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摘要在电力传动系统中，交流电动机具有一些直流电动机无法比拟的优点，如单机容量、电枢电压、额定转速、价格等方面。
但由于交流电机的调速一直比较困难，所以，长期以来，交流电机只能作恒速运行，而在要求精确、灵活、连续调速的传动系统中，直流电机调速传动一直占主要地位。
然而，近年来，一方面随着大功率可控电力电子元件和变频技术的迅速发展，用交流电机的调速传动系统代替直流电机调速传动系统已成为可能，另一方面，从节能的观点要求把原来作恒速运行的交流电机传动系统改为调速传动。
因而，在电力传动领域里正在日益重视发展交流电机的调速传动，成为电动机调速新的发展方向。
交流调压调速系统设计思想是用改变异步电动机定子电压来实现调节电动机转速的控制系统称为调压调速系统，而电机定子电压是通过晶闸管元件组成的调压器进行控制。
通过控制晶闸管的触发角，就可以对输出交流基波电压有效值进行控制，来达到调压调速的目的。
系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，触发器，电压电流检测保护电路，STC89C51RC单片机，测速发电机等组成。
调压调速的电路简单，成本低廉、操作简单、方便，多用于对调速性能要求不高的中、小容量拖动装置中。
关键字：晶闸管；调压调速；单片机ABSTRACTIn the power transmission system, AC motor has some DC motor can not match the ad-vantages, such as stand-alone capacity, armature voltage, rated speed and price. But due to the AC motor speed control has been more difficult, so for a long time, the AC motor can only for constant speed operation, and requires accurate, flexible and continuous speed control of the drive system, DC motor drive has accounted for a major position. However, in recent years, on the one hand, with the rapid development of high power controllable power electronic components and frequency conversion technology, AC motor variable speed drive system to replace the DC motor drive system has become possible, on the other hand, from the view-point of saving asked to original constant speed AC motor drive system change is an adjusta-ble speed drive. So in the field of power transmission is being paid increasing attention de-velopment of AC motor variable speed drive, become the new development direction of the motor speed.AC adjustable speed system design pressure is by changing the stator voltage to realize adjustment of motor speed control system for pressure regulating and speed control system, and motor stator voltage is through the thyristor tube element is composed of a pressure con-trol device. Through