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1、遼 寧工 業(yè) 大 學交流調(diào)速控制系統(tǒng) 課程設(shè)計（論文）題目： 開環(huán)PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計院（系）： 電氣工程學院專業(yè)班級：學 號：學生姓名：指導教師：（簽字）起止時間：課程設(shè)計（論文）任務及評語院（系）：電氣工程學院 教研室： 自動化教研室學 號學生姓名專業(yè)班級課程設(shè)計（論文）題目開環(huán)PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務課題完成的功能：設(shè)計開環(huán)PWM變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，電動機的容量為28Kw。完成主電路、控制電路、驅(qū)動電路和保護電路的設(shè)計，在完成設(shè)計功能的前提下合理選擇元件。設(shè)計任務及要求：1.完成整個系統(tǒng)的方案設(shè)計，并繪制原理圖；2.主電路設(shè)計；3.控制電路設(shè)計；4.驅(qū)動和保護電路設(shè)計；

2、5.編寫設(shè)計說明書。技術(shù)參數(shù)：1.輸入側(cè)的額定數(shù)據(jù)額定電壓380V，允許波動+8%，額定頻率f=50HZ，相數(shù)為三相。2.輸出側(cè)的額定數(shù)據(jù)額定電壓380V（指輸出最大線電壓）；額定電流30A3電動機：28kW/380V/1500r/min，調(diào)速范圍：01500r/min，不可逆。進度計劃1、熟悉課程設(shè)計題目，查找及收集相關(guān)書籍、資料。（1天）；2、方案論證。（1天）；3、主電路設(shè)計。（2天）；4、控制電路設(shè)計。（2天）；5、其他部分設(shè)計。（2天）；6、打印課程設(shè)計說明書。（1天）；7、設(shè)計結(jié)果考核。（1天）。指導教師評語及成績平時： 論文質(zhì)量： 答辯：總成績： 指導教師簽字： 年 月 日注：成

3、績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算摘 要在電氣時代的今天，電動機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ钪衅鹬种匾淖饔?。電動機是最常見的一種電機，在各領(lǐng)域中得到廣泛應用。研究電動機的控制和測量方法，對提高控制精度和響應速度、節(jié)約能源等都具有重要意義。電動機的調(diào)速問題一直是自動化領(lǐng)域比較重要的問題之一。不同領(lǐng)域?qū)τ陔妱訖C的調(diào)速性能有著不同的要求，因此，不同的調(diào)速方法有著不同的應用場合。本文基于PWM的開環(huán)交流調(diào)速系統(tǒng)進行了研究，并設(shè)計出應用于交流電動機的開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)。提出了PWM調(diào)速方法的優(yōu)勢，指出了未來PWM調(diào)速方法的發(fā)展前景，點出了研究PWM調(diào)速方法的意義。應用于交流電動機

4、的調(diào)速方式很多，其中以PWM變頻調(diào)速方式應用最為廣泛，而PWM變頻器中，H型PWM變頻器性能尤為突出，作為本次設(shè)計的基礎(chǔ)理論，本文將對PWM的理論進行詳細論述。在此基礎(chǔ)上，本文將做出8051單片機控制的H型PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的整體設(shè)計，然后對各個部分分別進行論證，力圖在每個組成單元上都達到最好的系統(tǒng)性能。關(guān)鍵詞：PWM；開環(huán)；變頻調(diào)速；交流電動機目錄第1章緒論3第2章課程設(shè)計方案32.1 概述32.2 系統(tǒng)組成整體結(jié)構(gòu)32.2.1 變頻器32.2.2變頻器的工作原理32.2.3 變頻調(diào)速的基本原理32.2.4脈沖寬度調(diào)制技術(shù)3第3章硬件設(shè)計33.1整體電路的設(shè)計33.2主電路的設(shè)計33.3整流

