基于單片機的直流同步電機調速系統研究

電子機電論文編號:JD951   論文字數:10526,頁數:26

目　　錄
摘　　要 4
ABSTRACT 5
1　引言 6
1.1　同步電機調速與節能運行技術的重要意義 6
1.2　同步電機調速技術概述 6
1.2.1　傳統調速與調速 6
1.2.2　調速的基本原理 7
1.2.3　調速的工作方式 7
1.2.4　調速的適用場合 8
1.3　節能運行技術發展現狀 8
1.3.1　節能運行的基本原理 8
1.3.2　節能運行在調速上的實現 9
1.４　本文任務 10
2　節能運行的工作原理 11
2.1　功率因數的測量與計算 11
2.1.1　信號的過零檢測 11
2.1.2　功率因數的計算 11
2.1.3　技術難點和解決方式 13
2.2　基于單片機的PID調節 13
2.2.1　PID調節的原理 13
2.2.2　運算方式的選擇 14
3　系統構成 15
3.1　硬件選擇與連接 15
3.1.1　單片機與功率因數檢測電路 15
3.1.2　電機運行控制電路 15
3.1.3　數據輸入與顯示電路 15
3.2　工作原理 18
3.2.1　鍵盤 18
3.2.2　顯示 18
４　控制與運行方式 20
4.1　運行方式及參數設置 20
4.1.1　可選方式與參數 20
4.1.2　操作流程 20
4.2　程序設計 21
4.2.1　主程序流程圖 21
4.2.2　數據處理程序流程圖 22
4.2.3　鍵盤掃描程序流程圖 23
5　結論 24
結束語 26
謝　辭 28
參考文獻 30

摘　　要
 在電氣時代的今天，直流同步電機是工農業生產中最重要的拖動設備之一，因其結構簡單、維修容易，又具有非常優秀的線性機械特性、較寬的調速范圍、良好的起動性以及簡單的控制電路等優點，因此在社會的各個領域中都得到了十分廣泛的應用。但電機直接調速時的電流和機械沖擊過大，對其自身及拖動設備的使用壽命都會產生影響，較大的電網壓降還會影響電網供電和其他設備運行。因此，采用電機調速技術勢在必行。
 本文通過分析直流同步電機調速工作原理，在Intel 89C51單片機基礎上對其軟硬件進行了適當擴展，并添加了人機界面，從而可對電機運行的各參數進行設定和修改。借助功率因數測量電路和調速的晶閘管調壓電路組成的閉環反饋系統，單片機可以根據負載變化相應地調整電機輸出電壓，使電機始終工作在設定功率因數下，從而實現直流同步電機的恒功率因數控制，達到節能運行的目的。

關鍵詞：同步電機；功率因數；單片機；調速；節能運行

ABSTRACT
 In the industrial and agricultural manufacture, alternating current asynchronous motor is one of the most important driving equipments. It has got vast application for a simple framework and well maintain ability. But when asynchronous motor is started directly, the motor and the driving equipments’ longevity will be badly affected by huge starting-current and mechanical collision, and big voltage decrease would influence the power-supply network, even other equipments’ operation. So it is necessary to undertake the asynchronous motor’s soft start technology.
 The paper analyzes the working principle of asynchronous motor soft-starter, and realizes software and hardware expansion based on single-chip microcomputer Intel-89C51.A interface between human and soft-starter, where the operation data of the motor could be modified has also been added. The power factor measure circuit and the soft-starter’s thyristor voltage modualtor form a close circuit feedback system, by which the single-chip microcomputer can change the motor’s terminal voltage according to the load, and make the motor runs under the set power factor. In this way, the asynchronous motor’s constant power factor control system is realized, and the energy saving operation is achieved.
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Keywords：Asynchronous motor；Power factor；Single-chip microcomputer ；Soft start；
 Energy-saving operation