control thyristor trigger angle, the AC output fundamental voltage effec-tive value of control to achieve pressure and speed adjustment.The overall structure of the system mainly by the main circuit, driving circuit, a photoe-lectric isolation circuit, trigger, voltage and current detection and protection circuit, stc89c51rc SCM, tachometer generator.Pressure regulating speed circuit is simple, low cost, simple operation, convenient and high requirement of speed performance, small capacity dragging device used in.KeyWords:Thyristor,Voltage Control,SCM目录摘要 (i)ABSTRACT .................................................................................................................. i i 第一章绪论. (1)1.1 交流调速的发展状况 (1)1.2 现代交流调速技术的应用 (1)1.3 现代交流调速技术的发展 (2)第二章三相异步电动机交流调速 (4)2.1 交流调速方案 (4)2.1.1 变级调速 (4)2.1.2 变频调速 (4)2.1.3 变转差率调速 (4)第三章交流调压主电路设计 (8)3.1 主电路及其工作原理 (8)3.1.1 主电路装置 (8)3.1.2 主电路原理 (8)3.2 交流调压调速控制主回路设计 (10)3.3 主电路参数及元器件选型 (11)3.3.1 主电路参数要求 (11)3.3.2 晶闸管选择 (11)3.3.3 滤波电容的选择 (11)3.3.4 阻容吸收电路参数计算 (11)3.3.5 压敏电阻的选择 (12)第四章控制电路设计 (13)4.1 单片机控制线路 (13)4.1.1 单片机STC89C51RC的组成及引脚 (14)4.1.2 A/D芯片ADC0809及其工作原理 (16)4.2 单片机的几个外围电路 (17)4.2.1 时钟电路 (17)4.2.2 复位电路 (18)4.2.3 速度检测电路 (19)4.2.4 过压检测保护电路 (19)4.3 同步输入电路及移相触发脉冲的产生 (20)4.3.1 同步信号输入电路 (20)4.3.2 触发脉冲线路与驱动电路 (20)4.4 晶闸管触发驱动 (23)4.5 PID调节模块控制原理和有关的设计 (23)4.6 系统工作原理 (25)第五章系统软件的总体设计及流程图 (26)5.1 主程序 (26)5.1.1 主程序流程图 (26)5.1.2 中断保护服务程序流程图 (27)5.2 子程序模块: (27)5.2.1 软起动子程序 (27)5.2.2 键值处理子程序流程图 (29)5.2.3 PID子程序流程图 (30)5.2.4 子程序流程图 (31)结束语 (32)参考文献 (33)致谢 (34)第一章绪论1.1 交流调速的发展状况交流调速技术诞生1世纪，但由于其性能无法与直流调速技术相比，所以过去的直流调速系统一直在电气传动领域中占统治地位。
摘要单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。
通过改变程序来达到控制转速的目的。
由于设计中电动机功率不大，所以整流器采用不可控电路，电容器滤波；逆变器采用电力晶体管三相逆变器。
系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，SA8282大规模集成电路，保护电路，AT89C51单片机， 8255可编程接口芯片，I/O接口芯片，测速发电机等组成。
回路中有了检测保护电路就可以使整个系统运行的可靠性有了保障。
