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1、基于CMC的刮板输送机变频软启动器的设计 作者： 日期：1 个人收集整理 勿做商业用途摘要刮板输送机主要用于回采工作面或顺槽等其他场所，具有机身低矮、占空间小；可以水平、垂直弯曲；结构强度高等优点.由于其特殊的结构和所处的恶劣工作环境,刮板输送机迄今为止仍是综采工作面惟一的运输设备。刮板输送机是一种用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送机。各种类型的刮板输送机的主要结构和组成的部件基本是相同的，它由机头、中间部和机尾部等三个部分组成。近年来，交流电机变频调速及其相关技术的研究已成为现代电气传动领域的一个重要课题,并且随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的发展，交流变频调速技术还
2、将会取得巨大进步.在交流变频调速领域中，脉宽调制技术作为一项关键技术,在变频调速技术的发展中得到重要应用，而恒压频比控制（U/F=C）是通用变频器中应用最广泛的一种控制方式。本文以刮板输送机为被控对象，以80C196MC单片机作为处理器，通过SPWM控制技术对交流电机实现恒压频比控制，设计了基于单片机的通用变频调速系统。关键词:80C196MC单片机，SPWM,恒压频比控制AbstractThe scraper conveyors main working places are production face,driving face and coal washery etcIt has ma
3、ny merits，for example，because the scraper conveyors body is low ,its floor space is small;it Can bend flatly and vertically;its structure strength is high and so onConveyor is a scraper chain with traction in the tank conveyor transporting bulk materials. Various types of conveyor structure and comp
4、osition of the major components is basically the same， it is by the head, middle and tail of the threepart machine。In recent years, AC Motor Frequency Control and related technology research has become a modern electric drive an important subject areas， and with the new power electronic devices and
5、the introduction of the microprocessor and the exchange of theoretical development of motor control, AC frequency converter Technology will also be made tremendous progress. In exchange in the field of Frequency Control， PWM technology as a key technology in the VVVF technology are important in the
6、development of applications, and the constant pressure than the frequency control (U/F = C） is the application of the most common frequency converter A wide range of control. 个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途In this paper, scraper conveyor induction motor to object to 80C196MC as a processor， through S
7、PWM AC motor control technology to achieve constant pressure than the frequency control. design The MCU-based Universal Frequency Control SystemKey Words：MCU；constant U/F；SPWM目录AbstractII1 绪论11.1 变频调速的发展11。2刮板输送机简介21.3刮板输送机启动现状以及启动控制要求42 异步电动机变频调速62.1。1三相交流电机的结构62。1。2三相交流电机的工作原理82。1。3交流电机的调速方式112。1.