5、電路設(shè)計33.4逆變電路的設(shè)計33.5 光電隔離電路33.6 控制電路33.7 逆變驅(qū)動電路33.8 過壓保護電路3第4章軟件的設(shè)計34.1 PWM波形生成方法34.2 程序流程34.3 單片機程序設(shè)計3第5章系統(tǒng)測試與分析3第6章課程設(shè)計總結(jié)3參考文獻3第1章 緒論在交流調(diào)速中，交流電動機的調(diào)速方法有三種：變極調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變頻調(diào)速。其中變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調(diào)速性能和可靠性不斷完善，價格不斷降低。變頻調(diào)速是以變頻器向交流電動機供電，并可以構(gòu)成開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)。變頻器可以將原先固定的電壓和頻率的交流電源轉(zhuǎn)換為可調(diào)電壓和可調(diào)頻率的交流電，所以變頻器已經(jīng)成為當今交流調(diào)速的核心部件。

6、變頻調(diào)速是一種經(jīng)典的交流電動機調(diào)速方法，交流電動機采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，而且可以根據(jù)負載的不同，通過適當調(diào)節(jié)電壓和頻率的關(guān)系，使電動機始終在高效率區(qū)運行，并且保證良好的動態(tài)性能，因而被廣泛使用。目前，應用較為廣泛的變頻調(diào)速系統(tǒng)主要有以下幾種：1. 轉(zhuǎn)速開環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng)所謂轉(zhuǎn)速開環(huán)變頻調(diào)速就是采用開環(huán)、恒壓頻比，并且?guī)У皖l電壓補償?shù)目刂品绞健Ｔ摽刂葡到y(tǒng)成本低及其結(jié)構(gòu)簡單，所以多用于風機等的節(jié)能調(diào)速上面。2. 轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差率控制的PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)利用電機穩(wěn)定運行時，在轉(zhuǎn)差率S很小的范圍內(nèi)，當磁通不變時，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差角頻率成正比的關(guān)系來實現(xiàn)電動機較高性能調(diào)速，但其動態(tài)性能不夠。3.

7、 轉(zhuǎn)速、磁鏈雙閉環(huán)矢量控制的電流滯環(huán)型PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)應用矢量控制理論，對轉(zhuǎn)速、磁鏈進行分別控制，采用了滯環(huán)電流跟蹤型PWM逆變器，所以其動態(tài)性能很好，還配有精確的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器，則系統(tǒng)都達到與直流電動機調(diào)速系統(tǒng)相媲美。第2章課程設(shè)計方案2.1概述本論文對于PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)進行了分析，并設(shè)計了一種以8051系列單片機為基礎(chǔ)生成的PWM來控制逆變器的控制系統(tǒng)。首先，在逆變器供電的交流調(diào)速系統(tǒng)中，電動機的運行條件發(fā)生了很大的變化，針對逆變器供電的特點給出了，變頻調(diào)速異步電動機的選擇方法。其次，對于新型器件的應用做了說明，根據(jù)新型功率器件的特點和應用要求，設(shè)計出了逆變器的驅(qū)動電路和保護電路，使得

8、新型功率器件的應用更加安全。最后，為適應變頻調(diào)速電動機的要求，設(shè)計了一套基于單片機生成的PWM控制逆變器來控制電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)，對于硬件電路部分和實現(xiàn)控制策略的軟件部分進行了設(shè)計。2.2 系統(tǒng)組成整體結(jié)構(gòu)2.2.1 變頻器變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交-直-交（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆

9、變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。2.2.2變頻器的工作原理變頻器是一種將電網(wǎng)電源整流后再逆變成頻率、電壓可變的交流電，供三相交流電動機專用的。電源裝置變頻調(diào)速的主裝置的主回路由充電接觸器、進線電抗器、充電電容、平波電容絹和6組SKIIP模塊組成。而6個SKIIP模塊組成兩組三相橋式交流電路，其中一組為變頻器輸出逆變器；另一組為向發(fā)電電網(wǎng)反饋的逆變橋。在變頻調(diào)速時，電動機的轉(zhuǎn)矩式中：-電動機常數(shù)；-電源電壓；-電源頻率。如果在改變的同時同步改變電源電壓即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩不變的調(diào)速性能，其原理圖如圖2.1所示。圖2.1 變頻器原理圖首先是將單相或三相交流電流電源通過