关键词:AT89C51单片机；SA8282；转差频率；交流调速；三相异步电动机目录引言 (4)1交流调速系统的概述 (4)1.1 交流调速的基本原理 (4)1.2 交流调速的特点 (6)2 交流调速系统的硬件设计 (6)2.1 转差频率控制原理 (6)2.2 用单片机控制的电机交流调速系统设计 (8)2.2.1 调速系统总体方案设计 (8)2.2.2元器件的选用 (9)2.2.3 系统主回路的设计以及参数计算 (11)2.2.4 SPWM控制信号的产生 (15)2.2.5光电隔离及驱动电路设计 (17)2.2.6故障检测及保护电路设计 (18)2.2.7 模拟量输入通道的设计 (19)3 系统软件的设计 (19)3.1 主程序的设计 (19)3.2 转速调节程序 (20)3.3 增量式PI运算子程序 (21)3.4故障处理程序 (22)3.5 部分子程序 (23)3.51 ADC0809的编程 (23)3.52 8255的编程 (24)设计心得 (25)参考文献 (26)引言自上个世纪90年代以来，近代交流调速步入了以变频调速为主导的发展阶段。
其间，由于各种新型电力电子器件的支持，使变频调速在低压（380 V）、中小容量（200 kW以下）方面取得了较大的进展。
但是面对高压（6～10 kV）中大容量领域，由于电力电子器件自身规律的限制，变频调速在技术上遇到了很大困难，无论是“高-低”“、高-低-高”以及“多电平串联”等方案，都在实践中暴露出技术复杂、价格昂贵、效率降低、可靠性较差等缺点。
单片机控制的电机交流调速系统设计发布时间：2021-12-01T08:09:31.056Z 来源：《当代电力文化》2021年第19期作者：王哲[导读] 随着电力电子技术、微电子技术和自动控制理论的发展,交流调速技术也有了日新月异的变化。
王哲吉林华正农牧业开发股份有限公司摘要：随着电力电子技术、微电子技术和自动控制理论的发展,交流调速技术也有了日新月异的变化。
可调速的高性能交流电力拖动系统在工业上的应用也越来越广。
进入21世纪交流调速技术也进入了现代交流调速技术时代,现代交流调速技术也成为人类社会的重大技术进步之一。
其发展速度之快、应用覆盖范围之广都是前所未有的。
而且应用实践表明,采用现代交流调速技术极大的提高了传动系统的运行质量,同时,带来了巨大的经济和社会效益。
关键词：单片机；电机控制系统；设计引言在现代化工业发展过程中，电动机应用越来越广泛，对于更好的满足现代化工业需求，并提升工作效率，实现经济效益的提升起到了有效的促进作用，而在新的发展形势下，如何优化电机运动控制系统设计，为工业发展提供更多的动力支持是当前急需解决的重要问题。
通过对基于单片机的电机运动控制系统设计进行分析，以期进一步提升现代化工业发展水平。
近些年以来，随着单片机在性能方面的不间断提高，已经广泛的应用到了通信、网络、农业，以及大众日常生活的很多领域当中。
不仅能够在很多场合满足应用的需求，而且在特点方面具有：价格低、性能很可靠、使用比较方便、低功耗、小体积、速度快、功能强、可集成度较高等。
常用的单片机主要有MSP430单片机、PIC单片机、A VR单片机、51系列单片机。
因此针对单片机控制的电机系统，在应用方面进行分析是很有必要的。
一、单片机的特性目前，市场上主流的单片机包含计数器、中央处理器、只读存储器、串行端口等，能够对数据进行存储与处理等操作。
单片机的系统并不复杂，因此在操作上较为简便，并且在实现模块化管理上有突出成效。
目录摘要 (2)1引言 (3)1.1交流调速系统的现状 (3)1.2交流调速系统的特点 (4)1.3交流调速系统原理 (5)2交流调速系统的硬件设计 (6)2.1交流调速系统控制回路设计 (6)2.2交流调速系统参数设计 (7)2.3元器件的选用 (11)3交流调速系统软件设计 (23)3.1主程序设计及说明 (23)3.2子程序设计 (26)4结论 (28)5参考文献 (28)6致谢 (29)单片机控制的交流调速系统设计摘要交流变频调速具有调速范围宽，稳速精度高，动态响应快，运行可靠等技术性能，已逐步取代直流电动机调速系统。
然而目前的变频器大部分都是线路复杂，价格昂贵，常用于大、中功率的电动机。
本课题单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。
通过改变程序来达到控制转速的目的。
由于设计中电动机功率不大，所以整流器采用不可控电路，电容器滤波；逆变器采用电力晶体管三相逆变器。
