众文网1.毕业论文:基于单片机的交流异步电动机变频调速系统设计
小型普通交流异步电动机变频调速性能研究摘要：变频器和普通交流异步电机组成的调速系统被广泛使用，但人们还只是根据经验确定电机的最佳变频调速范围。
本文通过测试普通交流异步电机在频率改变时的输出转矩转速和效率曲线，定量的研究了在频率改变时其性能的变化，在此基础上提出了交流异步电机变频调速的最佳频率范围。关键词：变频调速 普通交流异步电机 最佳调速范围Abstract:The system that ismade from common alternate inverter is extensively used. Butpeo-ple still certain the scope ofsuperior frequency thatcommon alternate experience. Author testedthe curves of rotation number, torque and efficiencywhen common alternate electrical at different frequen-cies. On the base, we bring forward the scope of superior frequency that common alternate electrical asynchronousmotor.Key words:adjusting the speed by changing frequency; common alternate electrical asynchronousmotor; optmi um scope that com-mon alternate electrical 变频调速是一种典型的交流电动机调速方法，交流电动机采用变频调速技术不仅能够实现无级调速，而且可以根据负载的不同，通过适当调节电压和频率的关系，使电机始终在高效率区运行，并且保证良好的动态性能，因而被广泛使用[1]。
目前，世界上有60%左右的发电量是通过电动机消耗的。据统计，我国各类电动机的装机容量已超过4亿kW，其中异步电动机约占90%，拖动风机、水泵及压缩机类机械的电动机约1.3亿kW。
在目前4亿kW的电动机负载中，约有50%的负载是变动的，其中的30%可以使用电动机调速[2, 3]。虽然，有专门为变频调速系统而设计的变频调速电机，但是由于变频调速电机价格较贵，所以在大多数有调速要求的系统中都是变频器和普通交流异步电机组成的调速系统[4]。
但是，在实际生产中，还只是凭借经验确定交流异步电机运行的频率范围，而对普通交流异步电机在频率改变时，电机的各项性能指标的大小和变化情况还没有定量研究。在本文中，我们以Y100L1-4普通三相交流异步电机和松下VF-8X变频器组成的变频调速系统为测试对象，测试普通交流异步电机在频率改变时的各项性能指标，以这些实验数据为依据，进而分析确定普通交流异步电机变频调速的最佳调速范围。
在测试中所有的实验均按照国标中三相异步电机型式实验的相关规定进行。1 频率改变时电机的实际性能测试在测试中，电机采用恒压频比控制方式，为了实际测得电机在不同频率下运行时，电机的输出转矩、转速和效率的变化，需要进行电机在不同频率下的负载实验。
为了保护电机，首先根据电机参数，计算出电机在各个频率和转矩提升电压下的转矩转速理论曲线，进而根据其做电机负载实验。最后，利用MATERLAB对测得的离散数据进行处理，将其用光滑曲线连接，并与理论的曲线进行比较分析。
1. 1频率变化时转矩转速理论和实际测得曲线的比较根据电机的T形等效电路图，可以得出电机的转矩转速方程为： 下的转矩转速（转差率）曲线。从图可知，电机在不同频率下的转矩转速理论曲线是一组相互平行的曲线，电机的最大转矩随频率的降低而降低。
实际测得的转矩转速曲线和理论转矩转速存在有落差，这主要是由电机的各种损耗引起的，并且，随着电机负载的增加，电机实际转速相对于理论转速的落差越大，当达到或接近电机最大转矩时，转速会急剧降落[5]。另外，实际转矩转速曲线之间并不平行，而是随着频率降低曲线变得越陡，也就是说电机的机械特性变得越来越软。
可以看出在频率为10Hz时，电机转矩转速实际曲线和理论曲线相差较大，电机的机械特性变得很软，过载能力变得很低。虽然，当电压提升时，电机在低频时的性能会得到一定的改善，例如，实际测试中，在f=20 Hz时，提升电压从0增加到30 V时，电机实际测得的最大转矩从19.5(N·m)增加到了28·5(N.m)。
