项变频器设计开题报告
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[4]周润景主编．单片机实用系统设计与仿真经典实例[M]．北京：电子工业出版社，.本书主要以Atmel公司生产的AT89C51单片机为平台，围绕单片机应用中的一些具体实例进行讲解，包括电路的设计原理、系统仿真、PCB的制作等。
[5]张元良等编著．单片机综合设计实用教程[M]．北京：机械工业出版社，. 本书通过不同的实际案例，从不同的侧重点介绍了单片机的结构、中断系统、定时／计数器、串口、系统扩展及实用I／O(输入／输出)接口技术等基本原理及实际应用。
二、文献综述
[1]彭伟编著．单片机C语言程序设计实训100例[M]．北京：电子工业出版社，.本书基于AVR Studio+WinAVR(GCC)组合环境和Proteus硬件仿真平台，精心安排了100个AVR单片机C程序设计案例。全书提供了所有寨例完整的C语言源程序，各案例设计了难易适中的实训目标。
[2] 张友德著.单片微型计算机原理、应用与实验[M].复旦大学出版社
[4] 天津电气传动设计研究所.电气传动自动化手册. 天津，2001
[5]李崇坚.大功率交流电机变频调速技术的研究.电力电子.2010/01
[6]马良河.交流电机变频调速性能试验系统的研究.电机与控制应.2010/01
[7]大功率交流电机变频调速技术的研究 李崇坚 中国工程科学 2009/05 12 567
[7]王春阳主编．单片机系统设计、仿真与开发技术[M]．北京：国防工业出版社，. 本书介绍了单片机最小系统的设计、单片机前道电路的设计、单片机人机交换界面电路设计、单片机后道电路的设计等内容。仿真篇介绍了基于伟福仿真器的单片机硬件仿真、基于Keil单片机软件仿真、基于PROTEUS单片机软件仿真。开发篇介绍了系统开发以及10个典型开发案例。
单片机系统主要由复位电路、报警电路、通讯电路等组成。复位电路给单片机提供复位信号，使单片机可以正常工作。时钟电路给微控制器的所有功能部件提供时钟控制信号，单片机的时钟频率直接影响单片机的速度。通信芯片MAX232是单片机常用的通讯芯片，可以将计算机串口的232电平转换成单片机可以识别的TTL电平。
[3]曹巧媛.单片机原理及应用[M].北京：北京:电子工业出版社，1997
四、设计思路和内容
以单片机为控制器，利用电力电子变换技术设计变频装置控制三相异步电动机实现速度连续可调，并对电机的速度进行测量，电机的速度要能跟随控制的要求可调。课题研究主要内容具体如下：
1、硬件系统设计：包括主电路设计和控制电路的设计，控制面板和单片机的I/O接口电路的设计，控制信号电路和速度检测电路的设计。
[6]徐爱钧编著．Keil C51单片机高级语言应用编程与实践[M]．北京：电子工业出版社，.本书详细介绍了版本的KeilC51编译器和Vision4的强大功能和具体使用方法，完整地介绍了最新版本C51编译器控制命令，给出了全部C51运行库函数及其应用范例,阐述了Vision4新增加的各种功能和应用方法，包括软件模拟调试和硬件目标板实时在线仿真。.