系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，SA8282大规模集成电路，保护电路，AT89C51单片机， 8255可编程接口芯片，I/O接口芯片，测速发电机等组成。
可以满足各种不同场合的应用，以达到调速节能的效果。
关键词:AT89C51单片机；SA8282；转差频率；交流调速；三相异步电动机1引言1.1交流调速系统的现状电气传动从总体上分为调速和不调速两大类。
按照电动机的类型不同，电气传动又分为直流和化大生产的不断发展，生产技术越来越复杂，对生产工艺的要求也越来越高，这就要求生产交流两大类，直流电动机在19世纪先后诞生，但当时的电气传动系统是不调速系统，随着社会机械能够在工作速度，快速启动和制动，正反转等方面具有较好的运行性能。
从而推动了电动机的调速不断向前发展，自从1834年直流电动机出现以后，直流电动机作为调速电动机的代表，在工业中得到了广泛的应用。
它的优点主要在于调速范围广，静差小，稳定性能好以及具有良好的动态性能，晶闸管变流装置的应用使直流拖动发展到了一个很高的水平，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中相当长时间内几乎都采用直流拖动系统。
基于单片机控制得交流调速系统设计摘要单片机控制得变频调速系统设计思想就是用转差频率进行控制.通过改变程序来达到控制转速得目得。
由于设计中电动机功率不大,所以整流器采用不可控电路,电容器滤波；逆变器采用电力晶体管三相逆变器.系统得总体结构主要由主回路，驱动电路,光电隔离电路,SA8282大规模集成电路,保护电路,AT89C51单片机, 8255可编程接口芯片，I/O接口芯片,测速发电机等组成.回路中有了检测保护电路就可以使整个系统运行得可靠性有了保障。
关键词：AT89C51单片机；SA8282;转差频率；交流调速;三相异步电动机目录前言 (1)第1章交流调速系统得概述 (4)1、1交流调速得基本原理 (4)1、2 交流调速得特点 (5)第2章交流调速系统得硬件设计 (7)2、 1 转差频率控制原理: (7)2、 2 系统设计得参数 (7)2、3 用单片机控制得电机交流调速系统设计 (7)2、3、1调速系统总体方案设计 (7)2、3、2 元器件得选用 (9)2、3、3 系统主回路得设计以及参数计算 (12)2、3、4 SPWM控制信号得产生 (15)2、3、5 光电隔离及驱动电路设计 (17)2、3、6 故障检测及保护电路设计 (18)2、3、7 模拟量输入通道得设计 (18)第3章系统软件得设计 (19)3、1 主程序得设计 (19)3、2 转速调节程序 (19)3、3 增量式PI运算子程序 (20)3、4故障处理程序 (21)3、5 部分子程序 (22)3、5、1 AD0809得编程 (22)3、5、2 8255得编程 (23)结论 (23)参考文献 (23)前言自上个世纪90年代以来，近代交流调速步入了以变频调速为主导得发展阶段.其间,由于各种新型电力电子器件得支持，使变频调速在低压（380 V)、中小容量（200 kW以下）方面取得了较大得进展。
但就是面对高压（6～10 kV）中大容量领域，由于电力电子器件自身规律得限制,变频调速在技术上遇到了很大困难，无论就是“高-低”“、高—低-高”以及“多电平串联”等方案，都在实践中暴露出技术复杂、价格昂贵、效率降低、可靠性较差等缺点。
单片机控制的交流异步电机变频调速摘要：单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。
通过改变程序来达到控制转速的目的。
本文用MCS-51系列的8051单片微型计算机和SA4828三相SPWM 产生器及少量的扩展外围芯片构成，充分发挥其控制电路简单、控制方式灵活、输出波形优点多的特点，实现三相异步电机变频调速的目的。
关键词：单片机；三相异步电机；变频调速1、交流三相异步电动机和变频调速技术介绍1.1 三相异步电动机 交流电动机，尤其是感应异步电动机，具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、维护方便，可工作在恶劣的环境中等优点，在伺服驱动系统中越来越受到人们的关注。
1.2 变频调速技术 三相异步电动机的调速方法有三种：变极调速、改变转差率调速、变频调速。
其中变频调速具有很大优势，效率最高、性能最好、应用最广泛的是变频调速，它可以构成高动态性能的交流调速系统来取代直流调速系统，并且是交流调速的主要发展方向。
