开题报告董宇博.doc

浙江农林大学天目学院本科生毕业设计（论文）本 科 生 毕 业 设 计（论文）开题报告（含文献综述）（ 2012 届）题 目：基于单片机的笼型电动 机正反转控制原理及设计 学生姓名 董宇博 学号 200808330422 专业班级 电子信息081班 系名称 工程技术系 指导教师 郑红平 2011年12月15日1课题研究目的及意义由于交流三相鼠笼式异步电动机简单、廉价、易维护的优点，已广泛应用于各行各业。近些年，由于国民经济的飞速发展，用电量的快速增长，对电网的稳定性提出了越来越高的要求。保守估计，交流三相鼠笼式异步电动机的用电量占整个电网的一半以上，由此对异步电动机的控制特别是起动的控制提出了相应的要求。鼠笼式三相异步电动机是应用最为广泛的用电设备，传统的电机起动方式其局限性,如不能有效减少起动时对电网的大电流冲击,已越来越不能适应现代生产发展的要求。鼠笼式异步电动机的控制电路有启动控制，正反转控制，能耗制动控制以及调速控制等，本次毕业设计主要实现电机的正反转控制。在生产实际中，许多生产机械要求电动机能正反转，从而实现可逆运行。如机床主轴的正向和反向运动，工作台的前后运动，起重机吊钩的上升和下降等。电子软件控制电机采用电力电子技术、自动化控制技术和微处理器技术而研制生产的新型控制设备，与传统设备相比，性能更可靠，使起动更平滑，对电网冲击更小，此外还具有限流调节、软停车、节能、智能通讯、智能保护等传统起动方式所没有的功能。2当前电气控制技术的现状 电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象，以实现生产过程自动化的控制技术。电气控制系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用，是实现工业生产自动化的重要技术手段。 随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从笨重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统。现代电气控制技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。 继电器接触器控制系统至今仍是许多生产机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习更先进电气控制系统的基础。它主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，由于其控制方式是断续的，故称为断续控制系统。它具有控制简单、方便实用、价格低廉、易于维护、抗干扰能力强等优点。但由于其接线方式固定，灵活性差，难以适应复杂和程序可变的控制对象的需要，且工作频率低，触点易损坏，可靠性差。 以软件手段实现各种控制功能、以微处理器为核心的可编程控制器单片机，是20世纪60年代诞生并开始发展起来的一种新型工业控制装置。它具有通用性强、可靠性高、能适应恶劣的工业环境，指令系统简单、编程简便易学、易于掌握，体积小、维修工作少、现场连接安装方便等一系列优点，正逐步取代传统的继电器控制系统，广泛应用于冶金、采矿、建材、机械制造、石油、化工、汽车、电力、造纸、纺织、装卸、环保等各个行业的控制中。在自动化领域，可编程控制器与CAD/CAM、工业机器人并称为加工业自动化的三大支柱，其应用日益广泛。可编程控制器技术是以硬接线的继电器接触器控制为基础，逐步发展为既有逻辑控制、计时、计数，又有运算、数据处理、模拟量调节、联网通信等功能的控制装置。它可通过数字量或者模拟量的输入、输出满足各种类型机械控制的需要。可编程控制器及有关外部设备，均按既易于与工业控制系统联成一个整体，又易于扩充其功能的原则设计。可编程控制器已成为生产机械设备中开关量控制的主要电气控制装置。3 课题内容及设计方案基于单片机正反转控制是利用电力电子技术与自动控制技术，将强电和弱电结合起来的控制技术，其主要结构是采用两个接触器，即正转用接触器和反转用接触器，将这两路接触器接入单片的端口，利用电机控制原理，三相异步电动机的三相电源进线中任意两相对调，电机即可反向运转。在实际运用中，通过单片机编程，实现两个接触器改变定子绕组相序来实现正反转。 本文设计以AT89C51单片机为核心的异步电动机智能控制器，该装置可根据电动机负载的特性来调整起动过程中的各种参数，在接触器和单片机中加入继电器以及光耦，以保证电机的正常运转，起到保护作用。下图为一路接触器的工作流程，实际电路中，有两路接触器工作电路，一路直接按顺序接上电机的三相导线，另一路为任意两路对调后的接法。 4 预期结果及创新点 在控制方面加入红外遥控模块，让控制实现远程，并且更方便；显示方面加入液晶显示速度，让工作的过程更加明了。5 进度安排1 检索收集与鼠笼式异步电机软起动器软件设计相关的文献资料，并研读有关材料，认识设计的初步意义和研究方法手段，写出开题报告 2011.11.15-2011.12.30.2 设计出电路图，选择器件型号，设计原理图 2011.12.24-2012.1.30.3 对各模块电路进行分析、计算，编写单片机控制程序 2012.2.1-2012.2.254 设计整个系统，画出原理图，调试程序、进行软件仿真 2012.3.1-2012.3.205 整理图纸、软件及技术说明，撰写论文 2012.3.21-2012.4.106 修改论文，并准备毕业设计答辩 2012.4.11-2012.4.206 参考文献1 何立民单片机应用文集M. 北京:北京航空航天大学出版社,20012 刘建业,安曙明,付占稳. 异步电动机起动及节能智能控制技术综述J.电工技术杂志, 2004(3):7-10.3 徐甫荣.交流异步电动机起动调速节能保护控制综述J. 电工技术杂志, 2003(4):1-5.4 赵相宾,郭保良.交流电动机电力电子软起动装置的技术要求及试验方法J.电气传5 戴茵茵，方瑞明.单片机控制的异步电动机软起动器研制C.华侨大学学报,2007,28(2):120-1236 刘来滨，张廷元，周封. 用自适应陷波器检测异步电动机转子断条的仿真.工艺与测试，2006年，第4期电机技术7 杜庆楠.自动控制原理.中国电力出版社.北京，20098 余发山.自动控制系统.中国矿业大学出版社.徐州，20059 董爱华.检测与转换技术.中国电力出版社.北京，200710 Kugland P,Krieger E,Santiago E. Cleaner Diesels Full Flow Soot Filter Regeneration System .