1、本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成， 同时对软、硬件进行了调试。该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点， 通过调试实现了上述功能。关键词：交流调速系统变频技术异步电动机PLC控制技术AbstractIn rece nt years, with the developme nt of power electr onic tech no logy, computer tech no logy, automatic con trol tech no logy is develop ing rapidly, AC drive and con trol tech no
2、 logy has become the most rapidly develop ing tech no logy, electric drive tech no logy is facing a historical revolution, namely the AC speed regulation to replace DC speed con trol and computer digital con trol tech no logy to replace the an alog con trol tech no logy has become the trend of devel
3、opment. Motor AC variable frequency speed control tech no logy is now the electricity sav in g, improve the process to improve product quality and impro ving the en vir onment, promoti ng tech no logical progress and a main means. With its high freque ncy conv ersi on speed and brak ing performa nee
4、, high efficie ncy, high power factor and en ergy sav ing effect, wide applicable range and many other adva ntages by domestic grandpa think the most promising control mode. While the PLC control tech no logy makes the speed con trol speed, stability, accuracy, there is not a small improvement. Ther
5、efore, the application of PLC control AC drive has a more broad prospects for developme nt. This article in troduced the stepper motor and the prin ciple of single-chip computer, the hardware circuit of the system, the program components, while the soft, hardware debugging. The design has the advant
6、ages of clear thinking, high reliability, strong stability and other characteristics, the functions are achieved through debugg ing.Key words： AC variable speed con trol system freque ncy con versi on tech no logy asynchronous motor PLC con trol tech no logy摘要 I绪论 11 系统的工作原理 21.1三相异步电机 21.1.1三相异步电机的
7、结构 21.1.2三相异步电机的工作原理 31.2变频器 31.3控制系统 41.3.1PLC的工作原理 41.3.2PLC的应用2系统控制方案选取 72.1电机的选择 72.2变频器的选择 72.3PLC的选择 82.3控制方式的选择 93变频调速系统的设计 103.1软件设计 错误！未定义书签3.1.1S7-200PLC 错误！3.1.2MicroMaster420变频器 错误！3.1.3外部电路设计 错误！3.1.4变频开环调速 错误！3.1.5数字量方式多段速控制 错误！3.2软件设计 错误！3.2.1编程软件 .错误！3.2.2系统程序设计 错误！4.1PLC抗干扰措施 264.2软
8、件抗干扰措施 26结论 27致谢 28参考文献 29绪论（1）课题背景从1876年第一台直流电动机问世到1888年交流电动机的发明及广泛应用，再 到电机随处可见当今世界，电机的发展早已经成为衡量一个国家现代化水平标准之 一，纵观电机的发展，其应用范围的不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断 增多，理论要求不断深入。特别是近 30年来，伴随着电力电子技术和计算机技术的 进步，尤其是超导技术的重大突破和新原理，新结构，新材料，新工艺，新方法的 不断推动，电机发展更是呈现出勃勃生机，其前景是不可限量的 12。近年来随着电力电子技术，计算机技术，自动控制技术的发展，电机的控制技 术得到了迅速的发展，
9、人们在追求控制电机更快，更准，更稳的同时，也意识到节 能，环保，经济的重要性。变频技术是近年来国际家电领域全面开发和应用的一项高新技术，它采用新型 变频器，将50Hz的固定供电频率转换为30-130HZ的变化频率，实现电动机运转频 率的自动调节，达到节能和提高效率的目的。上个世纪 80年代初，变频器实现了商品化。在近20年的时间内，经历了由模拟控制到全数字控制和由采用 BJT到采用IGBT两个大发展过程。PLC是20世纪70年代以来，在电气控制技术，集成电路，计算机技术基础上发 展起来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术，把计算机技术，通 信技术融为一体的一种新型工业控制设备。它具
10、有功能强，可靠性高，配置灵活， 使用方便，以及体积小，重量轻等优点13。（2）设计的目的和意义随着工业控制要求的不断发展，对电机的速度控制要求也越来越高，一般都需 要进行闭环控制。交流电机调速的方法有很多，调压串级滑差变频等方式都不同程 度地应用于各种各样的工控领域。随着变频技术的发展，变频器越来越多的被应用 于调速场合。可编程控制器是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工 业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置，将 PLC应用于交流变频调速，不仅可靠性高，易于操作，而且还能降低能耗，节约能源。1系统的工作原理1.1三相异步电机三相异步电机（Triple-phase asynchro
11、nous motor）是靠同时接入三相交流电源（相 位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的 方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。1.1.1三相异步电机的结构异步电机主要由固定不动的和旋转的转子两部分组成，定子转子之间有气隙， 在定子两端有端盖支撑转子。（1） 定子异步电机的定子由铁心，定子绕组和机座三部分组成，定子铁心的作用是作为电 机磁路的一部分和嵌放定子绕组。为了减少交变磁场在铁心中引起的损耗，铁心一 般采用导磁性能良好，比损耗小的 0.5mm厚低硅钢片叠成。定子绕组是电机的电路， 器作用是感应电动势流过电流。定子绕组在槽内部分 与
12、铁心间必须可靠绝缘，槽绝缘的材料厚度由电机耐热等级和工作电压来决定。机座的作用主要是固定和支撑定 子铁心。（2） 转子异步电机的转子由转子铁心转子绕组和转轴组成。转子铁心是电机磁路的一部 分，一般由0.5mm硅钢片冲制后叠压而成。转轴起支撑转子铁心和输出机械转矩的 作用，转子绕组的作用是感应电动势，流过电流和产生电磁转矩。其结构形式有两 种：笼式和绕线式。（3） 气隙异步电机定，转子之间气隙很小，对于小型异步电机，气隙一般为0.2到1.5mm 气隙大小对异步电机性能影响很大。为了降低电机的空载电流和提高电机的功率， 气隙应尽可能的小，但气隙太小又可能造成定转子在运行中发生摩擦，因此异步电 机气
13、隙长度应为定转子在运行中不发生机械摩擦所允许的最小值。1.1.2三相异步电机的工作原理三相交流异步电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定 律和电磁力定律等基础上的。当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导 条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的， 假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。 在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用， 而使转子导条受到电磁力，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电 磁转矩，转子就转动起来。三相绕组接通三相电源产生的磁场在空间旋转，称为
14、旋 转磁场，转速的大小由电动机极数和电源频率而定。转子在磁场中相对定子有相对 运动，切割磁杨，形成感应电动势。转子铜条是短路的，有感应电流产生。转子铜 条有电流，在磁场中受到力的作用。转子就会旋转起来。第一：要有旋转磁场，第 二：转子转动方向与旋转磁场方向相同，第三：转子转速必须小于同步转速，否则 导体不会切割磁场，无感应电流产生，无转矩，电机就要停下来，停下后，速度减 慢，由于有转速差，转子又开始转动，所以只要旋转磁场存在，转子总是落后同步 转速在转动。12 三相异步电机是感应电机，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路 环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分 和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场。通电启动后，转子 绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，即旋转磁场与转子存在相对 转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转起来，实现能量变换。1.2变频器1-1变频器主要应用于对电机速度的调节，可将其分为四个部分，其结构如图 所示。通用变频器由主电路和控制回路组成。给异步电动
