買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 1 - 頻調(diào)速多電機同步傳動系統(tǒng)控制系統(tǒng)  摘要 ：  本設(shè)計給出了一種用 來控制多臺普通三相交流異步電機。該控制系統(tǒng)用 8031 單片機最小系統(tǒng)，以及 規(guī)模繼承芯片來實現(xiàn)，產(chǎn)生的控制信號用來控制逆變元件的開關(guān)，從而產(chǎn)生可以調(diào)整的 成對多臺電機實現(xiàn)同步傳動的控制，它既可以統(tǒng)一控制，又能微調(diào)各個電機。該系統(tǒng)具有工作可靠，調(diào)節(jié)范圍寬，控制精度高，同步效果好的特點，本文給出了它的硬件組成電路以及控制程序的流程軟件設(shè)計。  關(guān)鍵詞 ：    變頻調(diào)速    控制多臺電機  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 2 - WM a be to of CM WM to WM by is or in WM to be be or of is  of   買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 3 - 目   錄  第一章   內(nèi)容概要 1 第一節(jié)   變頻調(diào)速的基本知識 4 第二節(jié)  理 5 第三節(jié)  頻調(diào)速主電路 6 1  變頻器的分類 6 2  動電路 8 第 二 章   數(shù)字控制系統(tǒng) 10 第一節(jié)   電路功能 10 第二節(jié)  8031 單片機最小系統(tǒng) 14 1 8031 最小系統(tǒng) 14 2 8031 最小系統(tǒng)控制 片 16 第三節(jié)  測速電路 18 第四節(jié)  系統(tǒng)的工作 過程 21 第三章  系統(tǒng)的抗干擾及保護   23 第一節(jié)  系統(tǒng)的抗干擾 23 第二節(jié)  保護電路 24 第四章  軟件的設(shè)計   26 第一節(jié)  程序流程圖  26 第二節(jié)  地址空間分布表   31 程序清單  32 第五章  英文文獻(xiàn)翻譯  45 結(jié)束語  50 參考文獻(xiàn) 51 附錄：英文原文 52買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第一章  內(nèi)容概要  在紡織工業(yè)中的印花，染色，紡織，整理聯(lián)合機，通常采用多臺直流電機或者交流電動機傳動。 使用 交流電機控制系統(tǒng) 有許多優(yōu)點， 其 不存在直流電機控制系統(tǒng)維護困難和難以實現(xiàn)高速驅(qū)動等缺點 。 其突出的特點是：電機制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單，容易維護，可以實現(xiàn)高壓大功率以及高速驅(qū)動，適宜在惡劣環(huán)境下工作，系統(tǒng)成本很低，并能獲得和直流電動機控制系統(tǒng)相媲美或者是更好的控制性能。  新型電力電子器件和脈寬調(diào)治（ 制技術(shù) 的出現(xiàn) ， 為提高交流調(diào)速的性能以及功能指標(biāo)，縮小體積，提高競爭能力提供了有力的條件。  用數(shù)字控制系統(tǒng)來控制 成，是自動控制理論和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，通常具有精度高，速度快，存儲容量大和有邏輯判斷的功能，因此可以實現(xiàn)高級復(fù)雜的控制方法，獲得快速精密的控制效果，其控制系統(tǒng)與以往的控制系統(tǒng)相比較有很多優(yōu)點：  精心設(shè)計的微機控制系統(tǒng)能顯著地降低控制器件的成本，同時還具有體積小，重量輕，能耗少等其他的優(yōu)點。 得線路連接減少到最少，其平均無故障時間大大長于分立元件電路。同時，數(shù)字電路中不存在溫飄的問題，可以保證運算的精度。  因此對于多臺電動機同步傳動的實現(xiàn)，采用單片機控制的 頻調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用 片機和專用 規(guī)模集成芯片 核心 ，通過該控制系統(tǒng)，產(chǎn)生 系統(tǒng)既能實現(xiàn)對單獨一臺電動機的控制，也能實現(xiàn)對多臺電機的同步控制，使其特性一致。  