它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节能效果明显，而且易于实现自动化控制，所以交流电动机的变频调速刚反应用于工业行业。
目前变频器不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用，而且已扩展到了工业生产的所有领域，以及空调器、洗衣机、电冰箱等家电中。
2、三相异步电机的变频调速原理异步电动机的转速是取决于同步转速的：)1(0s n n -=式中： n ——电动机的转速，m/min0n ——电动机的同步转速，r/mins ——电动机的转差率 s=(n 1-n/)=△n/ n 1而同步转速则主要取决于频率p fn 60=式中：f——输入频率，Hzp——电动机的磁极对数由以上两式可知变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：p sf n) 1(60-=由上式可知，在电动机磁极对数不变的情况下，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
当改变电动机定子电源的频率时，电动机的同步转速将随频率正比变化，于是转子转速将随之而变化，这种通过改变电源频率实现的速度调节称为变频调速。
运动控制系统课程设计题 目：基于单片机转差频率的交流调速系统专业班级：姓 名：学 号：指导教师：目录1引言 (3)2设计方案 (4)2.1调速系统总体方案设计 (4)2.2转差频率控制转速的基本原理 (5)3硬件设计 (6)3.1硬件清单列表 (6)3.2重要元件的功能 (7)3.2.1单片机AT89C51 (7)3.2.2译码器 (8)3.2.3可编程计数/定时芯片8253 (8)3.2.4大规模专用集成电路HEF4752 (9)3.2.5可编程的并行I/O接口芯片 8255 (10)3.2.6 A/D转换器ADC0809 (11)3.2.7通用可编程键盘8279 (11)3.3系统主电路图 (12)3.4 转差调节器的设计 (13)3.5 PWM控制信号的产生及变换器的设计 (14)3.6 光电隔离及驱动电路设计 (15)3.7 电动机的转速测量电路的设计 (15)3.8 电动机的电流、电压测量电路的设计 (16)3.9 键盘显示电路的设计 (17)3.10 故障检测及保护电路设计 (18)3.11参数计算 (19)3.11.1大功率开关管 (19)3.11.2三相整流桥 (19)3.11.3 LC滤波器 (20)3.11.4 直流侧阻容吸收电路 (20)3.11.5 大功率晶体管阻容吸收电路 (21)4软件设计 (21)4.1 程序框图及其介绍 (21)4.1.1系统主程序 (21)4.1.2 转速调节程序 (23)4.2 部分子程序 (24)4.2.1 0809的编程 (24)4.2.2 8253编程 (24)4.2.3 8255编程 (25)心得体会 (26)参考文献 (27)1引言近年来，交流电机调速技术中最活跃、发展最快的就是变频调速技术，变频调速技术的出现使频率成为可以充分利用的资源。
交流电动机采用变频调速不但能实现无级调速，而且可以根据负载的特性不同通过适当调节电压和频率之间的关系，使电动机始终运行在高效区，并保证良好的动态特性。
基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统一、背景介绍在工业自动化控制中，直流电机的使用非常广泛。
为了满足生产需要，直流电机往往需要精确的调速控制。
而基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，能够进行精确的调速控制，能够满足不同领域生产的需求。
二、系统的工作原理基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，是通过单片机的输出比较器和计数器，生成PWM信号，对直流电机进行调速控制。
系统的工作流程如下： 1. 将单片机的一个IO口设置为输出端口，将PWM信号输出至直流电机控制器。
2. 单片机通过PWM的工作状态，实现对直流电机的调速控制。
3. 接收外部信号，如光电传感器等外部元件信号，与单片机实现互动控制。
三、系统的硬件结构基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，主要由以下硬件构成：1. 单片机：AT89S52单片机。
2. 驱动芯片：L293D电机驱动芯片，能够带动2个直流或步进电机。