但是，在f=10 Hz时，其过载能力改善并不理想，理论最大转矩能达到31. 2 (N·m)，但是实际测试只有18(N·m)，而且，由于机械特性太软，导致转速太低，散热能力变差，同时由于转矩提升电压过高，将引起电机铁心的过分饱和，励磁电流急剧增加，导致绕组过分发热，从而损坏电机，实际能够长期稳定拖动的最大负载只能达到10(N·m)左右。1. 2频率变化时实际测得的效率变化曲线电机的效率是电机性能的重要参数之一，电机的效率可由下式计算得出：η=1-Pcu1+Pfe+Pcu2+PΩ+PΔP1Pcu1=3I21R1 Pfe=3I2mRm Pcu2=3I′22R′2式中：η—效率，Pcu1—定子铜耗，Pfe—电机铁耗，Pcu2—转子铜耗，PΩ—机械损耗，PΔ—杂散损耗，Rm—励磁电阻，I1—定子电流，Im—励磁电流，I′2—转子归算电流。
实验中可测出定转子的电流值，根据温升可修正电机的定转子电阻值，进而计算出电机定转子铜耗和电机铁耗，另外，电机机械损耗和杂散损耗取其推荐值，从而计算出电机的理论效率。而电机实际效率则是由测得的电机输出功率直接除以。
2.毕业论文 变频器对电动机的调速控制
毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。
按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学的运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。
按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。
按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。
3.提升机变频调速系统 毕业论文
摘 要 本文将介绍基于单片机控制的提升机变频调速系统的设计，通过单片机控制变频器，由变频器去控制电机的转动，实现对矿井提升机的正反转速度控制，并实时显示提升物的速度及位置。
随着变频调速技术的发展，变频器调速已成为交流调速的主流，在化纤、纺织、钢铁、机械、造纸等行业得到广泛的应用。变频器控制面板上配有键盘及液晶显示窗口，但只能实现手工操作，为了进行自动化控制，因此引进单片机技术，实现单片机与变频器之间的数据通信，提高变频器的控制能力和控制范围。
利用单片机组成的变频调速控制器，可以实现从低频（1~2Hz）起动到50Hz，可以消除以往工作频率50Hz直接起动对电机的冲击，延长电机的使用寿命，同时由于变频器的输出电压可以自适应调节，使负载电机可以工作在额定电压以下，不仅节能且可延长电机的使用寿命。 关键词：矿井提升机； 8051单片机； 变频器； 异步电动机 目 录 1 绪论………………………………………………………………………………..1 1.1 国内外研究现状……………………………………………………………….1 1.2 研究的目的与意义…………………………………………………………….2 1.3 本人所做的工作…………………………………………………………… …2 2 相关的基本理论…………………………………………………………………..3 2.1 提升机…………………………………………………………………………..3 2.1.1 提升机概述………………………………………………………………….3 2.1.2 提升机的速度图…………………………………………………………….3 2.2 变频调速的基本原理…………………………………………………………..4 2.3 变频器的基本构成……………………………………………………………..6 3 硬件设计………………………………………………………………………… 9 3.1 单片机控制系统………………………………………………………………9 3.1.1 单片机控制系统框图……………………………………………………。
9 3.1.2 时钟电路…………………………………………………………………。10 3.1.3 复位电路…………………………………………………………………。
10 3.1.4 键盘电路…………………………………………………………………。10 3.1.5 显示电路…………………………………………………………………。
10 3.1.6 接近开关的连接…………………………………………………………。11 3.2 变频器电路……………………………………………………………………11 3.2.1 变频器主电路连接………………………………………………………。
12 3.2.2 变频器外部控制端子的连接……………………………………………。12 3.3 变频器功能参数设定…………………………………………………………14 3.4 电源电路………………………………………………………………………14 3.5 元件选型及相关参数计算……………………………………………………14 3.5.1 矿井提升机选型…………………………………………………………。
