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1、浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文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 日浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文I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一，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
2、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 U/f 控制的原理以及 PWM 波形生成原理与控制算法，分析了基于恒 U/f 控制的变频调速系统。选用单片机控制方式，给出了直流电机的控制方案，能应用 PWM 控制技术，实现直流电机的启动、停止、加速、减速、正反转控制等功能。关键词：变频调速；单片机；恒 U/f 控制；脉宽调制（PWM）浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文IIAbstractIn modern industry, the motor is wide application and great nu
3、mber of electric equipment, electric motor control and operation of product quality and benefit closely linked. Frequency conversion technology is the important power transmission technology development direction, it in the frequency range and accuracy, speed and power factor, the output performance
4、 efficiency and convenience etc is another way of unmatched speed, the advantages of saving embodied in the significant performance and fast speed.Variable frequency variable speed system is the core of the converter performance has become the factors governing performance. Based on the internal str
5、ucture of converter (rectifier, filter, inverter) and the most important link of the speed control is introduced, and describes the constant-voltage frequency ratio control principle and PWM generative principle and control algorithm, based on the analysis of the constant-voltage frequency ratio con
6、trol variable frequency speed regulation system. Choose single chip microcomputer control mode is presented, dc motor control scheme, the application of PWM control technology, can realize the dc motor start and stop, acceleration and deceleration, positive &negative control etc. Function.Keywords:
7、variable frequency variable speed, single chip microcomputer, U/f control method, Pulse width modulation (PWM)浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文III目 录第一章绪论 .11.1 选题的背景 .11.2 本课题有关内容的发展现状 .11.3 本课题的主要任务 .2第二章变频器 .32.1 变频器的结构及工作原理 .32.2 变频器的分类 .42.3 常见变频器的选用 .5第三章变频控制器通信系统 .73.1 变频控制器通信系统的基本概念 .73.2 电 机 的 变 频 调 速
8、方 式 .73.2.1 恒 U/f 控制方式原理 .73.2.2PWM 控制技术原理 .93.2.3PWM 调制方式 .12第四章硬件电路设计 .154.1 系统原理与组成 .154.2 整流电路的设计 .154.3 滤波电路的设计 .164.4 逆变电路的设计 .164.5 控制电路的设计 .174.4.1 复位电路 .174.4.2 时钟电路 .184.4.3 键盘输入电路 .18第五章 单片机编程实现电机变频控制 .195.1 单片机选择 .195.2 程序的设计分析 .205.2.1 程序总体思路 .205.2.2 定时中断和 PWM 脉宽控制 .22浙江海洋学院东海科学技术学院本科生
9、毕业论文IV5.2.3 按键处理和电机调速 .22总结 .24致谢 .25参考文献 .26附录 1 程序清单 .27浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文1电机变频驱动系统远程通信网络的设计（控制部分）第一章绪论1.1 选题的背景电机控制技术已经广泛的运用于机床、电动工具、电力机车、机器人、家用电器、计算机的驱动器、汽车、船舶、轧钢、造纸和纺织等行业。全世界上大概有多达 100 亿台电机运用于各个行业，近年来，我国空调一年的产量就已经超过 1000 万台，可见电机控制技术已经在工业中占据不可替代的位置 1-3。而变频器是工业生产应用中最理想,最有前途的调速控制设备之一,在工业控制、信息家电
10、等领域都有着广泛的应用,对于在线监测并实时诊断电机状态具有十分重要的意义,将使系统工作稳定、安全可靠、提高系统的自动化程度。电机行业已是一个比较老的行业，其在工业上应用了一个多世纪，虽然随着新材料的使用、计算机技术的发展，电机建模的改进和电机计算机辅助设计软件的不断推出，电机在功率密度、效率、可靠性等方面已与最初的电机有了很大的改进，但它相对的变化比较缓慢。直流电机由于其便于控制和控制精度比较高的特点，在很长一段时间内被广泛应用，被人们认为难以被其它电机所取代，但随着电力电子技术的发展，各种新型器件和先进的控制方法在电机控制变换器系统中的应用，在很多的场合直流电机正逐渐被交流异步电机所代替，有人认为，在二十一世纪，直流电机将会在传动领域逐渐消失，而交流异步电机和其它类型电机的应用范围将逐渐增加。过去直流电机占主要地位的调速传动领域，将逐渐被交流电机变频控制所占领。交流电机变频控制在频率范围、动态响应、调速精度、低频转矩、输出性能、功率因数、工作效率、使用方便等方面是以往的交流控制方式无法比拟的，其优越性体现在两个方面:一是节电显著;二是卓越的控制性能。随着电力电子技术的发展变频控制系统性能逐渐改进，而成本不断下降，在另一方面，全球性的能源危机使人们对能源的绿色利用越来越重视，对于消耗了 30%左右能量的电机，其驱动系统也越来越引起人们的重视，每一