采用單片機控制的  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 2 - 圖 1電機同步傳動示意圖  1        2       3        4         5     6口電路       7          8每一臺電機處設(shè)置一個與轉(zhuǎn)速成正比的脈沖發(fā)生器，輸出頻率分別為f1,由測速電路把對應(yīng)的 f1, 的轉(zhuǎn)速存入計算機。首先對主令機進行轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。再對從動機進行調(diào)整。只要  n=在。那么就對從動機進行調(diào)整。當(dāng) n=0時系統(tǒng)同步運行。  聯(lián)合機構(gòu)有統(tǒng)一給定電位器給出信號。單個單元的給定分別由比率電位器設(shè)定，經(jīng) 0809 由單片機控制。這樣既能統(tǒng)一控制，又能微調(diào)各臺單機，使得各單機特性基本一致，運行中的速度差異，由同步檢測環(huán) 節(jié)進行調(diào)整。  變頻調(diào)速系統(tǒng)一般由變頻器，電動機，控制器組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 4 5 7 3 9 2 1 4 5 7 3 9 2 1 4 5 7 3 9 2 1 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 3 - 、  圖 1統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖  通常由變頻器主電路給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源。由此電源輸出的電壓或電流以及頻率由控制電路來給出。由速度檢測器以及速度檢測電路將速度反饋信號輸入給運算電路。同時整個系統(tǒng)還應(yīng)該包含保護電路，用來防止變頻器主電路的過壓過流，同時還應(yīng)當(dāng)保護異步電機的調(diào)速系統(tǒng)。  主電路  異步電機  速度檢測器  工頻電源  驅(qū)動電路  運算電路  檢測電路  保護電路  速度檢測電路   （控制電路）  運轉(zhuǎn)指令  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 4 - 第一節(jié)  變頻調(diào)速的基本知識  機電傳動速度連續(xù)控制是指在一定的控制下，工作機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)任意連續(xù)的速度變化 ，即無極調(diào)速。交流異步電機結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，運行可靠，在機電傳動中得到了廣泛的應(yīng)用。異步電動機采用變頻調(diào)速方法后，調(diào)速范圍廣，系統(tǒng)效率高。  在負(fù)載不變時，異步電動機器轉(zhuǎn)速為  n=n(160f(1p 可見，異步電動機的調(diào)速方法有改變 f,p,s 三種  （ 1）  基頻（額定頻率 下調(diào)速  在基頻率以下調(diào)速時，需要調(diào)節(jié)電源電壓，否則電動機將不能正常運行。原因是三相異步電機正常運行時，定子阻抗壓降很小。當(dāng)頻率降低時，如果電壓不變，將使磁通增大，電動機磁路飽和，勵磁電流急劇增加，因此電動機將無法正常運行， 為了防止磁路飽和，就應(yīng)當(dāng)  U/f=常數(shù)   上式表明，在基頻率以下變頻率調(diào)速時，要實現(xiàn)恒磁通調(diào)速度，應(yīng)使電壓和頻率按比例地配合調(diào)節(jié)。  （ 2）  基頻（額定頻率 上調(diào)速  在基頻以上調(diào)速時，也按比例升高電壓是很困難的。因此只好保持電壓不變，這相當(dāng)于支流電動機的弱磁調(diào)速。  把基頻以下和基頻以上兩種情況結(jié)合起來，  可得知異步電機變頻調(diào)速控制特性。如果電動機能在溫升允許條件下長期運行，這時轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化。所以在基頻以下屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在基頻以上屬于恒功率調(diào)速。  變頻器可以分為以下幾種：  （ 1）交 交電壓型變頻器  先把頻率固定的交流電整流成直流電，再把支流電逆變成頻率可調(diào)的三相交流電。其按中間濾波環(huán)節(jié)的儲能元件不同，分有電壓型和電流型兩種。