指导教师意见：
指导教师签名： 年 月 日
教研室或系审核意见：
教研室（系）主任签名： 年 月 日
备注：本开题报告须装入学生的毕业论文（设计）档案袋存档。
三、国内外发展现状
20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。最初的交流变频调速理论诞生于20世纪20年代，直到60年代，由于电力电子器件的发展，才促进了变频调速技术向实用方向发展。70年代席卷工业发达国家的石油危机，促使他们投入大量的人力、物力、财力、去研究高效率的变频器，使变频调速技术有了很大的发展并得到推广应用。
STC89C52是一种低功耗，高性能CMOS微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，拥有8K字节闪存器，256字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，3个16位定时/计数器，全双工串行通信口，一个6向量2级中断结构。所以STC89C52在单片机应用系统中可以提供灵活、高效的方案。
2、软件部分设计：包括系统程序流程图和程序清单。
3、系统调试：在硬、软件设计好的前提下，进行模拟系统安装、调试并改进，直到达到控制要求为止。
4、完成毕业设说明书的撰写。
五、论文提纲
前 言
第一章 绪 论
课题研究背景
变Hale Waihona Puke 调速系统的发展状况研究的目的和意义
课题研究的内容
第二章 变频调速的原理
2．1变频调速关键控制技术及其发展
[8]陈伯时.异步电动机的变压变频调速原理和稳态特性.变频器世界.2008/02
[9]陈伯时.同步电动机变压变频调速系统.电力电子.2008/05
[10]金来专.基于STM32微控制器的交流电机变频调速试验系统.茂名学院学报 2009/06
[11]谢卫东.基于DSP控制的三相交流电机变频调速系统.电力电子技术.2007/07
80年代，变频调速已产品化，性能也不断提高，发挥了交流调速的优越性，广泛地应用于工业各部门，并且部分取代了直流调速。进入90年代，由于新型电力电子器件如IGBT（绝缘栅双极晶体管Insolated Gate Bipolar Transistor），IGCT(集成门极换向型晶闸管Integrated Gate Commutated Thyristor)等的发展及性能的提高、计算机技术的发展，如由16位机发展到32位机以及DSP（数字信号处理器Digital signal processor）的诞生和发展等以及先进控制理论和技术的完善和发展（如磁场定向矢量控制、直接转矩控制）等原因，极大地提高了变频调速的技术性能，促进了变频调速技术的发展，使变频器在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方面大大超过了其它常规交流调速方式，其性能指标也超过了直流调速系统，达到取代直流调速系统的地步。目前，交流变频调速以其优越的性能而深受各行业的普遍欢迎，在电力、轧钢、造纸、化工、水泥、煤炭、纺织、铁路、食品、船舶、机床等传统工业的改造中和航天航空等新技术的发展应用中无不看到变频调速技术的踪影，变频调速技术取得了显著的经济效益。
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。
2．2变频调速的原理
第三章 方案选择
3．1 主控CPU的选择
3．2调速方案选择
第四章 系统硬件设计
调速系统总体方案设计
单片机最小系统设计
转差频率控制原理及调节器的设计
PWM控制信号的产生及变换器的设计
光电隔离及驱动电路设计
故障检测及保护电路设计
模拟量输入通道的设计
显示电路的设计
第五章 系统软件设计
主程序设计
部分子程序
第六章 系统测试与分析
结 论
致 谢
参考文献
附录一 程序
附录二 电路原理图
附录三 元器件清单
附录四 实物效果图
六、进度安排
序号 设计各阶段名称 日期（教学周）
1. 下发任务书，查阅收集课题相关资料，调研分析 确定开题，撰写开题报告及中英译文
3. 编写论文提纲，确定设计方案，搭建硬件平台
4. 使用相关软件，编写程序和仿真调试，撰写论文
对电动机的控制可以分为简单控制和复杂控制两大类。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可以通过继电器，可编程器件和开关元件来实现。复杂控制是指对电动机的转速，转角，转距，电压，电流等物理量进行控制。而且有时往往需要非常精确的控制。以前，对电动机的简单控制的应用较多，但是，随着现代化步伐的前进，人民对自动化的需求也越来越高。使电动机的复杂控制逐渐成为主流，其应用领域极为广泛。