14 3.5.2 变频器容量的选择………………………………………………………。14 3.5.3 有关提升速度图计算……………………………………………………。
15 4 软件设计…………………………………………………………………………17 4.1 主程序流程图……………………………………………………………….17 4.2 键盘设计流程图及子程序………………………………………………….18 4.3 显示设计流程图及子程序………………………………………………….19 4.4 提升物速度、位置计算流程图及子程序………………………………….21 5 系统的运行……………………………………………………………………..24 5.1 工作过程叙述…………………………………………………………………24 5.2 系统的保护……………………………………………………………………25 参考文献…………………………………………………………………………..27 结束语……………………………………………………………………………..28 致谢……………………………………………………………………………… 29 附录……………………………………………………………………………… 30。
4.求转差频率控制的变频调速系统设计毕业论文
摘 要 现在流行的异步电动机的调速方法可分为两种：变频调速和变压调速，其中异步电动机的变频调速应用较多，它的调速方法可分为两种：变频变压调速和矢量控制法，前者的控制方法相对简单，有二十多年的发展经验。
因此应用的比较多，目前市场上出售的变频器多数都是采用这种控制方法。 关键词： 交流调速系统， 异步电动机， PWM技术。
.. 目录 摘 要 1 前言 3 1.1 设计的目的和意义 3 1.2变频器调速运行的节能原理 3 第二章 变频器 4 2.1变频器选型： 4 2.2变频器控制原理图设计： 4 2.3变频器控制柜设计 6 2.4变频器接线规范 7 2.5变频器的运行和相关参数的设置 8 2.6 常见故障分析 8 第三章 交流调速系统概述 10 3.1 交流调速系统的特点 10 第四章变频电动机的特点 14 4.1电磁设计 14 4.2结构设计 14 第五章 变频电机主要特点和变频电机的构造原理 15 5.1 变频专用电动机具有如下特点： 15 5.2变频电机的构造原理 15 第六章 交流异步电动机 16 6.1交流异步电动机变频调速基本原理 16 6.2 变频变压（VVVF）调速时电动机的机械特性 18 6.3变压变频运行时机械特性分折 19 第七章 PWM技术原理 24 7.1 正弦波脉宽调制（SPWM） 25 7.2单极性SPWM法 。
26 结论 31 致 谢 32 参 考 文 献 33 前言 1.1 设计的目的和意义 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. 1.2变频器调速运行的节能原理 实现变频调速的装置称为变频器。
变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器（MCU/DSP）等部分组成。首先将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后，形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上，利用逆变器功率元件的通断控制，使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。
在这里，通过改变矩形脉冲的宽度控制其电压幅值；通过改变调制周期控制其输出频率，从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的控制，而满足变频调速对U/f协调控制的要求。PWM的优点是能消除或抑制低次谐波，使负载电机在近正弦波的交变电压下运行，转矩脉冲小，调速范围宽。
采用PWM控制方式的电机转速受到上限转速的限制。如对压缩机来讲，一般不超过7000r/rain。
而采用PAM控制方式的压缩机转速可提高1.5倍左右，这样大大提高了快速增速和减速能力。同时，由于PAM在调整电压时具有对电流波形的整形作用，因而可以获得比PWM更高的效率。
此外，在抗干扰方面也有着PWM无法比拟的优越性，可抑制高次谐波的生成，减小对电网的污染。采用该控制方式的变频调速技术后，电机定子电流下降64% ，电源频率降低30% ，出胶压力降低57% 。
由电机理论可知，异步电机的转速可表示为：n=60•f 8(1—8)/p 第二章 变频器 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
