教事术用
数控技术
基于单片机控制的异步电动机调速装置的设计
郎晓杰
(铁岭师范高等专科学校辽宁铁岭112000)
摘要：随着科技的发展以及电子技术的不断更新换代，由微机控制的变频异步电动机调控体系得到了越来越多的应用。基于单片机控制的并步电动机具有成本低、设计简单、功能齐全等特点，在工业生产中深受欢迎，因此,开发单片机控制的变频调速系统对于实现电动机异步调速具有重要意
义。本论文通过对变频器的研究，对于单片机控制的异步电动机调速装置进行了设计研究，对于实际生产有着现实意义和一定的应用价值。关键调：单片机异步调速电动机系航设计款件设计
中图分类号：TP212
文献标识码:A
1异步电动机调速技术的发展和现状
电动机在人们的生产和生活中具有十分重要的作用，被广泛应用与工农业生产以及日常生活中。电动机通常可分为交流式和直流式两种，面交流电动机的应用比直流型更为广泛，其功能，设计、用
文章编号：1007-9416(2015)11-0013-01 令系统兼容
3.2A/D转换器设计
调额装置中A/D转换器采用美国T1公司生产TLV2548型转换器，其具有12位集成电子数字芯片以及多通道数据传输模式，数据
途以及应用形式具有多样性，其中异步电动机作为交流电动机的一种，近年来逐渐被应用于社会生产生活中。
随着人类生产生活中对于电力设备和电力消费量的不断增加，世界各国开始探索不仅符合生产发展要求，而且还可以节省电能消耗的新型电动机，这之后为异步电动机的研发创造了真正的技术先河。上世纪70年代以后，世界各国在异步电动机的技术研究上取得了很好的成效，为交流电动机的应用创造了良好的技术条件，并使的交流调速理论得到了迅速发展。
2异步电动机调速装置系统组成及总体系统设计
2.1系统组成
为了使得系统设计具有良好动静态运行性能，以达到系统设计之初的功能需求，需要将整个系统设计为速度闭环控制系统，采用滑差频率调整方法动态调整转速，可在电动机高频波段，使用恒比例控制方式以达到恒流控制；在低频率时，采用恒流补偿法来使得电磁通数保持在一定范围之内，实现恒流量控制。当频率高于额定转速，维持U1=UN，可达到恒功率调节的目的。
2.2调速系统总体方案设计
转速恒压调速系统具有功能齐全、结构简单、操作灵活等特点，应用在异步电动机上时可以在不同调速频率下获得较好的机械特性，但其运行过程中会出现相应的机械调速误差，面且在转动过程中也无法保证其动态性能，也无法维持系统所需的转速。因此，该系统只能应用于对动静态性能以及转速要求不高的电动机上。如果将直流电动机系统应用与异步电动机上时，将会得到相应的较为良好
的动静态性能以及转速要求。 3硬件系统设计
单片机在调速系统具有体积小，速度快，生产工艺简单以及价格低廉，较PLC和工控机等控制系统具有非常明显的性能特点，因此，选择单片机控制系统作为异步调速电动机主控系统。
3.1单片机的选取
AT89C52单片机是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能 CMOS8位微控制器，内含8KB的FLASH程序存储器可以反复和 12B的随机存取数据，存储器(RAM)片采用ATMEL公司的高密度，非可非易失性存储器技术，与标准的MCS-51指令系统兼容，一个多功能的8位CPU(CPU)和Flash存储单元的配置，强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领城。AT89C52单片机AT89C51单片机的增强，在引脚排列，硬件组成与80C52英特尔公司，工作特点和指
收稿日期：20151015
作者简介：邮晓杰(1982一),女，辽宁铁岭人，硕士研究生，职称：讲师。
万方数据
处理以及传输速度快。其芯片具有性价比高、能耗小，工艺精美等优势。
3.3D/A转换器设计
本设计D/A转换器的选用为DAC0832转换器，该转化器微处理器具有非常良好的兼容性，面且其中集成有8位高分辨转换芯片，具有转换效果好、速度快、质优价廉等优势，因此，被广泛应用于单片机控制系统中。
3.4变频器调速系航设计
该设计主要使用单片机进行变频调速系统控制，设计将单片机进行D/A转换，将系统控制模拟信号传给变频器，因此，采用模拟量控制的形式进行变频器设计，变频器可将对功率偏差进行计算来调节电机的功率输出，变频器输出控制操作以电机包闸信号进行控制输出。其中变额器内部自带有PID调节装置，可以将通过不同频率的电流信号来控制电机的运行电压和输出额率，从面起到消除多余谱
波以确保电机稳定良好运行。 4系统软件设计
软件设计是整个逆变控制的核心，它决定着逆变器的输出特性。该系统软件设计由三部分组成：主程序、初始化程序和中断服务子程序。主程序是整个控制系统的核心和灵魂，只有通过主程序才能有机地调用系统中各个子程序，使它们形成一个联系紧密的整
体，有条不案的完成各种各样的操作命令。 5结语
变频调速技术在工业中的应用越来越广泛。其具有节能、省力，易构成等特点优势，因此异步变频调速技术的应用是工业生产效益转换和提高生产效率的有效途径。特别是在高耗能、低产出的企业设备生产中，通过使用调速变频系统可以使企业获得巨大的经济利益，而且也是国民经济可持续发展的迫切需要。在本设计中，在本设计中，以单片机为核心的电机控制元件来代替模拟电路，可以避免传统的调速控制系统中的缺点和不足，从而达到提高控制精度的目的。在实际应用中，该系统运行良好，达到了预期的目的，充分说明
了设计的可行性。参考文献
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[2]刘荣霞,基于失量控制变频器的异步电机节能控制系统研究[J] 机电信息，2011(15)
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