5. 中期检查，根据指导教师提出意见修改
6. 确定论文初稿
7. 论文答辩，完成论文终稿打印和资料归档
如需要论文和实物
七、参考文献
[1] 王晓明.电气传动的微机控制.北京：北京航空航天大学出版社,1999
[2] 张毅刚 彭喜元.MCS—51单片机应用设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001
[3] 黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社，1997
本科毕业论文（设计）开题报告
系别
专业
班级
姓名
学号
联系方式
题目
小功率变频器设计
一、课题的意义与目的
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。
在国家“八五”科技攻关计划中，交流调速技术被列为重点科技攻关项目。在“九五”计划中，交流调速及相关技术也受到重视。但是我国电力半导体器件虽然经过较长时间的发展，总体水平仍然很低，几乎不具备新产品的独立开发能力。IGBT、GTO器件的生产虽引进了国外技术，但一直未形成规模经济效益，变频器产品所用半导体功率器件的制造也几乎是空白，这在一定程度上影响了变频调速技术的发展。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10-15年。在大功率交-交变频技术、无换向器电机等方面，国内虽然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相比，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采用普通V/F控制，仅有少量样机采用矢量控制，品种与质量还不能满足市场需要，只能靠大量进口产品满足需求。
[5]张元良等编著．单片机综合设计实用教程[M]．北京：机械工业出版社，. 本书通过不同的实际案例，从不同的侧重点介绍了单片机的结构、中断系统、定时／计数器、串口、系统扩展及实用I／O(输入／输出)接口技术等基本原理及实际应用。
二、文献综述
[1]彭伟编著．单片机C语言程序设计实训100例[M]．北京：电子工业出版社，.本书基于AVR Studio+WinAVR(GCC)组合环境和Proteus硬件仿真平台，精心安排了100个AVR单片机C程序设计案例。全书提供了所有寨例完整的C语言源程序，各案例设计了难易适中的实训目标。
[2] 张友德著.单片微型计算机原理、应用与实验[M].复旦大学出版社
[4] 天津电气传动设计研究所.电气传动自动化手册. 天津，2001
[5]李崇坚.大功率交流电机变频调速技术的研究.电力电子.2010/01
[6]马良河.交流电机变频调速性能试验系统的研究.电机与控制应.2010/01
[7]大功率交流电机变频调速技术的研究 李崇坚 中国工程科学 2009/05 12 567
[7]王春阳主编．单片机系统设计、仿真与开发技术[M]．北京：国防工业出版社，. 本书介绍了单片机最小系统的设计、单片机前道电路的设计、单片机人机交换界面电路设计、单片机后道电路的设计等内容。仿真篇介绍了基于伟福仿真器的单片机硬件仿真、基于Keil单片机软件仿真、基于PROTEUS单片机软件仿真。开发篇介绍了系统开发以及10个典型开发案例。
单片机系统主要由复位电路、报警电路、通讯电路等组成。复位电路给单片机提供复位信号，使单片机可以正常工作。时钟电路给微控制器的所有功能部件提供时钟控制信号，单片机的时钟频率直接影响单片机的速度。通信芯片MAX232是单片机常用的通讯芯片，可以将计算机串口的232电平转换成单片机可以识别的TTL电平。
[3]曹巧媛.单片机原理及应用[M].北京：北京:电子工业出版社，1997
四、设计思路和内容
以单片机为控制器，利用电力电子变换技术设计变频装置控制三相异步电动机实现速度连续可调，并对电机的速度进行测量，电机的速度要能跟随控制的要求可调。课题研究主要内容具体如下：
1、硬件系统设计：包括主电路设计和控制电路的设计，控制面板和单片机的I/O接口电路的设计，控制信号电路和速度检测电路的设计。
[6]徐爱钧编著．Keil C51单片机高级语言应用编程与实践[M]．北京：电子工业出版社，.本书详细介绍了版本的KeilC51编译器和Vision4的强大功能和具体使用方法，完整地介绍了最新版本C51编译器控制命令，给出了全部C51运行库函数及其应用范例,阐述了Vision4新增加的各种功能和应用方法，包括软件模拟调试和硬件目标板实时在线仿真。.