其在頻率的調(diào)節(jié)范圍，以及改善變頻后電動機的特性等方面，都具有明顯的優(yōu)勢。所以本設(shè)計采用這一種。  (2) 交 交 半周由正組成整流器供買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 5 - 電，負(fù)半周由負(fù)組整流器供電。其主要優(yōu)點是沒有中間環(huán)節(jié)，故變換效率高，故它主要用于容量較大的低速拖動系統(tǒng)中。  第二節(jié)  正弦波脈寬調(diào)制就是用一系列寬度可變 的矩形波脈沖來等效正弦波，等效果條件是對應(yīng)時間間隔內(nèi)兩種波形所包含的面積相等。 如圖 2=1所示：  圖 1 把正弦電壓的半波 一個等分點的中點與對應(yīng)的矩形脈沖中點相重合，每一等分的正弦曲線與橫軸所包圍的面積與對應(yīng)的矩形脈沖面積相 等。這樣，在半波內(nèi)， 距，不等寬的矩形脈沖串即逆變器輸出波。我們用它加在異步電動機上代替?zhèn)鹘y(tǒng)的正弦電壓波形，只要 樣的代替引起的誤差很小，而我們可以方便有效地控制輸出波的矩形脈沖寬度和頻率，也就是控制輸出波的正弦基波電壓的大小和頻率，從而達(dá)到控制異步電動機的目的。  通過 調(diào)節(jié)方波高電平和低電平的時間比 調(diào)節(jié)輸出電壓，比如 一個 20%占空比買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 6 - 波形 ,會有 20%的高電平時間和 80%的低電平時間，而一個 60%占空比的波形則具有 60%的高電平時間和 40%的低電平時間 ,占空比越大 ,高電平時間越長 ,則輸出的脈 沖幅度越高 ,即電壓越高 %,那么高電平時間為 0,則沒有電壓輸出 00%,那么輸出全部電壓 . 所以通過調(diào)節(jié)占空比 ,可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的 ,而且輸出電壓可以無級連續(xù)調(diào)節(jié) . 生成 的方法有很多種，大致可以分為兩大類：一類是采用模擬電路產(chǎn)生，另一類是由數(shù)字電路產(chǎn)生，即由專用集成芯片來生成。本例就是選用 第三 節(jié)   1 變頻器的分類  （ 1）交 交電壓型變頻器  先把頻率固定的交流電整流成直流電，再把支流電逆變成頻率 可調(diào)的三相交流電。其按中間濾波環(huán)節(jié)的儲能元件不同，分有電壓型和電流型兩種。其在頻率的調(diào)節(jié)范圍，以及改善變頻后電動機的特性等方面，都具有明顯的優(yōu)勢。所以本設(shè)計采用這一種。  (2) 交 交 半周由正組成整流器供電，負(fù)半周由負(fù)組整流器供電。其主要優(yōu)點是沒有中間環(huán)節(jié)，故變換效率高，故它主要用于容量較大的低速拖動系統(tǒng)中。  本設(shè)計采用交 交變頻器的主電路，如圖 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 7 - 圖 1電壓型變頻器由晶閘管整流橋 流濾波電容以及晶閘管逆變橋 變橋 ,V,流橋?qū)⑷喙ゎl交流電變?yōu)橹绷麟姟６鵀V波電容用于減少支流電壓脈沖量。 各個 部分說明如下：  1）  整流濾波部分  整流管 成三相橋整流橋，將電源的三相交流電全波整流成支流電。  如電源的線電壓為 三相全波整流后平均直流電壓  L 我國三相電源的線電壓為 380V,故全波整流后的平均電壓為      380V=513V 濾波電容 功能是 : (1) 濾平全波整流后的電壓紋波 ; (2) 當(dāng)負(fù)載變化時 , 使支流電壓保持平穩(wěn)。  由于受到電解電容的電容量和耐壓能力的限制，濾波電路通常由若干個電容器并聯(lián)成一組，又由兩個電容組串聯(lián)而成，如圖所示。因為電解電容器的電容量有較大的離散性，故兩個電容的電容量常不能完全相等，這將使它們各自承受的電壓不相等，故在兩個電容旁邊并聯(lián)一個阻值相等的均壓 電阻。  限流電阻 開關(guān)   當(dāng)變頻器剛合上電源的瞬間，濾波電容器的充電電流是很大的。過大的沖擊電流將可能使二級管損壞；同時，也使電源電壓瞬間下降買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 8 - 而受到“污染”。為了減少沖擊電流，在變頻器剛接通電源的一段時間里，電路內(nèi)串入限流電阻，其作用是將電容器的充電電流限制在允許的范圍內(nèi)。開關(guān) 充電到一定程度時，令開關(guān)接通，將  電源指示 了表示電源是否接通外，還有一個十分重要的功能，就是在變頻器切斷電源后，表示濾波電容器上的電荷已經(jīng)釋放完畢。