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专用集成电路等。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。交流调速系统世纪年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围高的稳速范围高的稳速精度快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。交流调速控制作为对电动机控制的种手段。作用相当明显，就交流调速系统目前的发展水平而言，可概括的如下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。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。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。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。交流变频调速的优异特性调速时平滑性好，效率高。低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。调速范围较大，精度高。起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。变频器体积小，便于安装调试维修简便。易于实及接口技术北京北京航空航天大学出版社，张立科单片机典型模块设计实例导航北京人民邮电出版社，韩志军单片机应用系统设计入门向导与设计实例机械工业出版社刘凤君正弦波逆变器北京科学出版社，徐志跃基于的变频器设计电气传动，王仁祥通用变频器选型与维修技术北京中国电力出版社，李华德，白晶，李志明交流调速控制系统北京电子工业出版社，基于单片机的变频调速系统设计摘要本文介绍了种利用专用集成电路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，主电路采用智能功率模块作为电机的控制。控制电路由系列的单片机最小系统和三相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。其中主要内容包括的特性介绍及变频系统的主电路驱动电路保护电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。关键词单片机变频调速电动机，制动和有级调速的目的。变极对调速，电抗或自藕降压启动以及绕线式异步电动机转子回路串电阻的有级调速都还处于开发的阶段。交流调速缓慢的主要原因是决定电动机转速调节主要因素的交流电源频率的改变和电动机的转距控制都是非常困难的，使交流调速的稳定性，可靠性，经济性以及效率均不能满足生产要求。后来发展起来的调压，调频控制只控制了电动机的气隙磁通，而不能调节转距。本文主要内容是研究采用单片机与芯片组成波发生电路，并结合智能功率模块，通过软件编程控制电动机变频调第章概述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，现在有以上的动力来源来自电动机。我国生产的电能用于电动机，电动机与人们的生活息息相关，密不可分，所以要对电动机的调速有足够的重视。我们都知道，动力和运动是可以相互转化的，从这个意义上说电动机也是最常见的运动源，对运动控制的最有效方式是对运动源的控制。因此，常常通过对电动机的控制来实现运动控制。对电动机的控制可以分为简单控制和复杂控制两大类。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可以通过继电器，可编程器件和开关元件来实现。复杂控制是指对电动机的转速，转角，转距，电压，电流等物理量进行控制，而且有时往往需要非常精确的控制。以前，对电动机的简单控制的应用较多，但是，随着现代化步伐的前进，人们对自动化的需求也越来越高，使电动机的复杂控制逐渐成为主流，其应用领域极为广泛。在军事和雷达天线，火炮瞄准，惯性导航，卫星姿态，飞船光电池对太阳的控制等。工业方面的各种加工中心，专用加工设备，数控机床，工业机器人，塑料机械，绕线机，泵和压缩机，轧机主传动等设备的控制。计算机外围设备和办公设备中的各种磁盘驱动器，绘图仪，打印机，复印机等的控制音像设备和家用电器中的录音机，数码相机，洗衣机，冰箱空调，电扇等的控制，我们统统称其为电动机的控制。功率半导体器件的不断进步，尤其是新型可关断器件，如双极型晶体管金属氧化硅场效应管绝缘栅双极型晶体管的实用化，使得开关高频化的技术成为可能。目前功率半导体器件正向高压大功率高频化集成化和智能化方向发展。脉宽调制技术就是利用功率半导体器件的高频开通和关断，把直流电压变成按目录引言第章概述电动机调速系统的发展交流调速系统单片机控制的变频调速第二章电机变频调速系统系统调速原理单片机控制的变频调速系统系统框图硬件系统原理图第三章系统主要模块简介与设计模块图内部结构图的基本工作特性驱动电路的设计的选用相关参数主控制模块主要特性管脚说明振荡器特性芯片擦除波发生模块的引脚功能内部结构初始化编程其他模块简介串口通信驱动模块保护电路速度反馈模数转换模块第四章系统软件设计结论致谢语参考文献引言对于可调速的电力拖动系统，工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。它们最大的不同之处主要在于交流电力拖动免除了改变直流电机电流流向变化的机械向器整流子。世纪年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围高的稳速范围高的稳速精度快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。许多传统的由直流电机调速系统拖动的工业设备改由交流变额调速系统拖动，从而提高了系统的可靠性，减少了系统的维护费用。随着变频调速应用的日益广泛，相关技术的日益成熟，人们不仅对变频调速系统的精度要求越来越高，而且对控制的功能要求越来越多，对系统的智能化要求越来越高，对系统的抗扰能力要求越来越高，以满足生产的需求并适应不同的工作环境。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，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。交流变频调速的优异特性调速时平滑性好，效率高。低速时，特性静关率较高，相对稳定性好调速范围较大，精度高起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显变频器体积小，便于安装调试维修简便，易于实现过程自动化在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。交流电动机因其结构简单，运行可靠，价格低廉，维修方便，故而应用面很广，几乎所有的调速传动都采用交流电动机。尽管从年开始，人们就致力于交流调速系统的研究，然而主要局限于利用开关设备来切换主回路达到控制电动机启动，了驱动主电路逆变桥的三个上桥臂的，必须给每路提供个隔离的电源而三个下桥臂可以共用个电源。此外，及单片机系统还需要电源以及异步通讯所需的电源，共需要路电源，如图所示。该电源可以采用线性电源，也可采用开关电源。前者体积大，笨重，但电路简单，各路电源完全独立，调试容易。后者则轻便小巧，电路相对较复杂。采用单片开关电源芯片可大大简化电路。保护电路逆变器中的模块是变频器的主要部件，也是最昂贵的部件。由于它工作在高频高压大电流的状态，所以也是最容易损坏的部件。因此模块的保护工作显得十分重要。为此应做到以下几点选用智能型模块。中般都有过流过热短路欠压保护电路，当任情况发生时它能迅速给出报警信号。把该信号接到的端，可立即切断的路控制信号，关闭所有的。对编程时，设置合理的死区时间和欲删除的窄脉冲的宽度，前者可有效防止同桥臂上下开关元件的共态导通后者可降低开关损耗，减少发热。在单片机的调速过程中始终监视变频器输出端的电压和电流，旦超限将停止的工作并发出报警指示。在应用中，由于高频开关过程和功率回路寄生电感等叠加产生的和瞬时功耗会对器件产生较大的冲击，易损坏器件因此需设置缓冲电路即吸收电路，目的是改变器件的开关轨迹，控制各种瞬态过压，降低器件开关损耗保护器件安全运行。图隔离电源模数转换模块该模块主要是将对主电路进行的实时检测的模拟信号转换为数字信号，而后传送给单片机控制系统，实现系统的实时监测。常见的转换器有计数式转换器，双积分式转换器，逐次逼近式转换器，并行直接比较式转换器，式转换器等。本系统需处理多路模拟信号，故采用转换模块，它采用逐次逼近的方法完成转换其片内带有锁存功能的路模拟开关，可对路的输入模拟电压信号进行转换，完成次转换约需。其输出具有三态锁存缓冲器，可直接与单片机通信。图内部结构图管脚图管脚说明芯片有条引脚，采用双列直插式封装，如图所示，各引脚功能如下路模拟量输入端。位数字量输出端。图常用的缓冲电路位地址输入线，用于选通路模拟输入中的路地址锁存允许信号，输入，高电平有效。程图如图所示。故障保护中断子程序中断程序处理的都是需要立即处理的故障，比如过压欠压故障等。这些故障信号通过或门连接到的端上，只要有个故障发生，就会使端为高电平，启动内部的故障保护动作，瞬