指导教师意见：
指导教师签名： 年 月 日
教研室或系审核意见：
教研室（系）主任签名： 年 月 日
备注：本开题报告须装入学生的毕业论文（设计）档案袋存档。
三、国内外发展现状
20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。最初的交流变频调速理论诞生于20世纪20年代，直到60年代，由于电力电子器件的发展，才促进了变频调速技术向实用方向发展。70年代席卷工业发达国家的石油危机，促使他们投入大量的人力、物力、财力、去研究高效率的变频器，使变频调速技术有了很大的发展并得到推广应用。
STC89C52是一种低功耗，高性能CMOS微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，拥有8K字节闪存器，256字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，3个16位定时/计数器，全双工串行通信口，一个6向量2级中断结构。所以STC89C52在单片机应用系统中可以提供灵活、高效的方案。
2、软件部分设计：包括系统程序流程图和程序清单。
3、系统调试：在硬、软件设计好的前提下，进行模拟系统安装、调试并改进，直到达到控制要求为止。
4、完成毕业设说明书的撰写。
五、论文提纲
前 言
第一章 绪 论
课题研究背景
变Hale Waihona Puke 调速系统的发展状况研究的目的和意义
课题研究的内容
第二章 变频调速的原理
2．1变频调速关键控制技术及其发展
[8]陈伯时.异步电动机的变压变频调速原理和稳态特性.变频器世界.2008/02
[9]陈伯时.同步电动机变压变频调速系统.电力电子.2008/05
[10]金来专.基于STM32微控制器的交流电机变频调速试验系统.茂名学院学报 2009/06
[11]谢卫东.基于DSP控制的三相交流电机变频调速系统.电力电子技术.2007/07
80年代，变频调速已产品化，性能也不断提高，发挥了交流调速的优越性，广泛地应用于工业各部门，并且部分取代了直流调速。进入90年代，由于新型电力电子器件如IGBT（绝缘栅双极晶体管Insolated Gate Bipolar Transistor），IGCT(集成门极换向型晶闸管Integrated Gate Commutated Thyristor)等的发展及性能的提高、计算机技术的发展，如由16位机发展到32位机以及DSP（数字信号处理器Digital signal processor）的诞生和发展等以及先进控制理论和技术的完善和发展（如磁场定向矢量控制、直接转矩控制）等原因，极大地提高了变频调速的技术性能，促进了变频调速技术的发展，使变频器在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方面大大超过了其它常规交流调速方式，其性能指标也超过了直流调速系统，达到取代直流调速系统的地步。目前，交流变频调速以其优越的性能而深受各行业的普遍欢迎，在电力、轧钢、造纸、化工、水泥、煤炭、纺织、铁路、食品、船舶、机床等传统工业的改造中和航天航空等新技术的发展应用中无不看到变频调速技术的踪影，变频调速技术取得了显著的经济效益。
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。
2．2变频调速的原理
第三章 方案选择
3．1 主控CPU的选择
3．2调速方案选择
第四章 系统硬件设计
调速系统总体方案设计
单片机最小系统设计
转差频率控制原理及调节器的设计
PWM控制信号的产生及变换器的设计
光电隔离及驱动电路设计
故障检测及保护电路设计
模拟量输入通道的设计
显示电路的设计
第五章 系统软件设计
主程序设计
部分子程序
第六章 系统测试与分析
结 论
致 谢
参考文献
附录一 程序
附录二 电路原理图
附录三 元器件清单
附录四 实物效果图
六、进度安排
序号 设计各阶段名称 日期（教学周）
1. 下发任务书，查阅收集课题相关资料，调研分析 确定开题，撰写开题报告及中英译文
3. 编写论文提纲，确定设计方案，搭建硬件平台
4. 使用相关软件，编写程序和仿真调试，撰写论文
对电动机的控制可以分为简单控制和复杂控制两大类。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可以通过继电器，可编程器件和开关元件来实现。复杂控制是指对电动机的转速，转角，转距，电压，电流等物理量进行控制。而且有时往往需要非常精确的控制。以前，对电动机的简单控制的应用较多，但是，随着现代化步伐的前进，人民对自动化的需求也越来越高。使电动机的复杂控制逐渐成为主流，其应用领域极为广泛。
5. 中期检查，根据指导教师提出意见修改
6. 确定论文初稿
7. 论文答辩，完成论文终稿打印和资料归档
如需要论文和实物
七、参考文献
[1] 王晓明.电气传动的微机控制.北京：北京航空航天大学出版社,1999
[2] 张毅刚 彭喜元.MCS—51单片机应用设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001
[3] 黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社，1997
本科毕业论文（设计）开题报告
系别
专业
班级
姓名
学号
联系方式
题目
小功率变频器设计
一、课题的意义与目的
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。
在国家“八五”科技攻关计划中，交流调速技术被列为重点科技攻关项目。在“九五”计划中，交流调速及相关技术也受到重视。但是我国电力半导体器件虽然经过较长时间的发展，总体水平仍然很低，几乎不具备新产品的独立开发能力。IGBT、GTO器件的生产虽引进了国外技术，但一直未形成规模经济效益，变频器产品所用半导体功率器件的制造也几乎是空白，这在一定程度上影响了变频调速技术的发展。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10-15年。在大功率交-交变频技术、无换向器电机等方面，国内虽然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相比，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采用普通V/F控制，仅有少量样机采用矢量控制，品种与质量还不能满足市场需要，只能靠大量进口产品满足需求。
