洛阳理工学院毕业设计（论文）
单片机控制三相交流异步电动机PWM变频调速
摘 要
本文主要介绍了用大规模集成电路HEF4725和C8051单片机控制的PWM变频调速系统，由HEF4752产生的三相SPWM信号经隔离、放大后，驱动由IGBT构成的三相逆变器，使之输出SPWM的波形，实现异步电动机变频调速，整个过程可由单片机来控制，用到了专门用于产生SPWM波形的芯片HEF4752，自身带有过电流，过电压，过热，短路等保护设计的绝缘门极双极性晶体管IGBT模块的集成芯片IPM，使外围控制电路简单，调试方便，成本低，其输出波形良好，稳定可靠，实现起来非常方便，故具有广阔的应用前景和实用价值。
本系统采取了变频调速的方式，实现了转速闭环控制的目的，即采用速度检测装置，把检测到的速度送回到计算机，与实际要求的转速相比较，再用PID进行调节，使两个速度达到最接近的状态，在整个过程中由于采用了单片机系统硬、软件的设计和系统智能化控制，并对调速系统的应用作了抗干扰分析，主要包括硬件抗干扰措施和软件抗干扰措施了个方面，最终使系统达到精确控制的目的。
关键词：单片机，PWM，变频调速，闭环控制
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I
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SCM control 3-phase ac asynchronous motor PWM
inverter
ABSTRACT
This paper introduces PWM variable frequency drive system controlled by HEF4752IC chip and single chip microprocessor C8051,sets forth IGBT and its Integrated circuit IPM application ,PWM implement ,the design of hardware and software for control system with single chip microprocessor and intellectual control.
The paper has adopted the closed-loop control in the system, namely uses the speed detector set, the speed which examines returns to the computer, compares with the actual request rotational speed, again uses PID to carry on the adjustment, enables two speeds to achieve the closest condition, It also analyses energy conservation performance for the drive system . So it can compare good realization to the designing requirement of the system, the accurate one achieves the goal of adjusting speed in frequency conversion.
KEY WORDS: microcontroller，PWM，variable frequency drive，
closed-loop control
II
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目 录
前 言 .................................................................................................. 1 第1章 系统的组成研究 ........................................................................ 5
1.1系统的硬件框图...................................................................... 5 1.2系统的各组成部分研究.......................................................
1.2.1系统的主电路 ............................................................. 11 1.2.2单片机系统 ................................................................. 11 1.2.3检测保护电路 ............................................................. 11
第2章系统的工作原理介绍 ............................................................ 13
2.1调速的工作原理介绍............................................................ 13 2.2交流调速的脉宽调制(PWM)控制技.................................... 25 第3章闭环调速的实现 .................................................................... 26
3.1系统的动态结构图................................................................ 26 3.2工作原理的介绍.................................................................... 26
3.2.1 PID应用的介绍 .......................................................... 11 3.2.2调速闭环控制介绍...................................................... 11 3.3闭环控制的优势.................................................................... 26 第4章系统所用到的芯片介绍......................................................... 33
4.1 C8051芯片 ............................................................................ 33 4.2 PWM的专用芯片HEF4752 ................................................. 35 4.3逆变电路IGBT集成芯片IPM ............................................ 35 4.4键盘显示专用芯片Intel8279 ............................................... 35 4.5编程和记数定时器芯片8253............................................... 35 4.674LS373; 74LS138; 2764; 6264; 74LS245；LTC1799 简介35 第5章系统的抗干扰措施 ................................................................ 49
5.1 ×××××× .................................................................................. 51
5.1.1 ×××××× ........................................................................ 51 5.1.2 ×××××× ........................................................................ 51 5.2 ×××××× .................................................................................. 51
III
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5.2.1 ×××××× ........................................................................ 51 5.2.2 ×××××× ........................................................................ 52
结 论 ................................................................................................ 53 谢 辞 .................................................................................................. 56 参考文献 ............................................................................................ 57 附 录 ................................................................................................ 59 外文资料翻译 .................................................................................... 60
IV
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前 言
随着社会的不断发展,我们面临着能源短缺,电机调速技术的不断更新等许多问题,尤其是闭环调速在交流电机上的应用以来,使得变频调速逐渐显示出很大的潜力。
现状：能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。作为能源消耗大户之一的电机在节能方面是大有潜力可挖的。目前，国内变频调速系统的研究非常活跃，但是在产业化方面还不是很理想，市场的大部分还是被国外公司所