10、整理器并經(jīng)電容濾波后形成幅值基本穩(wěn)定的直流電壓加在逆變器上，利用逆變器功率元件的通斷控制，使逆變器輸出端獲得一定形狀的矩形脈沖波形。在這里通過改變矩形脈沖的寬度，控制其電壓幅值；通過改變調(diào)制周期控制其輸出頻率，從而在逆變器上同時實現(xiàn)輸出電壓和頻率的控制，而滿足變頻調(diào)速對的協(xié)調(diào)控制要求。2.2.3 變頻調(diào)速的基本原理異步電動機是依靠旋轉(zhuǎn)磁場的作用而轉(zhuǎn)動的，根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場理論，有下列關(guān)系：式中-定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，也叫異步電動機同步轉(zhuǎn)速（）；-電源頻率（）；-電動機的磁極對數(shù)。異步電動機的同步轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速之比，叫異步電動機的轉(zhuǎn)差率，以表示 （2.1） （2.2）n=nMatra1(1-

11、s) （2.3） （2.4）由電機學理論可知，電動機的轉(zhuǎn)速為，式中：-電源頻率；-磁極對數(shù)；當為定值時，與成正比。如果連續(xù)的改變供電電源的頻率就可以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，這就是變頻調(diào)速的工作原理。而變頻調(diào)速的關(guān)鍵設(shè)備就是變頻器，它決定整個調(diào)速系統(tǒng)的性能。但是，為了保持在調(diào)速時電動機的最大轉(zhuǎn)矩不變，必須維持電動機的磁通量恒定，因此定子的供電電壓也要作相應調(diào)節(jié)。變頻器就是在調(diào)整頻率的同時還要調(diào)整電壓，故簡稱VVVF（裝置）。通過電工理論分析可知，轉(zhuǎn)矩與磁通量（最大值）成正比，在轉(zhuǎn)子參數(shù)值一定時，轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比。目前使用較多的是“交-直-交”變頻器，將50的交流電整流為直流電，再由三相逆變器

12、將直流逆變?yōu)轭l率可調(diào)的三相交流電供給鼠籠型異步電動機來實現(xiàn)變頻調(diào)速。頻率的下降會導致磁通的增加，造成磁路飽和，勵磁電流增加，功率因數(shù)下降，鐵芯和線圈過熱。2.2.4脈沖寬度調(diào)制技術(shù)PWM技術(shù)是利用半導體開關(guān)器件的導通與關(guān)斷把直流電壓變成電壓脈沖序列，通過控制電壓脈沖寬度和電壓脈沖序列的周期以達到變壓和變頻的目的。在變頻調(diào)速中，前者主要應用于PWM斬波（DC-DC變換），后者主要應用于PWM逆變（DC-AC變換），PWM脈寬調(diào)制是利用相當于基波分量的信號波（調(diào)制波）對三角載波進行調(diào)制，以達到調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度的目的。相當于基波分量的信號波（調(diào)制波）并不一定指正弦波，在PWM優(yōu)化模式控制中可以是

13、預畸變的信號波，正弦信號波是一種最通常的調(diào)制信號，但絕不是最優(yōu)信號。采樣控制理論中有一個重要結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，對半導體開關(guān)器件的導通和關(guān)斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率,這樣就達到對交流電動機的變頻調(diào)速的目的。PWM控制的基本原理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在上世紀80年代以前一直未能實現(xiàn)。直到進入上世紀80年代，隨著全控型電力電子器