由于 容量很大，而切斷電源又 必須在逆變電路停止工作的狀態(tài)下進行，其放電時間往往長達(dá)數(shù)分鐘，又由于電容上的電壓很高，如果不等其放電完，就會對人身安全產(chǎn)生威脅。故在維修的時候，必須等待燈完全熄滅為止，才能接觸變頻器內(nèi)部的導(dǎo)電部分。  2）  直交變換部分。  逆變管 6 組成逆變橋，把整流所得到的直流電再逆變成頻率可調(diào)的交流電。這是變頻器實現(xiàn)變頻的具體執(zhí)行環(huán)節(jié)，應(yīng)而是變頻器的核心部分。本設(shè)計采用電力晶體管（  續(xù)流二級管的主要功能有：  （ 1）  電動機的繞組是電感性的，其電流具有無功分量，  道”。  （ 2）  當(dāng)頻率下降，電動機處于 再生制動 狀態(tài)，再生電流將通過流返回給直流電路。  （ 3）  行逆變的基本工作過程是：   3）  能耗電路  制動電阻和制動單元    （ 1）制動電阻 R 電動機在工作頻率下降過程中，將處于再生制動狀態(tài)，拖動系統(tǒng)的動能要反饋到直流電路中，使直流電壓不斷上升，甚至可能達(dá)到危險的地步。因此，必須將再生到直流電路的能耗消耗掉，使電壓保持在允許范圍內(nèi)變動。制動電阻   （ 2）  制動單元 制動單元是由  其功能就是為放 電電流經(jīng)  2  導(dǎo)通與關(guān)斷是由基極驅(qū)動控制信號控制的，因此 基極驅(qū)動電路必須適應(yīng)于 開關(guān)的速度受到導(dǎo)通時間以及判斷時間的限制。因此，在設(shè)計驅(qū)動電路時，  各種參數(shù)全面考慮。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 9 - 圖 1如圖 括電氣隔離和晶體管放大電路兩部分。其中二極管  電位補償二極管  成所謂的貝 克箝位電路，也就是一種抗飽和電路，可使 負(fù)載較輕時，如果  發(fā)射極電流全部注人 V，會使 斷時退飽和時間延長。有了貝克箝位電路之后，當(dāng)  V 過飽和使得集電極電位低于基極電位時， 會自動導(dǎo)通，使多余的驅(qū)動電流流人集電極，維持  。這樣，就使得 V 導(dǎo)通時始終處于臨界飽和。圖中，加速開通過程的電容。開通時，   路。這樣可以實現(xiàn)驅(qū)動電流的過沖，并增加前沿的陡度，加快開通。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 10 - 第 二 章   數(shù)字控制系統(tǒng)  第一節(jié)  本系統(tǒng)采用的是 基本功能是提供三對互補的 之產(chǎn)生對稱的三相輸出。這是一塊全數(shù)字式的大規(guī)模集成電路，其內(nèi)部運行以及外部連接完全采用數(shù)字方式，輸入邏輯各控制信號可以決定系統(tǒng)控制輸出的啟 /停，相序以及選擇晶體管 /晶閘管模式等等，因此非常適用于微機系統(tǒng)。  （ 1） 電路功能與結(jié)構(gòu)  門用來產(chǎn)生三相它的主要特點是： 1）能產(chǎn)生三對相位差 120 的互補 控脈沖，適用于三相橋結(jié)構(gòu)的逆變 器； 2）采用多載波比自動切換方式，隨著逆變器的輸出頻率降低，有級地自動增加載波比，從而抑制低頻輸出時因高次諧波產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈沖和噪聲等所造成的惡劣影響。調(diào)制頻率可調(diào)范圍為 0100能使逆變器輸出電壓同步調(diào)節(jié)； 3）為防止逆變器上下橋臂直通，在每相主控脈沖間插入死區(qū)間隔，間隔時間連續(xù)可調(diào)。  它的驅(qū)動輸出經(jīng)隔離放大后，可驅(qū)動  交流變頻調(diào)速中作控制器件。其引腳如圖 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 11 - 圖 2它有 12個逆變驅(qū)動端， 3個控制輸出 端， 7 個控制輸入端， 4個電源端。