2.1变频器选型： 变频器选型时要确定以下几点： 1） 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。 2） 变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。
3） 变频器与负载的匹配问题； I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 II. 电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。
对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。 III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。
4） 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。
5） 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。 6） 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。
2.2变频器控制原理图设计： 1） 首先。
5.电动机论文
在费拉里斯和特斯拉发明多相交流系统后，19世纪80年代中期，多沃罗沃尔斯基发明了三相异步电机，异步电机无需电刷和换向器，但长期高速运行，轴承维护保养仍是难题。
二次世界大战后，直流磁轴承技术的发展，使得电机和传动系统无接触运行成为可能，但这种传动系统造价很高，因为铁磁性物体不可能在一个恒定磁场中稳定悬浮。 主动磁轴承的发明，解决了这个难题，但用主动磁轴承支承刚性转子要在5个自由度上施加控制力，磁轴承体积大、结构复杂和造价高。
20世纪后半期，为了满足核能开发和利用，需要用超高速离心分离方法生产浓缩铀，磁轴承能满足高速电机支撑要求，于是在欧洲开始了研究各种磁轴承计划。 1975年，赫尔曼申请了无轴承电机专利，专利中提出了电机绕组极对数和磁轴承绕组极对数的关系为±1。
用赫尔曼提出的方案，在那个年代是不可能制造出无轴承电机的。 随着磁性材料磁性能进一步提高，为永磁同步电机奠定了有力竞争地位。
同时，随着双极晶体管的应用，以及和柏林格尔提出的无损开关电路结合，能够制造出满足无轴承电机要求的新一代高性能功率放大器。 大约在1985年，具有快速和负载能力的功率开关器件和数字信号处理器的出现，使得已经提出20多年的交流电机矢量控制技术才得以实际应用，这样解决了无轴承电机数字控制的难题。
瑞士苏黎世联邦工学院的比克尔在这些科技进步的基础上，于20世纪80年代后期才首次制造出无轴承电机。 几乎与比克尔同时，1990年日本A。
Chiba首次实现磁阻电机的无轴承技术。 1993年，苏黎世联邦工学院的R。
Schoeb首次实现交流电机的无轴承技术。 无轴承电机取得实际应用，关键性突破是1998年苏黎世联邦工学院的巴莱塔研制出无轴承永磁同步薄片电机，电机结构简单，大大降低了控制系统费用，在很多领域具有很大应用价值。
2000年，苏黎世联邦工学院的S。Sliber研制出无轴承单相电机，再一次在无轴承电机研究历史上前进了一步，降低了控制系统的费用，使得无轴承电机实际应用不仅仅是可想的，而且是经济的。
无轴承电机像机械轴承支承的电机一样简单，电气控制系统并不复杂，在很多领域采用无轴承电机也很经济。 我们认为在不久的将来，这种技术在中国将取得广泛的应用。
无轴承电机特点及应用 无轴承电机是根据磁轴承与电机产生电磁力原理的相似性，把磁轴承中产生径向力的绕组安装在电机定子上，通过解耦控制实现对电机转矩和径向悬浮力的独立控制。无轴承电机具有磁悬浮磁轴承所有优点，需要免维修、长寿命运行，无菌、无污染以及有毒有害液体或气体的传输是无轴承电机典型应用场合。
目前得到了如下应用。 1。
半导体工业 在蚀刻、制板、清洗或抛光等加工过程中需用腐蚀性化学液体，产品质量很大程度上取决于化学液体质量，液体输送泵是关键的一个环节。像酸液、有机溶剂等腐蚀的化学液体，泵必须无污染可靠传输，并且泵要具有抗腐蚀和耐一定温度的要求。
传统气动和薄片泵寿命短，大多数耐温最高只有100℃左右，运动阀和薄片仍然会产生少量的微粒，液体传输也存在着不均匀的脉动，影响了工艺处理质量。采用无轴承电机密封泵能解决传统传输中存在的缺陷，大大满足精密半导体器件生产工艺要求。
目前，功率为300W的无轴承电机密封泵已经在半导体工业得到应用。 2。
化工领域放射性环境或高温辐射环境等恶劣条件下，用无轴承电机密封泵进行废料处理，能解决机械轴承磨损和维修的难题。在化学工业，对有效密封传输和生产系统的需求进一步提高，传统的转轴密封的密封泵，机械轴承需要润滑，据报道80%的故障是由于密封失效引起的，20%是轴承、连接及其它故障。