3. 直流电机：具有恒定转速输出的直流电机。
4. 供电模块：通过电源模块将工作电压稳定输出，以保证整个系统的稳定性。
四、系统的软件设计在基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统中，需要进行相应的软件设计，以实现对硬件的完备控制。
### 1. 硬件方面的编写初始化单片机及端口、占用模式、管脚监听、中断响应等基本操作。
2. 软件方面的实现1.通过控制器计数器以及方波控制直流电机的执行速度。
2.利用定时器产生PWM波控制直流电机的状态。
3.通过IO控制输出、接收外部信号。
3. 控制程序的实现检测输出端口，通过输入数据产生PWM波，通过PWM波控制电离子的转速。
五、系统的应用场景基于单片机AT89S52的直流电机PWM调速控制系统，可广泛应用于以下场景： 1. 机床设备制造领域，能够对机床电机的转速进行精确控制。
2. 汽车制造领域，能够对汽车电动马达的转速进行精确控制，从而提升汽车驾驶体验。
基于单片机转差频率的交流调速系统摘要随着现代工业的发展，交流电机在生产中的应用越来越广泛。
传统的交流调速方法往往存在一些问题，比如成本高、效率低、调速平稳性差等。
本文介绍了一种基于单片机转差频率的交流调速系统，该系统具有成本低、效率高、调速平稳等优势。
介绍传统的交流调速系统通常采用调节电压或频率的方式进行调速，但这种方法存在很多问题。
首先成本较高，其次效率较低，此外在调速平稳性上也存在一定的问题。
由于这些局限性，交流调速技术的发展成为了一个研究热点。
技术原理基于单片机转差频率的交流调速系统是一种新型的调速方法。
该系统的技术原理是将电源变频器当作一个切换器，利用单片机实时测量交流电机的运行速度，然后根据用户需要调整变频器的输出频率，从而控制交流电机的转速。
具体的实现方法如下：首先，需要在电路中设置几个传感器，用来监测交流电机的转速、转矩、电压等参数，这些数据通过单片机实时采集，然后进行处理。
接着，根据用户需要设定交流电机的转速，单片机将处理后的数据输出给变频器，从而控制变频器的输出频率，使其达到用户设定的目标转速。
最后，通过统计误差以及出现异常情况，进行调整和优化，使得调速过程更加平滑。
应用效果通过对基于单片机转差频率的交流调速系统进行应用效果测试，得到了如下结果：1.该系统在调节电机转速方面效果显著，提高了调速的准确性和平稳性。
2.该系统在成本方面具有优势，相比传统的调节电压或频率的方式，该系统成本更低。
3.该系统在节能方面也具有优势，通过优化调节过程，可以有效降低交流电机的能耗。
基于单片机转差频率的交流调速系统是一种新型的、高效的调速方法，具有成本低、效率高、调速平稳等优势。
该系统在现代工业应用中具有广泛的应用前景，未来将会继续得到进一步的研究和完善。
运动控制系统课程设计题 目：基于单片机转差频率的交流调速系统 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师：目录1引言 (3)2设计方案 (4)2.1调速系统总体方案设计 (4)2.2转差频率控制转速的基本原理 (5)3硬件设计 (6)3.1硬件清单列表 (6)3.2重要元件的功能 (7)3.2.1单片机AT89C51 (7)3.2.2译码器 (8)3.2.3可编程计数/定时芯片8253 (8)3.2.4大规模专用集成电路HEF4752 (9)3.2.5可编程的并行I/O接口芯片8255 (10)3.2.6 A/D转换器ADC0809 (11)3.2.7通用可编程键盘8279 (11)3.3系统主电路图 (12)3.4 转差调节器的设计 (12)3.5 PWM控制信号的产生及变换器的设计 (14)3.6 光电隔离及驱动电路设计 (14)3.7 电动机的转速测量电路的设计 (15)3.8 电动机的电流、电压测量电路的设计 (16)3.9 键盘显示电路的设计 (17)3.10 故障检测及保护电路设计 (18)3.11参数计算 (19)3.11.1大功率开关管 (19)3.11.2三相整流桥 (19)3.11.3 LC滤波器 (20)3.11.4 直流侧阻容吸收电路 (20)3.11.5 大功率晶体管阻容吸收电路 (21)4软件设计 (21)4.1 程序框图及其介绍 (21)4.1.1系统主程序 (21)4.1.2 转速调节程序 (23)4.2 部分子程序 (24)4.2.1 0809的编程 (24)4.2.2 8253编程 (24)4.2.3 8255编程 (25)心得体会 (26)参考文献 (27)1引言近年来，交流电机调速技术中最活跃、发展最快的就是变频调速技术，变频调速技术的出现使频率成为可以充分利用的资源。