具體見表 ：  引   腳   名   稱   功      能   1  相換流開關(guān)信號 1  2  相主開關(guān)信號 2  3  相主開關(guān)信號 1  4  最高開關(guān)頻率基準(zhǔn)時鐘   買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 12 - 5  電機換相控制信號   6  推遲輸出時鐘   7  K  選擇互鎖推遲間隔   8    9    10    11   2  12  頻率時鐘   13  A  復(fù)位輸入控制   14  接地端   15  B  測試電路用信號   16  C  測試電路用信號   17  電壓時鐘   18  電流采樣脈沖   19    20    21    22    23   24  L  停止 /啟動系統(tǒng)   25  I  選擇晶體管 /晶 閘管模式   26  平均電壓   27    28  工作電壓 (10V)  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 13 - 1）驅(qū)動信號輸出  六 個 主 驅(qū) 動 輸 出 形 成 三 個 互 補 的 脈 寬 調(diào) 試 驅(qū) 動 波 形 ：它們?nèi)ヲ?qū)動三相逆變橋產(chǎn)生的對成的三相輸出。   2）控制輸入  I：  電路的輸出信號可以有兩種輸出形式，一種是晶體管逆變器，另外一種是晶閘管逆變器，由 本電路來說，采用大功率晶體管，所以在 平。  K：在晶體管模式下，為了使同一相的上下主輸出不同時接通，芯片使用一個互鎖推遲間隔來隔開上下主輸出的接通。這個輸入控制 K 和時鐘輸入 保證有主夠的時間換相。間隔時間的計算公式如下：  當(dāng) K=0時  。當(dāng) L 為低電平時，所有的輸出全部封鎖，以應(yīng)變電路的突發(fā)情況。在本設(shè)計中，當(dāng)電流過大的 時候封鎖  除封鎖。  個是相序輸入控制端，可以用來控制電動機的轉(zhuǎn)向，當(dāng)其為高電平的時候相序為 電平的時候相序為  A B C：這三個輸入是用于生產(chǎn)制造過程中做試驗用。通常在工作期間三個端口接在  3）時鐘輸入  時鐘控制頻率的改變可以改變輸出的 制波，以實現(xiàn)變頻控制的目的。  （ 1） 率控制時鐘：時鐘輸入 制逆變器輸出頻率 f,從而控制電動機的轉(zhuǎn)速，時鐘頻率  3360f 2) 壓控制時鐘：由電機學(xué)原理可知，為使交流電動機有一組理想的機械特性，得到恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的特性，必須在變頻率的同時改變電壓，使 U/電路能使輸出電壓自動地正比輸出電壓的幅度還可以由 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 14 - 頻率控制，實現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)。當(dāng) 致減少調(diào)制深度，從而減少了輸出電壓。當(dāng)減少 有相反的作用。   若在 100%調(diào)制時的輸出頻率為 有 2 3360 00%調(diào)制時頻率比關(guān)系式為：  于 調(diào) 制 是正弦的 ;高于 相電壓波形逐漸向方波轉(zhuǎn)變。  （ 3） 考時鐘： 一個固定時鐘，用來設(shè)定最大逆變開關(guān)頻率  80f 樣在應(yīng)用系統(tǒng)中，一旦選定了最高逆變按頻率，則 大多數(shù)情況下，為了節(jié)省與便利，可以使 （ 4） 出推遲時鐘，它可以和輸入控制信號 K 一起決定互鎖推遲時間的長短。  4）  輸出控制  （ 1） 波器同步信號） ：這是一個脈沖輸出信號，頻率等于  （ 2） 出電壓模擬信號）：這是一個數(shù)字信號，它模擬逆變器輸出的線電壓平均值，其頻率等于逆變器的輸出頻率 的控制。  （ 3） 變器開關(guān)輸出 )：這是一個脈沖，頻率二倍于逆變器的開關(guān)頻率 f,也不受控于  本系統(tǒng)是用單片機最小系統(tǒng)和比例乘器電路來對 的輸入時鐘脈沖加以控制，來生成系統(tǒng)需要的  第二節(jié)  8031單片機最小系統(tǒng)  本設(shè)計采用 8031 單片機最小系統(tǒng)來控制 片。  1  8031最小系統(tǒng)  由于 8031單片機沒有存儲空間，所以在本設(shè)計中要擴展程序存儲器 2764和數(shù)據(jù)存儲器 6264。又因為需要更多的接口所以用到了 8155芯片。  對于 需要考慮到存儲器地址分配以及片選信號的問題。它們決定了存儲器在內(nèi)存空間中的位置。一般來說，地址譯碼有以下兩種買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 15 - 方法：  線選法  所謂線選法就是把單獨的地址線作為片選信號接到存儲器上，只要該信號為低電平，那么就可以選中相對應(yīng)的存儲芯片。這種方法的特點是連線簡單，不需要專門設(shè)計邏輯電路，但芯片之間的地址不連續(xù)，存儲空間 沒有充分利用。此外，每個存儲器芯片地址線未連的高位地址線根數(shù)。