14、件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，PWM控制技術(shù)才真正得到應用。PWM控制技術(shù)以其控制簡單、靈活和動態(tài)響應好的優(yōu)點而成為電力電子技術(shù)最廣泛應用的控制方式，也是人們研究的熱點。由于當今科學技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)沒有了學科之間的界限，結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無諧振軟開關(guān)技術(shù)將會成為PWM控制技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。圖2.2 PWM波形第3章 硬件設(shè)計3.1整體電路的設(shè)計交流變頻調(diào)速系統(tǒng)原理框圖如圖3.1所示，從結(jié)構(gòu)上主要分為控制部分和執(zhí)行部分。單片機、時鐘電路、通訊接口、鍵盤與顯示電路、光電耦合、IPM逆變器、整流模塊等組。執(zhí)行部分為三相異步交流電動機。主電路由：整流電路、逆變和逆變驅(qū)動電路、檢測電路、濾波電路等組成

15、，控制電路主要是8051控制電路和人機接口電路組成。圖3.1 PWM變頻調(diào)速整體電路圖3.2主電路的設(shè)計主電路為單相全橋逆變電路，主開關(guān)管采用GTR，輸出100V，50-400Hz頻率可調(diào)的交流電壓由單片機輸出兩路互補（有一定死區(qū)時間）單極性PWM波來控制該逆變電源。對輸出PWM波的最小輸出問題進行了處理，采用匯編語言對中斷服務子程序進行編程，使得PWM波形中最小脈沖的寬度達到了3us,這個寬度（時間）基本達到實驗中所用GTR的最小開關(guān)周期。該系統(tǒng)主電路如圖3.2所示，以8051為控制核心，采用交-直-交電壓源變頻器結(jié)構(gòu)。圖3.2 PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)主電路圖3.3整流電路設(shè)計采用三相橋式不可控

16、整流電路將交流電整流成直流電，電路如圖3.2左半部分由6個二極管組成。通過二極管的峰值電流為：（3.1）通過二極管電流的有效值：（3.2）二極管電流額定值：（3.3）整流二極管的額定電壓為：（3.4）根據(jù)上面計算的電壓和電流以及市場價格和供貨情況，實際選用的整流二極管為5A、1000V。3.4逆變電路的設(shè)計逆變電路的功率器件選用6個GTR和6個快速續(xù)流二極管。IGBT正反向峰值電壓為：（3.5）考慮到23倍的安全系數(shù)，取耐壓值為1000V。通態(tài)峰值電流：（3.6）考慮1.52倍安全系數(shù)，取電流額定值為5A。續(xù)流二極管的耐壓和續(xù)流計算與上相同，考慮到市場價格和供貨情況，實際選用GTR為GT25Q

17、101，續(xù)流二極管為MUR860。3.5 光電隔離電路為了使控制電路和主電路可靠隔離，系統(tǒng)又另外采用了快速光耦6N137進行主電路和控制電路的進一步隔離。6N137，其隔離電壓為3KV，頻率在10MHz以上，具有體積小，壽命長，抗干擾性強，隔離電壓高，速度快，能與TTL邏輯電平兼容等優(yōu)點，考慮到光耦采用集電極輸出，當輸入在默認狀態(tài)都為低電平的時候，光耦輸出都為高電平。若這樣直接接IR2132半橋電路時，會使上下橋臂IGBT同時導通，即直通，因此在光耦輸出后面接有CD4049反相器，使初始輸出狀態(tài)為低電平。圖3.3光電隔離電路圖3.6 控制電路考慮8051的PWM口只有4mA電路輸出，無法直接驅(qū)

18、動光耦，因此在光耦前加CMOS反相器增加驅(qū)動能力。由于8051芯片的PWM的輸出電平范圍為0.2V3.3V，而CMOS的輸入高、低電平的門限值分別為3.5V、1.5V，因此，當8051芯片的PWM口直接接74LS04反相器時，反相器無法正常工作。圖3.4單片機接口電路圖3.7 逆變驅(qū)動電路一個理想的GTR驅(qū)動器應具有以下基本性能：（1） 動態(tài)驅(qū)動能力強，能為GTR柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動脈沖；（2） 有足夠的輸入輸出電隔離能力；（3） 具有柵壓限幅電路，保護柵極不被擊穿；（4） 輸入輸出的信號無延時；（5） 再出現(xiàn)短路、過流的情況下，迅速發(fā)出過流保護信號，供控制回路進行處理。在功率變換裝置

