基于单片机控制的PWM调速系统

论文编号:JD287     论文字数:15598,页数:38

摘    要

变频调速是一种廉价实用的调速方式，在各种传动装置中的使用必将越来越广泛，因而具有很好的市场前景。
本设计详细研究了一个以变频调速为机理、通过单片机进行控制的PWM调速系统。主电路采用二极管进行不可控整流，用PWM逆变器同时调压调频，开关元件用GTR，组成了交-直-交电压型变频器，变频器采用恒压频比控制方式。控制电路的核心是AT89C51单片机，通过键盘输入给定值，并与反馈值进行比较，将结果信号送给可编程SPWM调制波集成芯片HEF4752V，产生2-5KHz的开关信号，从而根据系统需要控制GTR的导通和截止，即调节它的占空比，而改变电压和频率，并可得到非常逼真的可调的正弦波形。为了调速系统能够稳定的运行，本设计用光电计数测速，组成转速闭环并送到单片机进行相应调整。
通过一系列的软硬件设计，能够满足系统设计要求。但由于芯片HEF4752的限制，本设计只能适用于一些中低转速拖动系统，这在应用的普遍性上有一定的限制。
本文给出了系统总体设计方案，硬件、软件的控制策略及其实现，数据计算、产品选型原则和程序代码。

关键词：正弦脉宽调制（SPWM）；变频器；单片机；交流调速。

Abstract
The GTR VVVF is a kind of cheap practically way, the usage in variously electromotive device will be more and more extensive, as a result it has good market foreground.
In this paper，a GTR VVVF system controlled by mcu is described.Main circuit adopts VD as UR, and at the same time vary the voltage and frequency with PWM inverter. and with GTR we can compose AC-DC-AC VSC (voltage source converter). And it controls in the way of constant voltage against constant frequency .The cores of the control circuit is AT89C51，which depends on the keyboard to give the  setting frequency values，then comparing the values with the back values. With the VM(voltage modulator),the current modulator can give signals to three-phase programmed SPWM modulate wave integrated chip HEF4752V，it produces 2-5Kz control signal  to let GTR on or off .that is to say ,its sine wave can be adjusted.Thus by changing voltage and frequency ,we can get very real and changeable. In order to make the system work stably ,in this design, It counts and examine rotational speed through photo electricity. it sends processor to carry on corresponding adjustment . 
As a series soft and hardware design, it can satisfy the system design request.But because of the restriction of chip HEF4752, this design only can be applicable to some medium and low system, this is a certain of restriction at application of catholicity .
The design has given out the overall plan of the system，the control strategy and realization of the hardware，software，data calculation，the choice principle of the product type and procedure codes.

Keywords：SPWM；inverter；mcu；AC speed adjustment system

目  录

第1章  绪论 5
1.1 引言 5
1.2 内容安排 5
  1.2.1 概述 5
  1.2.2 内容安排 5
第2章  变频调速的理论基础 7
2.1 变频调速原理 7
2.2 变频器的选择 10
第3章 单片机控制系统硬件设计 12
3.1 硬件系统设计方案的确定 12
3.2 系统主电路原理结构 12
3.2.1 系统结构 12
3.2.2 系统工作原理 13
3.2.3 AT89C51单片机介绍 13
3.3 基本电路设计 16
3.3.1交直交逆变电路设计  16
3.3.2检测反馈电路设计 18
3.3.3 PWM脉冲的调制和生成 22
3.3.4 GTR驱动电路 24
3.4 参数选择和元件选型 26
  3.4.1 三相整流桥 26
  3.4.2 大功率开关管 26
  3.4.3  LC滤波器三相桥式平波电抗器的电感量 26
  3.4.4 直流侧阻容吸收电路  26
  3.4.5 缓冲电路的参数计算 27
第4章 单片机控制软件系统设计 28
4.1 主程序框图 28
4.2 转速调节程序 28
4.3 增量式PI运算子程序 29
4.4 键盘输入程序 29
4.5 可逆切换程序 30
第5章 实验总结 31
   5.1  设计小结 31
   5.2  经验小结 31
致谢 32
参考文献 33
源程序 34
硬件主电路图 39

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