，其次无法提供较为直观的速度表示方式，因此，有必要引入传感器技术对速度进行反馈，以表达当前的转速并进行显示。通过本次设计，对我的知识领域进行了次扩展，专业技能得到进步提高，同时锻炼了自己完成任务的能力，并掌握了很多软件硬件开发方面的知识。另外，我还认识到无论做什么工作，都需要踏实，勤奋，严谨的态度，这对我以后的工作将会产生深远的影响。同时，也培养了自己认真的科学态度和严谨的工作作风，为将来能更好的适应工作岗位打下了良好的基础。当然，本次设计还存在些不足之处，例如界面设计不够人性化，不能实现显示电机转速等。另外，由于实际条件的限制，本设计不能进行现场调试和试运行都是无法完成的。若以后条件允许，可以对以上设计进行进步完善。当然，设计中肯定还有其他不足和纰漏之处，请各位老师指正。致谢在本次毕业设计结束之际，首先向我的指导老师刘玉良教授致以衷心的感谢，在刘玉良老师的精心帮助下顺利的完成了本次论文的撰写工作。课题设计过程中，感谢在实验室工作的各位老师给予我的帮助，同时对我参阅和利用了大量文献资料的原作者并致谢。很高兴和电信班起度过了大学的年的生活，感谢同学们在学习和生活给予我的帮助和鼓励，感谢在我学习过程中给予我帮助的各位领导和老师。最后，对各位专家老师审阅我的论文深表感谢，请给予批评指正。参考文献江明，王伟变频调速技术的发展概况及趋势安徽机电学院学报，王刚变频调速技术的现状和发展电机新产品导报，赵相宾,年培新谈我国变频调速技术的发展及应用电气传动，王树变频调速系统设计与应用北京机械工业出版社，薛晓明变频器技术与应用北京北京理工大学出版社，岳庆来变频器可编程序控制器及触摸屏综合应用技术北京机械工业出版社，冯垛生，张淼变频器的应用与维护广州华南理工大学出版社，黄立陪，张学变频器应用技术及电动机调速北京人民邮电出版社，原魁，刘伟强变频器基础及应用北京冶金工业出版社，薛钧义系列单片微型计算机及其应用陕西西安交通大学出版社，吴守箴,臧英杰电气传动的脉宽调制控制技术北京机械工业出版社,郭春平,王奔,李泰,黄北军,鲍鹏,黄崇鑫控制技术在变频调速系统中应用综述微电机郭海英微机控制直流调速系统的设计机电工程技术李光飞，楼然苗系列单片机设计实例北京北京航空航天大学出版社，楼然苗,李光飞单片机课程设计指导北京北京航空航天大学出版社附录程序清单伪定义高电平延迟时间存储单元低电平延迟时间存储单元速度档位减速用速度档位加速用电机转动方式电机控制端电机控制端启动，停止加速减速方向控制主程序和中断程序入口初始化程序正转变化量定时器工作方式开外中断及定时中断电平触发方式禁止外中断主程序等待启动消除抖动开外中断启动定时等待中断禁止外中断方向键未按则跳转消除抖动存转动方式正方向则跳转反方向改变为正方向正方向改变为反方向启停键未按则跳转消除抖动清标志位停止定时加速键未按则跳转加速键按下则跳到加速子程序减速键未按则跳转消除抖动存速度档位减速用档位判断档位则继续加速速度档位加速用降速度档位减速用增高电平时间减少低电平时间增加存速度档位加速用档位判断档位则继续加速档位为则返回速度档位减速用降速度档位加速用增高电平时间增加低电平时间减少开外中断返回控制程序禁止外中断存转动方式为正方向反转存脉冲状态判断当前脉冲是高还是低下时刻为高电平下时刻为低电平正转存脉冲状态判断当前脉冲是高还是低下时刻为高电平下时刻为低电平延时程序,东海科学技术学院毕业论文设计题目电机变频驱动系统远程通信网络的设计控制部分系机电工程系学生姓名专业电子信息工程班级指导教师起止日期年月日摘要在现代工业中，电动机是应用面广数量巨大的电力设备之，电动机的运行与控制对产品质量和生成效益联系紧密。变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，它在频率范围调速精度输出性能功率因数工作效率使用方便等方面是别的调速方式无法比拟的，其优越性体现在显著的节电性能和快速调速性能。变频调速系统的核心即变频器的性能已成为调速性能优劣的决定因素。本文对变频器的内部结构整流器滤波器逆变器和最重要的调速控制环节作了介绍，叙述了恒控制的原理以及波形生成原理与控制算法，分析了基于恒控制的变频调速系统。选用单片机控制方