19、中，根據(jù)主電路的結(jié)構(gòu)，其功率開關(guān)器件一般采用直接驅(qū)動和隔離驅(qū)動兩種方式，采用隔離驅(qū)動方式時需要將多路驅(qū)動電路、控制電路、主電路互相隔離，以免引起災難性后果。電磁隔離可分為光隔離驅(qū)動和電隔離驅(qū)動兩種方式。光電隔離具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，但存在共模抑制能力差，傳輸速度不是很快，一般快速光耦的速度可達幾十千赫茲。電磁隔離用高頻脈沖變壓器作為隔離元件，具有響應速度快，原副邊的絕緣強度高，共模干擾抑制能力強。但信號的最大傳輸速度受磁飽和特性的限制，因而信號的頂部不易傳輸，而且最大占空比受到限制。IR2132可用來驅(qū)動工作在母電線電壓不高于600V的電路中的功率MOS門器件，其可輸出的最大正向峰值驅(qū)動

20、電流為250mA，而反相峰值驅(qū)動電流為500mA。它內(nèi)部設(shè)計有過流、過壓及欠壓保護、封鎖和指示網(wǎng)絡(luò)，使用戶可方便的用來保護被驅(qū)動的MOS門驅(qū)動管，加之內(nèi)部自舉技術(shù)的巧妙運用，使其可用于高壓系統(tǒng)，它還可對同一橋臂上下兩個功率器件的門極驅(qū)動信號產(chǎn)生0.8互鎖延時時間。它自身工作和電源電壓的范圍較寬（320V），在它的內(nèi)部還設(shè)計有與被驅(qū)動的功率器件所通過的電流成線性關(guān)系的電流放大器，電路設(shè)計還保證了內(nèi)部的3個通道的高壓側(cè)驅(qū)動器和低壓側(cè)驅(qū)動器可單獨使用，亦可只用其內(nèi)部的3個低壓側(cè)驅(qū)動器，并且輸入信號與TTL及CMOS電平兼容。如圖3.5所示。綜上所述，本系統(tǒng)電路選取，且耐壓大于35V的電容。圖3.5

21、IR2132驅(qū)動三相逆變橋3.8 過壓保護電路電壓保護功能分為過電壓保護和欠電壓保護兩大類，對于通常電壓型逆變器，直流回路是能量傳遞和轉(zhuǎn)換的通道，電網(wǎng)電壓波動通過三相整流橋影響直流電壓，減速時因反饋能量來不及釋放而生成的再生過電壓，使直流電壓升高，如不采取相應的保護措施，很容易造成逆變橋的損壞，過壓、欠壓保護電路如圖3.6所示：圖3.6過壓、欠壓保護電路電壓檢測信號取自直流母線電壓，即圖中P，N兩點之間的電壓。根據(jù)所選IGBT的規(guī)格和用戶對系統(tǒng)性能的要求，來設(shè)定過壓與欠壓的限值，然后選擇R1、R2、R3的阻值來獲得適當?shù)牟蓸与妷盒盘?，再?jīng)T型濾波器分別送入兩個比較器的同相端和反相端。正常時，過