为了安全生产，免遭环境污染，使用无轴承电机密封泵是最佳选择。目前，苏黎世联邦工学院和Sulzer泵公司合作完成了功率为30kW的无轴承密封泵样机的研制和测试工作，进入了试运行阶段。
3。生命科学领域 心脏是生命的永动机，一旦发生故障难以修复。
利用人工心脏部分或全部替代心脏功能成为心脏病患者生命延续的福音。利用机械轴承的血泵会产生摩擦和发热，使血细胞破损，引起溶血、凝血和血栓，甚至危及病人生命。
苏黎世联邦工学院和Levitronix公司研制成功的无轴承永磁电机驱动的血泵和可以移植到人体内的心脏左心室辅助装置已经在临床中应用。 研究和应用前景 我国开展磁悬浮列车和磁轴承研究多年，自20世纪90年代后期，江苏大学、沈阳工业大学和南京航空航天大学等先后得到了国家自然科学基金资助，开展了无轴承电机研究工作，在理论和实验方面取得了一些成绩。
江苏大学电气信息工程学院朱？秋与瑞士苏黎世联邦工学院J。 Hugel教授等共同开展了功率为4kW的无轴承永磁同步电机研究和应用工作，攻克了传感器检测、功率损耗等关键技术难题，成功研制出世界上第一台功率为4kW的无轴承永磁薄片电机，预计2004年将在化工工业、半导体工业等得到应用。
在美国、日本等国家，无轴承电机在生命科学、制药行业、化工行业、半导体工业、食品工业等领域得到了应用。 随着我国经济进一步发展，在很多特殊的电气传动领域。
6.求助：关于异步电机的毕业论文
异步电动机的电气装置保护
【论文摘要】 介绍了异步电动机的保护与控制关系，从电动机损坏的主要原因入手，介绍了电动机保护的两大装置类型（电流检测、温度检测） 以及如何使电动机和电气保护装置的协调配合以达到电气装置和机械设备可靠正常运转。
关键字：异步电动机 电气装置 保护
异步电动机的保护是个复杂的问题。在实际使用中，应按照电动机的容量、型式、控制方式和配电设备等不同来选择相适应的保护装置及起动设备。
电动机的保护与控制关系
电动机的保护往往与其控制方式有一定关系，即保护中有控制，控制中有保护。如电动机直接起动时，往往产生4—7倍额定电流的起动电流。若由接触器或断路器来控制，则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断考核，即使是可频繁操作的接触器也会引起触头磨损加剧，以致损坏电器；对塑料外壳式断路器，即使是不频繁操作，也很难达到要求。因此，使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用，此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核，而其他电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核，至于保护功能，由配套的保护装置来完成。
此外，对电动机的控制还可以采用无触点方式，即采用软起动控制系统。电动机主回路由晶闸管来接通和分断。有的为了避免在这些元件上的持续损耗，正常运行中采用真空接触器承载主回路（并联在晶闸管上）负载。这种控制有程控或非程控；近控或远控；慢速起动或快速起动等多种方式。另外，依赖电子线路，很容易做到如电子式继电器那样的各种保护功能。
电动机保护装置
电动机的损坏主要是绕组过热或绝缘性能降低引起的，而绕组的过热往往是流经绕组的电流过大引起的。对电动机的保护主要有电流、温度检测两大类型。下面结合产品作些介绍。
1.电流检测型保护装置
(1)热继电器利用负载电流流过经校准的电阻元件，使双金属热元件加热后产生弯曲，从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作。其动作特性与电动机绕组的允许过载特性接近。热继电器虽则动作时间准确性一般，但对电动机可以实现有效的过载保护。随着结构设计的不断完善和改进，除有温度补偿外，它还具有断相保护及负载不平衡保护功能等。例如从ABB公司引进的T系列双金属片式热过载继电器；从西门子引进的3UA5、3UA6系列双金属片式热过载继电器；JR20型、JR36型热过载继电器，其中Jn36型为二次开发产品，可取代淘汰产品JRl6型。
(2)带有热—磁脱扣的电动机保护用断路器热式作过载保护用，结构及动作原理同热继电器，其双金属热元件弯曲后有的直接顶脱扣装置，有的使触点接通，最后导致断路器断开。电磁铁的整定值较高，仅在短路时动作。其结构简单、体积小、价格低、动作特性符合现行标准、保护可靠，故日前仍被大量采用.特别是小容量断路器尤为显著。例如从ABB公司引进的M611型电动机保护用断路器，国产DWl5低压万能断路器（200—630A）、S系列塑壳断路器（100、200、400入）。
(3)电子式过电流继电器通过内部各相电流互感器检测故障电流信号，经电子电路处理后执行相应的动作。电子电路变化灵活，动作功能多样，能广泛满足各种类型的电动机的保护。其特点是看/41/746.htm。