摘 要
近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。变频调速是交流调速的基础和主干。
本设计介绍了一种采用89C51单片机作为控制器，结合专用大规模集成电路HEF4752V构成的异步电动机转差频率微机控制系统。
本设计由AT89C51、8254可编程定时器/计数器、ADC0809模数转换器、Intel8279可编程序的键盘、显示接口器件等硬件及相关电路组成。
本设计用汇编语言成功实现了对转差频率的控制。
现在高中低压变频器自身发展所需的转差频率调速技术已经成熟，外部条件也已经具备。在21世纪，转差频率调速必将是电力电子技术发展的主流!
关键词 交流调速 可编程的 单片机 转差频率
Asynchronism Electromotor Rotate-dispatch Frenquency Micro-
computer Control System
Abstract
Rerently,frequency conversion technology develops fastest,and being the most active body of AC timing.Aslo,frequency conversion is the main body and basic of AC timing.
This design introduces a kind of computer-cortrolled PWM alternating frequency conversion governor syster which is made 89C51 miscroprocessors as the control and is conbined with special purpose large scale intergrated circuit HEF4752.
This design is controlled by AT89C51,8254 programmable settle machine and count the keyboard of the programmable preface in machine, Intel8279 in conversion in number in mold in machine,ADC0809 could connect a Machine an etc,hardware and related electric circuits constitute. This design uses to edit collected materials,the language coule be successde realizing the change,and adjust it soon.
Since now,the technloque of frenquence conversion is mature,outer condition is also ready.In 21 Centuries ,it is probable and necessary to be the main current for adjusting Rotate-dispatch Frenquence.
Keywords frequency conversion programmable miscroprocessors
Rotate-dispatch Frenquency
目 录
第一章 绪论…………………………………………………………………………1
1.1选题背景……………………………………………………………………1
1.2主要技术参数………………………………………………………………2
第二章 方案论证……………………………………………………………………3
2.1转差频率控制系统…………………………………………………………3
2.2 8031、8051、8751、89C51的对比………………………………………3
2.3 HL201A………………………………………………………………………3
2.4 8254…………………………………………………………………………4
第三章 异步电动机转差率控制系统………………………………………………5
3.1转差频率控制的基本原理…………………………………………………5
3.2控制系统的组成……………………………………………………………7
3.3转差频率控制系统特点……………………………………………………8
3.4转差频率控制系统的传递函数……………………………………………9
第四章 脉宽调制逆变器PWM与控制…………………………………………12
4.1 PWM逆变器的工作原理…………………………………………………12
4.2 PWM型逆变器的控制方式………………………………………………14
4.3 SPWM控制信号的实现……………………………………………………16
第五章 单片机89C51的硬件结构………………………………………………20
5.1 89C51单片机的硬件结构…………………………………………………20
5.2 89C51单片机的系统扩展…………………………………………………23
5.3 89C51单片机的振荡器和时钟电路………………………………………31
5.4 89C51单片机的复位电路…………………………………………………32
第六章 硬件电路设计……………………………………………………………33
6.1系统主电路设计……………………………………………………………33
6.2驱动电路的设计……………………………………………………………35
6.3转速反馈通道的设计………………………………………………………39
6.4电流反馈通道的设计………………………………………………………39
6.5键盘及显示环节的设计……………………………………………………40
第七章 软件设计…………………………………………………………………48
7.1主程序流程图………………………………………………………………49
7.2转速反馈中断服务程序……………………………………………………49
7.3 PSW输出中断服务程序…………………………………………………50
7.4 8279初始化子程序………………………………………………………52
7.5 A/D转换中断服务子程序………………………………………………54
结 论………………………………………………………………………………55
致 谢………………………………………………………………………………56
参考文献
附录1 程序清单
附录2 器件列表
附录3 硬件原理图
附录4 系统流程图
第一章 绪论
1.1 选题背景
近10年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
1.1.1我国变频调速技术的发展概况
近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。变频调速是交流调速的基础和主干。变压器的出现使改变电压变得很容易，从而造就了一个庞大的电力行业。长期以来，交流电的频率一直是固定的，变频调速技术出现使频率变为可以充分利用的资源。我国是一个发展中国家，变频调速产品大体只相当于国际上20世纪80年代水平。随着改革开放的进一步推进，形成了一个巨大的市场，它既对国内企业，也对外国公司敞开。很多先进的产品从发达国家进口，在我国运行良好，满足了我国生产和生活需要。国内许多合资公司生产当今国际上先进的产品，国内的成套部分在自行设计制造的成套装置中采用外国进口公司和合资企业的先进设备，自己开发应用软件，能为国内外重大工程项目提供一流的电气传动控制系统。虽然取得很大成绩，但应看到由于国内自行开发、生产产品的能力弱，对国外公司的依赖性严重。
1.1.2国内外技术现状对比
在大功率交——交变频(循环交流器)调速技术方面，法国阿尔斯通己能提供单机容量达3万千瓦的电气传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面，意大利朋B公司提供了单机容量为6万千瓦的设备用于抽水蓄能电站。在中功率变频调速技术方面，德国西门于公司Simovert A电流型晶问管变频调速设备单机容量为10～2600kVA和Simovert P GTOPDM变频调速设备单机容量为100～900kVA，其控制系统己实现全数字化，用于电力机车、风机、水泵传动。在小功率交流变频调速技术方面，日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA，IGBT变频器己形成系列产品，其控制系统也己实现全数字化。
国内现状,从总体上看，我国电气传动的技术水平较国际先进水平差距约10～15年。在无换向器电机等变频技术方面，国内只有少数科研单位有能力制造，但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。在中小功率变频技术方面，国内几乎所有的产品都是普通的V／f控制，仅有少量的样机采用矢量控制，品种与质量还不能满足市场需要，每年大量进口。国内交流变频调速技术产业状况表现如下：
1.变频器的整机技术落后，国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力，但由于力量分散，并没有形成一定的技术和生产规模。
2.变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。
3.相关配套产业及行业落后。
4.产销量少，可靠性及工艺水平不高。
1.1.3未来的发展方向
交流变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术，既要处理巨大电能的转换(整流、逆变)，又要处理信息的收集、变换和传输，因此它的共性技术必定分成功率和控制两大部分。前者要解决与高压大电流有关的技术问题和新型电力电子器件的应用技术问题，后者要解决(基于现代控制理论的控制策略和智能控制策略)硬、软件开发问题(在目前状况下主要是全数字控制技术)。
可以看出，高中低压变频器自身发展所需的交流变频调速技术已经成熟，外部条件也已经具备。在21世纪，交流变频调速必将是电力电子技术发展的主流!