22、壓和欠壓保護都輸出高電平，經(jīng)經(jīng)兩個與門后還是高電平，單片機的保護控制不動作；過壓時，上面的同相比較器動作，輸出低電平，發(fā)光二極管LED1亮，同時經(jīng)光耦隔離后，過壓保護輸出低電平，經(jīng)過兩個與門后，單片機的中斷引腳獲得一個下降沿信號，引起單片機的功率驅(qū)動保護中斷，立刻封鎖六路PWM信號輸出，同時，IR2132的FAULT引腳也獲得一個低電平信號，制動IGBT導通，系統(tǒng)進入能耗制動；欠壓時，下面的反相比較器動作，輸出高電平，發(fā)光二極管LED2亮，經(jīng)光耦隔離后輸出低電平。第4章軟件的設(shè)計4.1 PWM波形生成方法利用C8051的PCA計數(shù)器產(chǎn)生PWM波形的基本原理是：在高速輸出并且允許CCF中斷方式下

23、，不斷在CCF中斷服務程序中將事先計算好的PWM波形的脈沖寬度累加到捕獲/比較模塊寄存器PCA0CPn中，這樣在捕獲/比較模塊寄存器和計數(shù)/定時器相匹配時就得到相應的PWM波形不斷交替的高低電平。如果選用捕獲/比較模塊0輸出此路PWM，則首先將10裝入16位捕獲/比較模塊寄存器PCA0CPn中，并且將16位計數(shù)/定時器PCA0H和PCA0L清零，然后啟動PCA計數(shù)器；當捕獲/比較寄存器的數(shù)值與計數(shù)/定時器的數(shù)值相等時，CEX0引腳就會由原來的低電平跳變?yōu)楦唠娖?，并且產(chǎn)生一個CCF中斷；然后在中斷過程中又將l1累加到PCA0CP0上。這樣，周而復始，CEX0引腳上不斷產(chǎn)生交替的高低電平，從而在其

24、所對應的端口I/O上得到準確的PWM波形。4.2 程序流程主程序流程如圖4.1所示，在系統(tǒng)初始化過后首先通過鍵盤設(shè)置輸出頻率，然后進入PWM脈寬計算程序，根據(jù)所設(shè)置頻率選擇調(diào)制比N，計算脈寬并確定max。在PWM輸出程序中，對PCA特殊功能寄存器進行設(shè)置并啟動計數(shù)器運行，開始輸出PWM波形。在中斷服務程序中，首先根據(jù)CCFn的值來判斷發(fā)生匹配的捕獲/比較模塊，然后根據(jù)該模塊CEX引腳上的電平狀態(tài)判斷是將PWM波形的高電平脈寬還是低電平脈寬值累加到捕獲/比較模塊寄存器上；同時，根據(jù)脈寬數(shù)據(jù)指針與max是否相等來確定一個PWM周期的結(jié)束和下一個周期的開始，以便正確載入對應的數(shù)據(jù)。當載波比N發(fā)生變化

25、時，max的值會發(fā)生變化。圖4.1 程序流程圖4.3 單片機程序設(shè)計其程序主要包括主程序和中斷處理程序。（1） 程序主要完成各接口芯片的初始化，給相應的內(nèi)存單元賦初值。（2） INT0中斷程序主要用于啟動定時器。當交流電壓信號由負到正，過零時，外部響應中斷，執(zhí)行INT0中斷服務程序，啟動T0計數(shù)。T0中斷程序用于控制整流電路中可控硅晶閘管的移相角變化，由于整流電路的整流輸出電壓：所以改變可以改變直流電壓的大小。T1中斷程序主要用于控制逆變電路中可控硅晶閘管的導通、關(guān)斷時間，從而改變交流電源的頻率。因此，這個程序依據(jù)相應算法的結(jié)果可以改變電動機的供電頻率。（3）設(shè)置T0初始值的問題：在實際運用中

