(毕业论文)基于单片机的SPWM变频调速系统设计.doc

基于单片机的SPWM变频调速系统设计 摘要：变频调速是交流调速中的发展方向。变频调速也有多种方法，本文对目前研究领域相当活跃的正弦波脉宽调制技术(SPWM)的变频调速作了一定的研究，并进行了实践。异步电动机的调速原理是研究控制算法的基石，因文首先介绍了异步电动机的调速特性，从而展开介绍SPWM变频调速的理论基础.包括变频调速控制思想的由来，控制方法的可行性。变频调速的控制算法也有许多，本文对目前大部分通用变频器所采用的控制算法——恒压频比控制，给出了完整的硬件电路设计和软件程序流程设计。本文采用了Intel8OC196MC十六位单片机作为控制电路的CPU，采用该单片机的控制系统是本设计的硬件核心部分。因此本文先简单的介绍此单片机与该设计相关的特性，继而介绍本系统的硬件设计和软件设计。 关键词:变频器;恒压频比控制;正弦波脉宽调制:8OC196MC单片机。 Abstract：Variable- speed drive system is the direction of AC Variable-speedd rive system.There are many modes for frequency-varied speed -regulated. In this paper, theauthor studied and analyzed one of the control way which is very searched by many people,and it is a constant volts/hertz ratio control technology The mathematical model of AC induction motor is the base of controlAlgorithmic for studying.This paper introduce the AC induction motorfirstly,then introduce the theoretical base of SPWM variable-speed drive. The theoretical base gives its idea and feasibility. In this design,the single chip micorcomputer-80C196MC is used.This microcomputer is very suitable for motors controlling.The Control circuit including80C196MC is the core of this system.There are hardware and software Designs in this paper.and the software design is the emphasis. 一 绪论 3 1.1研究的现状 3 1.1.1引言 3 1.1.2变频调速发展的条件 4 1.1.3变频器的发展方向 5 1.2论文研究的目的和意义 6 1.3本文主要内容和结构安排 6 二 恒压频比控制的SPWM变频系统的分析 7 2.1变频调速基本原理 7 2.2变频调速控制方式分析 7 2.3 SPWM逆变技术 9 2.3.1静止式SPWM间接变压变频装置 9 2.3.2 SPWM调制变频技术 10 2.3.4双极性SPWM法 12 2.4.SPWM控制信号的产生方法 15 三 变频调速系统的硬件实现 17 3.1变频调系统的整体硬件电路设计 17 3.2主电路的设计 18 3.2.1主电路硬件结构 18 3.2.2三相电压型逆变电路 19 3.3控制路的设计 21 3.3.1控制器的选择 21 3.3.2存储器扩展电路 24 3.3.3 80C196MC单片机的波形发生器 24 3.3.4.1键盘显示电路 28 3.3.5控制反馈检测电路 30 3.4驱动和保护电路的设计 32 3.4.1 驱动芯片IR2110的介绍 32 3.4.2保护电路的设计 34 3.4.2.1过电压保护 34 3.4.2.2电流检测电路 35 四 主程序设计 36 五 总结 38 参考文献 39 致谢 40 附录 41 n 图2-1 异步电机变频调速的控制特 恒压频比控制又可以分为两种方式，一种是转速开环控制，无需速度传感器，控制电路简单，负载适合于异步鼠笼型电动机，所以通用性强，经济性好。由于在无速度传感器的恒压频比控制下，负载一旦变化，转速也会随着变化，转速的变化量与转差率成正比，因此产生了另一种带速度传感器的恒压频比控制，称之为转差频率控制，它根据速度传感器检测，求出转差角频率