交流电动机采用变频调速不但能实现无级调速，而且可以根据负载的特性不同通过适当调节电压和频率之间的关系，使电动机始终运行在高效区，并保证良好的动态特性。
同时，交流电动机采用变频起动更能显著改善交流电动机的起动性能，大幅降低电动机的起动电流，增加起动转矩转差频率控制异步电动机变频调速是公认的一项性能较优越的控制策略，是当前高校电传动、电机拖动等课程重要的知识点。
目前，市面上出售的教学实验装置大多是由模拟电路构成。
实验系统的性能由于受到温度等因素的影响而有所降低，不利于开展转差频率控制变频调速实验。
从20实际后半叶开始，控制系统硬件已由模拟技术转向数字技术。
微型计算机在性能、速度、价格、体积等方面的不断发展为现代交流调速技术实现提供额重要保证。
现在16位以及32位微处理机应用十分广泛，由于微处理机的运算速度高且价格较低，使得交流调速系统可以采用全自动化控制，这样不仅使传动系统获得高精度、高可靠性，还为新的控制理论与方法提供了物质基础。
电动机调速分为直流调速和交流调速。
直流电动机的调速性能好，因此在调速领域中曾一直占主导地位。
交流电动机与直流电动机相比，具有结构简单、构造方便、成本低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率高等许多优点，以前未得到大规模的应用，主要是由于调速困难。
随着现代科学技术的高速发展，现代电力电子技术、微电子学、现代控制理论、微机控制技术等为交流电机调速提供了全新的理论和技术，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高地稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能。
可以说，自20世纪80年代开始交流调速技术就已进入了一个新的时代，也就是可以与直流调速相媲美并逐渐取而代之占据电力传动主导地位的时代。
2设计方案2.1调速系统总体方案设计转速开环恒压频比的调速系统，虽然结构简单，异步电动机在不同频率小都能获得较硬的机械特性但不能保证必要的调速精度，而且在动态过程中由于不能保持所需的转速，动态性能也很差，它只能用于对调速系统的静，动态性能要求不高的场合。
如果异步电动机能象直流电动机一样，用控制电枢电流的方法来控制转矩，那么就可能得到和直流电动机一样的较为理想的静，动态特性。
转差频率控制是一种解决异步电动机电磁转矩控制问题的方法，采用这种控制方案的调速系统，可以获得与直流电动机恒磁通调速系统相似的性能。
调速系统总体结构图如图2.1所示。
图2.1 调速系统总体结构图系统主电路由二极管整流电路、SPWM逆变器和中间直流电路等组成，都是电压源型的，采用大电容C1滤波，同时兼具无功功率交换大的作用。
为了避免大电容在合上电源开关后通电的瞬间产生过大的充电电流，在整流器和滤波电容间的直流回路上串入电抗，刚通上电源时，由L1限制充电电流，然后经过一段时间延时，L失去限流作用，使电路正常供电。
2.2转差频率控制转速的基本原理当稳态气隙磁通恒定时．异步电机的机械特性参数表达式为： ()()()220222102222221211)(3⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆Φ=+=σσωωωx n n r r n n C sx r r s E P T n (2-1)当实际转差额定空载转速相比很小时（0n n <<∆），220r x n n <<∆σ,可以从式中约去，这样式(2-1)可以简化为：()()2022222102n r C r r n n C T s m n m n 'Φ=∆Φ≈ωω其中1602ωπωn n p s ∆=∆= (2-2) 从式(2-2)中可得，当转差频率s ω较小且磁通m Φ恒定时，电机的电磁转矩T 与s ω成正比。
这时只要控制转差频率s ω就能控制转矩T ，从而实现对转速的控制。
若要使转差频率s ω较小，只要有提供异步电动机的实际转速反馈即可实现。
若要保持m Φ为恒值，即保持励磁电流m I 恒定，而励磁电流m I 与定子电流1 I 有如下关系，()()[]()222221221σσωωωL r L L r f s m m s '+''++'I ==I （2-3） 因此若1I 按照上述规律变化，则m I 恒定，即m Φ恒定。
