电机交流调速控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，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。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。深入了解交流传动与控制技术的走向，具有十分积极的意义。

另一方面，三次中东战争后，西方一度发生石油危机，廉价能源丧失，使人们认识到节能的重要性，许多传统的工艺过程必须从节能的角度加以重新评价。其直接影响是要求一大批原来恒速运行的机械改成调速运行，特别是用量很大，通常占总用电量一半左右的风机、泵类负载，采用调速方式来调节输出流量，与传统的恒速运行节流阀调节流量的方式相比，可节电30%左右;这一事实，促使人们从生产系统总效率的角度来重新评价交流调速系统的经济技术指标，变频调速系统由于具有显著的节电效果;低廉的运行费用，常可抵消装置价格偏高的不利因素，受到用户的欢迎。

本次研究采用交流变频技术来实现交流电机的无级调速，它是一种最有发展前途的一种调速方式，其调速花样繁多。从60年代提出的迈克默雷电压型变频器开始，发展到电流型脉宽调治(pwm)型以及循环变流器，现在又向着高性能、高精密、响应快、大容量化、微型化以及理想化的方面发展，并不断出现新的控制结构及控制方式。这种技术具有调速范围宽,稳速精度高,动态响应快,运行可靠等技术性能的优势；应用变频调速．可以大大提高电机转速的控制精度，使电机在最节能的转速下运行。以风机水泵为例，根据流体力学原理，轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。因此，精确调速的节电效果非常可观。与此类似，许多变动负载电机一般按最大需求来生产电动机的容量，故设计裕量偏大。而在实际运行中，轻载运行的时间所占比例却非常高。如采用变频调速，可大大提高轻载运行时的工作效率。因此，变动负载的节能潜力巨大。采用单片机控制可以有效的降低成本，并且拥有高度的灵活性，对于目前国内占有率极大的中、小型电动机，这种控制方法无疑是最好的选择之一。

2. 研究内容和预期目标

2.1 研究内容

本次研究的方向是以单片机控制交流调速控制系统，是基于改变转差频率进行控制，通过改变程序达到控制转速的目的。本论文首先论述了变频调速的基础技术，简述了它在我国的发展和应用以及今后在这方面应做的工作;其次对系统的主电路、控制电路、电气控制电路以及实现控制的软、硬件进行了系统地分析，并对调速系统的实施方案进行了模拟测试。

2.2 预期目标

3. 研究的方法与步骤

3.1 研究方法

设计一种由8098单片机为主控制器的，具有高度灵活性和可靠性的低价格交流电动机变频调速系统。以8098单片机作主控制器，并且采用了功率晶体管作输出，具有完善的电流、电压、转速的检测和显示，以及过压，过流保护，另又增加了串行通讯口，采用两线制rs一485通讯结构，可靠通讯距离为1．2km，并且可加中继来延长距离。该系统可方便的组网控制或组成分布式集散控制系统，也可单独作为直接控制器来使用。

3.2 研究步骤

4. 参考文献

[1]张毅刚.单片机原理和应用[m].北京：高等教育出版社,2007.

[2]周长勇.变频调速的应用与可靠性的研究[d].山东大学，2012.

[3]孙立志.pwm与数字电动机控制技术应用[m].北京：中国电力出版社,2008.

5. 计划与进度安排

（1）2022-12-10—2022-03-14 确认选题，查阅资料，撰写开题报告；