一般對最小系統(tǒng)，由于擴展的存儲器芯片不多，因此這種選線法有實用價值。   地址譯碼法  地址譯碼法又有部分譯碼和全譯碼兩種方式。  部分譯碼法是指未用高位的地址部分參加譯碼，其譯碼輸出分別連接到不同的片選端。這種方法的特點類似于線選法，地址有重疊區(qū)，地址空間分散。全譯碼是指，除了存儲器芯片所用地址線與 地址線相連接外，未用的地址線全部參加譯碼，通過地址譯碼器產(chǎn)生存儲器的片選信號。這種方法的特點是存儲器地址沒有重疊區(qū)域，存儲單元地 址是唯一的。一般微型機都是采用這種地址譯碼方法。本設(shè)計也是采用這種地址譯碼方法。如圖 3 圖 2031單片機最小系統(tǒng)  A 0276407 /7/2/074770/口B 口C 口D+5紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 16 - 2  8031最小系統(tǒng)控制 由 8031 最小系統(tǒng)產(chǎn)生的信號輸給 片的 4 個時鐘輸入端，從而控制 個時鐘量輸入說明如下：  （ 1）   時鐘 以下關(guān)系式?jīng)Q定：  3360f 交流電機的額定頻率為 50此 50小值是由芯片的 。因而可以求出 068（ 2）   本系統(tǒng)要求在  要保持這個要求，應(yīng)當(dāng)使 6720 72050=336 由此來固定 能保證 能實現(xiàn)電機的恒轉(zhuǎn)矩運轉(zhuǎn)。但在低頻區(qū)， 電機轉(zhuǎn)子漏抗變小，這時與電機定子電阻的壓降相比電阻壓降將不可忽略。壓降使磁通下將，轉(zhuǎn)矩減小，因此需要加補償以提高電壓。故在低頻的時候應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少 樣便可以使輸出電壓增大，達(dá)到補償?shù)哪康摹? （ 3）    在本系統(tǒng)中，設(shè)開關(guān)頻率的最大值參考時鐘  80   fs(280 而開關(guān)最小值在芯片內(nèi)置為：  般來說，為了方便起見，令  4）  可以和輸入控制信號 K 一起決定互鎖推遲時間的長短。在本例中，為了防止同一橋臂上下的兩個開關(guān)在換相時產(chǎn)生直通現(xiàn)象，將 000000000000000000000000000 芯片的 K 端置“ 0”，則此時的互鎖時間為8/8大于 換相時間。  8031最小系統(tǒng)與 采用 8253記時 /數(shù)芯片與 定其所要求的四個時鐘頻率。  8253芯片是一個可編程的時鐘發(fā)生器，其內(nèi)部有三個獨立的 16位記數(shù)器，每個記數(shù)器都是一個可置數(shù)減 1 記數(shù)器，記數(shù)頻率可達(dá) 1 片 8253 芯片需要四個 I/O 口地址，對應(yīng) 8253 內(nèi)部的三個記數(shù)器和一個共用的控制寄存器。由 253的工作方式，讀 /寫順序，選擇記數(shù)器和記數(shù)的碼制。  在本設(shè)計中，設(shè)定其工作方式為 3，固定 8253 的輸入脈沖頻率，通過改變買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 17 - 時間常數(shù)來改變輸出頻率。對輸入脈沖進行分頻。各通道的設(shè)定如下：  0#通道：作為 1#通道：作為 2#通道：作為   各通道的分頻系數(shù)確如下：  設(shè)時鐘信號為 2 對于 0#通道 因為 f=80其分頻系數(shù)為：  X=210 6/28010 3=7 對于 1#通道，高頻時     16836其分頻數(shù)為  X=210 6/33610 3=6 低頻時：  故其分頻數(shù)為  X=6/5 對于 2#通道  3360f 而 0336050=168H z 故其分頻數(shù)為：  X=210 6/16810 3=12 以上的分頻數(shù)由 8031單片機的 253中。  平滑調(diào)速的實現(xiàn)  由于量化控制頻率變化，存在著分辨率的問題，如 變器的輸出頻率并不是均勻變化的，這樣就不算是平滑調(diào)速。所以為了解決這個問題，本設(shè)計采用兩片 圖所示。  比例乘法器的數(shù)據(jù)輸入端 A脈沖輸出端，接到 8253 的 2#通道口的時鐘端，  作為 入端 控制。數(shù)據(jù)輸入端 AD 可以在 199 范圍內(nèi)變化。設(shè)置比例乘法器的輸入時鐘比例乘法器的數(shù)據(jù)輸入端每變化一位，則 8253的輸出端  f=逆變器的輸出頻率變化為     360=文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 18 - 即當(dāng)比例乘法器的輸入數(shù)據(jù)在 199 之間變化時，逆變器的輸出頻率在50而實現(xiàn)平滑調(diào)速，滿足設(shè)計所需。  