转差频率控制策略是：利用测速环节得到转速ωU 与转速给定*ωU 、比较，限制输出频率，使转差率S U ω (即S ω)不太大；控制定子电流1I ，使得励磁电流m I 保持恒定；这时控制s ω实现调速。
系统原理图如图2.2所示。
图2.2转差频率控制变频调速系统原理图从图2-1可知．系统由速度调节器、电流调节器、函数发生器、加法器，整流与逆变电路，PWM 控制电路，异步电动机及测量电路等组成，其中异步电动机由SPWM 控制逆变器供电。
转速调节器ASR 的输出是转差频率给定值S U ω,表转矩给定。
函数发生器输入转差频率产生*ωU 信号，并控制定子电流。
以保持 为恒值；加法器对转差频率和转速信号求和得到变频器的输出频率。
从而实现三相异步电机变频调速。
3硬件设计3.1硬件清单列表3.2重要元件的功能3.2.1单片机AT89C51AT89C51提供4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。
同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位，其引脚图如图3.1所示。
图3.1 AT89C51引脚图3.2.2译码器74LS138是一种3-8译码器，有三个输入端，经译码产生8种状态。
译码功能，当译码器的输入为某一个编码时其输出就有一个固定的引脚输出为低电平，其余的为高电平。
引脚图如图3.2所示。
图3.2 74LS138引脚图3.2.3可编程计数/定时芯片8253主要功能：1.一个芯片上有三个独立的16位计数器通道;2.每个计数器都可以按照二进制或二——十进制计数；3.每个计数器的技术速率可高到2MHz。
4.每个通道有六种工作方式，可由程序设置和改变;5.所有的输入输出与TTL兼容。
引脚图如图3.3所示。
图3.3 8253引脚图本次设计用到芯片8253的工作方式三，当记数值N为偶数时，输出为对称方波，前N/2记数期间，OUT输出为高电平，后N/2记数期间，OUT输出为低电平。
若记数值N为奇数值时，将输出不对称方波，即在前（2N+1）/2记数期间，OUT输出高电平，后（2N-1）记数期间输出低电平。
3.2.4大规模专用集成电路HEF4752本文介绍的变频调速系统是以大规模专用集成电路HEF4752为核心构成的控制电路，由HEF4752产生的三相SPWM信号经隔离、放大后，驱动由IGBT构成的三相逆变器，使之输出SPWM的波形，实现异步电动机变频调速。
HEF4752是采用LOCMOS工艺制造的大规模集成电路，专门用来产生三相SPWM信号。
它的驱动输出经隔离放大后，可驱动GTO和GTR逆变器，在交流变频调速中作控制器件。
主要特点如下：1.产生三对相位差120°的互补SPWM主控脉冲，适于三相桥结构的逆变器。
2.采用多载波比自动切换方式，随着逆变器的输出频率降低，有级地自动增加载波比，从而抑制低频输出时因高次谐波产生的转矩脉冲和噪声等所造成的恶劣影响。
调制频率可调范围为0～100Hz，且能使逆变器输出电压同步调节。
3.为防止逆变器上下桥臂直通，在每相主控脉冲间插入死区间隔，间隔时间连续可调。
3.2.5可编程的并行I/O接口芯片82558255是可编程的并行I/O接口芯片，它具有3个8位的并行I/O口，三种工作方式，可通过编程改变其功能，因而使用方便，通用性强，可作为单片机与多种外围设备连接时的中间接口电路。
8255的引脚图如图3.4所示。
图3.4 8255引脚图本次设计用到8255的工作方式0，且A口作为输入，B口，C口作为输出。
8255地址口的选定：片选CS/，地址选择端A1，A0。
分别接于P0.7,P0.1,P0.0其它地址线全悬空。
显然只要保证P0.7为低电平时，选中该8255，若P0.1,P0.0再为“00”选中8255的A口，同理P0.1,P0.0为“01”，“10”，“11”分别选中B口，C口及控制口。
若地址用16位表示，其他无用端全选为1，则8255的A，B，C，J及控制口地址可为FF7CH，FF7DH，FF7FH，如果无用位为“0”，则4个地址为0000H，0001H，0002H，0003H，只要保证CS/，A1，A0的状态，无用位设为“0”，或“1”无关。
掌握了确定地址的方法，地址便可以灵活的选出了。
3.2.6 A/D转换器ADC0809ADC0809是一种逐次逼近式8路模拟输入，8位数字量输出的A/D转换器。