26、，給T0一個初始值，使得當T0溢出時，CPU通過I/O引腳發(fā)出控制信號來控制VT1導通?？刂菩盘柈a(chǎn)生半個周期后，再產(chǎn)生下一個控制信號來控制VT2的導通。為了保證這一過程中時間差的實現(xiàn)，給T0設(shè)定的初始值必須符合要求，即這一時間間隔在允許范圍內(nèi)要盡可能小。（4）修改T1初始值的問題：變頻電源的頻率f與T1初始值的設(shè)定有重要的聯(lián)系，因為變頻電源的頻率給定電壓的信號決定，同時，根據(jù)輸入的設(shè)定值來運算并自動改變輸出的信號。圖4.2中斷程序結(jié)構(gòu)框圖第5章系統(tǒng)的測試把交流電動機、變頻調(diào)速他系統(tǒng)、控制單元、測速發(fā)電機按要求連接。開通主電源，并通過單片機的按鍵進行調(diào)節(jié)來控制整流電路和逆變電路，使得交流電動機的

27、給定電壓和頻率發(fā)生變化，緩慢增加給定電壓,使電機升速,調(diào)節(jié)給定電壓和負載使交流電動機的電樞電流Id=1.1A,轉(zhuǎn)速達到1200r/min。在測試過程中逐步增大負載電阻的阻值（即減小負載）就可測出該系統(tǒng)的開環(huán)機械特性n=f（I2），將其記入下面的表格：n(r/min)120011761153113611231108108011481032I(A)0.30.40.50.60.70.81.01.31.5然后將電機反轉(zhuǎn)，增加給定（負給定）使電機反向升速，調(diào)節(jié)給定電壓和負載使交流電動機的電樞電流Id=1.1A,轉(zhuǎn)速分別達到-1200r/min。在測試過程中逐步增大負載電阻的阻值（即減小負載）就可測出該系

28、統(tǒng)的開環(huán)機械特性n=f（I2），將其記入下面的表格：n(rpm)120011751150113011251105108511501030I(A)0.30.40.50.60.70.81.01.31.5圖5.1 交流電動機的開環(huán)機械特性第6章課程設(shè)計總結(jié)本設(shè)計是基于C8051系列單片機控制的開環(huán)PWM變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計，主要介紹了變頻調(diào)速技術(shù)，脈寬調(diào)制技術(shù)、單片機程序設(shè)計等問題，這是一個非常使用的系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計主要包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩大部分。變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)、和節(jié)能技術(shù)，已經(jīng)滲透到經(jīng)濟領(lǐng)域的所有技術(shù)部門中。我國以后在變頻調(diào)速技術(shù)方面應積極做的工作如下：（1） 應用變頻調(diào)

29、速技術(shù)來改造傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。（2） 大力發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù)，必須把我國變頻調(diào)速技術(shù)提高到一個新水品，縮小與世界先進水平的差距，提高自主開發(fā)能力，滿足國民經(jīng)濟重點工程建設(shè)和市場的需求。（3） 規(guī)范我國變頻調(diào)速技術(shù)方面的標準，提高產(chǎn)品可靠性工藝水平，實現(xiàn)規(guī)?；?、標準化生產(chǎn)?？v觀整個設(shè)計，經(jīng)典部分是已學過的知識，通過課程設(shè)計，深入理解了工程設(shè)計方法，擴展了知識面，各門課程綜合應用，收益頗多，使我對開環(huán)PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制有了更深的認識，但由于理論水平有限，仍有許多不足之處有待解決，在以后的學習和生活中，我會更加努力的學習專業(yè)知識來拓展自己的專業(yè)知識水平。參考文獻1 陳伯時電力拖動自動控制系統(tǒng)第3版機械工業(yè)出版社，20122 李良人.變頻調(diào)速技術(shù)與應用M.電子工業(yè)出版社，20043 和超.交流變頻調(diào)速技術(shù)M.北京航空航天大學出版社，20054 王兆安.電力電子技術(shù)M.第5版.機械工業(yè)出版社，20125楊興姚電動機調(diào)速的原理及系統(tǒng)北京水利電力出版社，20036吳守箴，藏英杰.電氣傳動的脈寬調(diào)制控制技術(shù)M .機械工業(yè)出版社，19957 梅麗鳳.單片機原理及接口技術(shù).北京交通大學出版社，20098 張毅剛.單片機原理及應用M.高等教育出版社，200419