如 圖 3例乘 法器的級連  D/D/時鐘信號圖 2例乘 法器的級連  對 對于 用 8031單片機最小系統(tǒng)的 來控制三相交流電壓的相序，實現(xiàn)對電機正反轉(zhuǎn)的控制。  端控制封鎖驅(qū)動信號端。由于本設(shè)計采用的開關(guān)元件是晶體管，所以  第三 節(jié)   測速電路  速度閉環(huán)的控制  （ 1）電動機速度的測量  對電機速度的測量可以有兩種方法，  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 19 - 用測速發(fā)電機檢測出與轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號，再反饋給控制系統(tǒng)。其特點是測速發(fā)電機工作可靠，價格低廉，但存在兩個很大的缺點，就是非線性以及死區(qū)問題，而且精度較差。  采用 脈沖編碼器作為檢測器件，與傳動軸相連接，每當(dāng)軸轉(zhuǎn)過一周便發(fā)出一定數(shù)量的脈沖信號，微機通過記數(shù)器，可測得脈沖的頻率或是周期，從而可以間接得到軸上的轉(zhuǎn)速。由于脈沖編碼器可以達(dá)到很高的精度，而且不受外部影響，所以可以用于高精度的控制。本設(shè)計采用這種方法。  采用脈沖編碼器檢測轉(zhuǎn)速，通常有三種方法：  測頻法。在一定的時間內(nèi)，對脈沖編碼器輸出的脈沖計數(shù)，從而得到與轉(zhuǎn)速成正比的脈沖數(shù) m,此種方法用于高速系統(tǒng)的檢測，因為速度越高，一定時間內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)就越多，因而檢測系統(tǒng)的分辨率也就越高。  測周期法。通過測 量脈沖編碼器發(fā)脈沖的周期來計算軸上的轉(zhuǎn)速的方法。脈沖周期的測量的實現(xiàn)是借助某一時鐘頻率確定的時鐘來間接獲得。若時鐘頻率為 f，測得的時鐘脈沖為 m，則轉(zhuǎn)速為 n=60f/(n 的單位為 r/法與測頻率法相反，比較適合于較低轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)。  M/T 法：結(jié)合了 M 法和 T 法的各自的特點，由定時器確定采樣周期 T，定時器的定時開始時刻總與脈沖編碼器的第一個記數(shù)脈沖前沿保持一致，在 m,同時，另一個記數(shù)對標(biāo)準(zhǔn)的時鐘脈沖進行記數(shù)，當(dāng) T 定時結(jié)束時，只停止對脈沖編碼第一器的記數(shù)，而 一個脈沖前沿時，才停止對標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖的記數(shù)，并得到記數(shù)值 持續(xù)時間 +T。 M/T 法是轉(zhuǎn)速檢測的較為理想的手段，可以在寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)高精度的測量，但缺點是硬件和數(shù)據(jù)處理的軟件相對復(fù)雜。  本設(shè)計就是采用了 M/T 法的原理。根據(jù)這個原理用單片機 8031 最小系統(tǒng)設(shè)計數(shù)字測速電路，由轉(zhuǎn)速的公式可知，我們只要測得 以本設(shè)計用 8031 的定時 /記數(shù)器 記數(shù) 1來記數(shù)  8155的定時 /記數(shù)器來定時 T,d。測速電路如圖3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 20 - 2 測速過程如下：  （ 1）  開關(guān) ，測速開始，這時  ， ,。  （ 2）  當(dāng)單片機給 時 ,D=1,當(dāng) 變?yōu)?1。 打開 2,開始 1, 置位  示 就是說還沒有到設(shè)定的時間， 不變， ，   ，于是 D=0,在下一個 數(shù)，這也是 測速電路的實際時間為兩者之和， 處理程序中，讀取 m1,轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速存入單片機。  （ 4）記數(shù)器清零后，返回到（ 2）。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 21 - 第四節(jié)   系統(tǒng)的工作過程  停止信號輸入端，啟動時發(fā)光二極管 電機轉(zhuǎn)向控制信 號端，正轉(zhuǎn)時發(fā)光二極管亮。  