8、4变频调速系统的U/f控制方式132.2。1 PWM控制技术的基本原理172.2.2正弦脉宽调制(SPWM）控制理论182。2。3异步调制和同步调制193 刮板输送机变频软启动的的硬件设计213。1系统总体设计图213.2主电路213。3电压保护电路233。4电流检测243.5 IGBT驱动电路253。5.1 IGBT对驱动电路的要求263.5。2 EXB841构成的驱动电路273.6转速检测部分283.7控制电路293。8 键盘和显示电路323。9辅助电源344 系统的软件设计374。1变频软起动器主程序374。2。1波形发生器的基本原理384。2.2 SPWM波形生成原理与控制算法3943
9、 UP子程序和DOWN子程序424.4 故障中断子程序流程图424。5 软件抗干扰措施43结束语45参考文献46致谢47附录48231 绪论1。1 变频调速的发展五十年代末开始，电气传动中就进行着一场重要的技术革命，即把原来只是用于恒速传动的交流电动机实现速度控制，以取代制造复杂、价格昂贵、维修麻烦的直流电机。随着大功率电子器件及微电子器件的迅速发展,以及现代控制理论向电气传动领域的不断渗透,使这一变革逐步变成了现实。1957 年可控硅元件的出现，给交流调速技术的发展开辟了广阔的前景.电力电子学的产生，使交流调速在技术上发展十分迅速，并达到了实用化程度。国外在各类交流调速技术上都有重大进展，并
10、由七十年代起逐步进入了工业应用阶段。交流变频调速的发展状况，基本上可以归纳为以下几个方面:大容量和特大容量上，填补了直流调速传动的空白。由于直流电机具有换向它承受的电压有一定的限制 （一般小于千伏),因此直流电机的功率较小，而交流变频调速异步电机,在容量上可以做得比直流电机大得多。近年来，西门子公司在低速大容量的交一交变频传动方面己取得了突破性的进展。 快速的转矩控制，可以得到和直流调速相同甚至更好的静、动态性能。早期的变频传动转矩响应慢、低速特性差，而引入矢量控制后,调速特性等方面有了很大改善。 西门子公司研制的采用稀土材料的矢量控制系统转速达三千 转分，而全速反应时间只需 15毫秒。 新型
11、全控型开关器件的迅速发展提高了变频器的性能指标。IGBT由于兼有MOSFET和GTR的特点，具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大的优点在中小功率领域应用广泛。IGCT适用于中高压领域，既具有IGBT的快速开关功能，又具有GTO的低导电损耗,在中高压各种领域内应用广泛。 提高了可靠性,能够满足一些长期不能停机或者对可靠性有特殊要求的部门的需求，西门子公司的高精度，高速离心分离机变频装置，满足了这一要求。在众多的调速技术中,变频调速之所以在能源危机中应运而生，是因为它能根据电机负载变化实现自动、平滑的增速减速，从而大幅度提高其工作效率.变频调速器满足了以下要求：（1)减少
12、能耗；（2）提高生产效率：（3)用精密、快速响应手段提高产品质量；（4）实现自动化：（5）安全保养设备： 正因为交流电机变频调速在频率范围,动态响应,调速精度,低频转矩功率因数，工作效率，高速和大容量化等方面都有优越的特性，交流电机变频调速技术已成为当今节电、改善工艺流程、提高产品质量、推动技术进步的一种主要的手段，是当前电气传动的主要发展方向之一。因此研究变频调速技术对于能源利用和我国的工业节能有重要意义。目前，高性能交流调速系统的研究开发己引起各国学者的高度重视。研制高性能和结构简单的交流电机调速系统是学术界和工程界普遍关注的课题。1.2刮板输送机简介 刮板输送机是一种用刮板链牵引，在槽内
13、运送散料的输送机.各种类型的刮板输送机的主要结构和组成的部件基本是相同的，它由机头、中间部和机尾部等三个部分组成.在当前采煤工作面内，刮板输送机的作用不仅是运送煤和物料,而且还是采煤机的运行轨道，因此它成为现代化采煤工艺中不可缺少的主要设备。刮板输送机能保持连续运转，生产就能正常进行。否则，整个采煤工作面就会呈现停产状态，使整个生产中断.图11 刮板输送机示意图刮板输送机在煤矿的生产与建设中的发展,大致经历了三个阶段。第一阶段在30-40年代,是可拆卸的刮板输送机,它在工作面内只能直线铺设，随工作面的推进，需人工拆卸、搬移、组装。第二阶段是40年代前期由德国制造出可弯曲刮板输送机，它与采煤机、
14、金属支架配合实现了机械化采煤。这种刮板输送机运煤量有所增大，如当时的型号SGW-44型刮板输送机就是这个阶段的代表产品。进入60年代由于液压支架的出现，为了适应综采的需要，刮板输送机发展到了第三阶段，研制出大功率铠装咳弯曲重型刮板输送机，如SGD-630/75型、SGD630/180型等就是属于这个阶段的产品。目前,随着采煤工作面生产能力的不断增大,刮板输送机主要朝以下几个面发展：（1) 大运输量。国外先进采煤国家已经发展到小时运输能力高达1500t（80年代）3500t（90年代)的刮板输送机。（2) 长运输距离。为了减少采区阶段煤柱的损失量，加大工作面的长度,刮板输送机的长度已经达到335米以上.(3） 大功率电动机。电动机的功率已发展到单速电机达525kW，双速电机500/250kW。(5) 寿命长.由于使用大直径圆环链，增加了刮板链的强度，延长了刮板输送机的寿命，整机过煤量高达600万吨以上。1。3刮板输送机启动现状以及启动控制要求刮板输送机是煤矿综采工作面的关键设备之一，刮板输送机启动问题主要表现为以下几个方面：(1)刮板输送机电机的启动电流可达额定电流的810 倍，在如此大的电流下直接启动，受供电设备容量和电缆截面的限制，线