啟 /停開關(guān)置 1，則系統(tǒng)開始工作，這時單片機系統(tǒng)給 0809一個轉(zhuǎn)換啟動信號，開始將外界給的速度模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，在 在此時，測速部分也開始工作，在 測速電路的記數(shù)值讀入，并轉(zhuǎn)換成速度寸入內(nèi)存，將實際值與設(shè)定值相比較，確定當(dāng)前的速度控制量，也就是確定 8253 的分頻系數(shù)，從而確定了 中 0口送入 8253的數(shù)據(jù)口，而 例乘法器的數(shù)據(jù)輸入端，在 由  電平轉(zhuǎn)換后送入到 4752 中，使之產(chǎn)生相對應(yīng)的調(diào)制波，經(jīng)過基極驅(qū)動電路放大后驅(qū)動開關(guān)元件。系統(tǒng)中有電壓和電流保護電路，當(dāng)系統(tǒng)由于某種原因發(fā)生故障的時候，可以有效地防止元件的損壞， 752的相序控制信號 來控制電動機的轉(zhuǎn)向，  系統(tǒng)對多臺電機的控制過程如下：  啟 /停開關(guān)置 1時，整個系統(tǒng)開始工作，主電路的 個電機的模擬量速度有比例電位器給定，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器 0809 的轉(zhuǎn)換后，變?yōu)閿?shù)字量。也是由于有各自的比例電位器，故各機可以 微調(diào)，也適合統(tǒng)一控制。系統(tǒng)檢測到轉(zhuǎn)換完的信號后就將速度的數(shù)字中斷量在 斷處理程序中將主，從電機的速度存入系統(tǒng)，另外測速部分開始工作，通過鎖存器封鎖其它的電機的主軸脈沖信號，先對主電機開始測速，以便實現(xiàn)主電機的閉環(huán)控制，在 斷程序中將記數(shù)值讀入并計算出速度，與給定的速度信號比較，確定當(dāng)前的速度控制量，從而就能確定主機的 確定  中 0口直接送入 8253 的數(shù)據(jù)口， 分頻數(shù)由 送入 8253 中，在 8253 的 入給主機的  制主機的速度穩(wěn)定后，開始測量從動機的速度，同理將分頻系數(shù)確定后送入相應(yīng)的芯片，控制從機的速度與主機的相等，即使n=0。這樣可以并接入很多單元，很容易實現(xiàn)多臺電機的同步，擴展 8155 很容易實現(xiàn)，在印染界，紡絲界的電力拖動中經(jīng)常用到。如圖 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 22 - D/小系統(tǒng)輸出&保護 1 1+5圖 2買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 23 - 第 三 章    系統(tǒng)的抗干擾 及保護  第一節(jié)  系統(tǒng)的抗干擾  工業(yè)環(huán)境中的干擾的來源一般是以脈沖形式進入單片機系統(tǒng)，主要是通過以下三條渠道：  （ 1）  空間干擾，是由 電磁信號通過空間輻射進入系統(tǒng)。  （ 2）  過程通道干擾，干擾通過與系統(tǒng)相連的前向通道，后向通道及其它系統(tǒng)的相互通道進入。  （ 3）  供電系統(tǒng)干擾，電磁信號通過供電線路進入系統(tǒng)。  在一般情況下，單片機系統(tǒng)中后兩種干擾遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空間干擾，因此，在單片機系統(tǒng)種，對于干擾的防止主要是從防止后兩種情況入手?？垢蓴_的措施有硬件措施以及軟件措施兩種。硬件措施可以防止大部分干擾，但仍不免有一部分干擾信號進入系統(tǒng)，所以此時軟件抗干擾就起到了重要的作用。由于軟件抗干擾措施是以 果沒有硬件消除絕大多數(shù)干擾， 高負(fù)荷工作，無暇 顧及正常的工作，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的工作效率和實用性。因此，一個成功的抗干擾系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分構(gòu)成的。  抗干擾可以采用以下幾種方法：  （ 1）  光電隔離  在輸入和輸出通道上采用光電隔離器來進行有很大的好處，它將單片機系統(tǒng)與各種傳感器從電氣上隔離開來，很大一部分干擾將被阻擋，本系統(tǒng)中電機驅(qū)動電路采用了光電隔離器 有過流檢測電路也采用了光電隔離，防止誤動作。  （ 2）  過電壓保護電路  在輸入輸出通道上應(yīng)采用一過壓保護電路，以