风机调速控制系统设计

毕业论文（设计）论文题目：风机调速控制系统设计学生姓名：高乐学号：1008020207所在院系：电气信息工程学院专业名称：自动化届次：2014届指导教师：苗磊目录前言............................................................................................................................................21调速风机的简介....................................................................................................................21.1调速风机的分类.............................................................................................................21.2调速风机的现状.............................................................................................................21.3风机调速控制系统的研究目的.....................................................................................32风机调速控制系统整体设计方案........................................................................................32.1风机调速控制系统的设计方案.....................................................................................32.2风机调速控制系统的硬件设计总框图.........................................................................42.3风机调速控制系统的模块...............................................................................................................43系统流程图和实物图..........................................................................................................113.1系统总流程图...............................................................................................................113.2系统的原理图...............................................................................................................123.3系统的实物图...............................................................................................................124结论......................................................................................................................................15参考文献..................................................................................................................................16淮南师范学院2014届本科毕业论文1风机调速控制系统设计学生：高乐（指导老师：苗磊）（淮南师范学院电气信息工程院）摘要:目前风机调速控制的方式方法有许多种，根据调速方式的优点还有缺点,本文设计了一个风机调速控制系统方案。本文选择NUC140单片机完成硬件设计，主要是交流电机驱动的设计，绘制相应电路图，完成该系统的软件设计，程序编写，具有风速的显示及设定功能。所用单片机主要用于处理数据，并执行程序，控制为交流电机驱动。当打开电源后，通过触摸屏上的按键来控制风机的启动、停止、加速和减速。关键词:UNC140嵌入式单片机；交流电机驱动；风机FanSpeedControlSystemDesignStudent:GaoLe(FacultyAdviser：MIAOLei)(CollegeofElectricalandInformationEngineering,HuainanNormalUniversity)Abstract：Atpresenttherearemanywaystofanspeedcontrolmethods,accordingtotheadvantagesanddisadvantagesofspeedcontrolmode,thispaperdesignedafanspeedregulationcontrolsystemsolutions.ChooseNUC140microcontrollertocompletethehardwaredesign,thispaperismainlythedesignoftheacmotordrive,drawthecorrespondingcircuitdiagram,completedthedesignofthesystemsoftware,programming,withfunctionsofwindspeeddisplayandsetting.Usedbysinglechipmicrocomputerismainlyusedforprocessingdataandexecuteaprogram,controlofacmotordrive.Whenturnedonthepower,throughthetouchscreenbuttonstocontrolthefanstart,stop,accelerationanddeceleration.Keywords：UNC140embeddedmicrocontroller.;Acmotordrive;fan风机调速控制系统的设计2前言在我国风机的应用非常广泛，它的主要作用是通风，降温，引风设备的冷却，排尘等等许多作用，风机常见于工厂里，矿井中，隧道中，还有大棚以及车辆船只，不止这些，一些设备仪器中也是安装着风机，可以说作用大范围广。对于风机的工作原理在我们的逐步的了解和学习中知道，它其实和透平压缩机的工作原理非常的接近，并且由于不用考虑气体的比容的改变状况，所以可以把气认为是不能进行压缩的流体来进行处理。在风机的实际使用过程中，最传统的的调节方式就是对风门或者阀门进行开关的调节方式，但是这样的方式方法具有很大的缺点，比如说最造成很大的电流损耗，而且对这样的调节方式对系统自身来说是非长阶段性的，可以说缺点非常大，不但它的调节的速度会非常的慢，而且呢，它在进行调节时对于降低能耗方面的能力是非常有限的，可以说它在工作的时候对于系统对于生产相对来说负面的效应很严重。本课题主要的任务是设计一个风机调速控制系统方案，实现闭环控制,具有风速实时检测、显示及风速的设定功能等功能。系统主要四个部分组成：液晶屏显示模块、交流电机驱动模块、供电模块还有风机组成。主要实现风速实时检测、显示及风速的设定功能等功能。1调速风机的简介1.1调速风机的分类风机就是一种将气体进行压缩和传送的机械，本文所说的调速风机实际上就是一种能够改变风扇旋转速度和速率的风机，调速风机基本上可以分为两类：第一类是电动机的变速带动着风机和它一起变速，另一类就是电动机的旋转速度不发生变化，但是在风叶这部分和电机二者之间安装一个能够变速的耦合器。上面说的电机的调节速度的方式方法又可以分为；两种，一种是交流调速的方法，另一个是直流调速的方法。通过我们逐步的学习，我们了解到，在上述的交流调速的方法中，经常会使用四种调速方式：串级调速的方式、调压调速的方式、变频调速的方式以及变极调速的方式。1.2调速风机的现状风机已有悠久的历史。从两千多年前中国的那种古老的风车来对农田进行灌溉，对谷物进行加工。到了现代，调速风机应用于生产和生活的各种方面，金属的冶金，电力的生产，各种工厂和公司矿井等等地方的通风和换气还有降温排尘的作用，而且风机的发展前景仍然非常的巨大。但是由于风机的生产制造之间的竞争压力不断加剧，致使我们国内一些非常优秀的风机的生产厂家对于风机市场的研究的重视正在逐步的看重起淮南师范学院2014届本科毕业论文3来，所以，我们可以直观的感受到，愈来愈多的优秀的风机在国内涌现出来。在风机使用的主要领域来看，通风换气风机的需求量是最为巨大的，因为它的使用范围最为广泛，所以说需求量非常的巨大，而且生产制造商也非常的多，竞争压力非常的大，可是说，通风换气风机的提供量大于需求量。因此优秀的风机生产具有重要的意义。根据我国风机的使用情况来看，大部分的机械设备还有电气设备都有配置相应的风机。我国的风机在使用过程中都存在能量浪费的情况的现象，再加上由于生产方式、工艺手段等方面的不断变化，要对气体的压力值、温度值还有流量值进行频繁的调节，而且非常多的公司单位仍然在使用那些非常的落后的用挡风板进行调节的风机，或者就是用开始阀门的方法来调节，这种人工的增加阻力的调节方式可以说是非常浪费电能还有金钱，对于现代的工业农业等各个行业的生产制造的需求以及要求来书是不能满足的了，这些方式的调节方式它的效果地下，效应比较差。1.3风机调速控制系统的研究目的现阶段我国风机广泛应用于工业的生产，农业的生产以及各个行业，应用非常广泛，可以说我国对风机的需求量非常大，但是我国现在风机的使用存在缺点，最明显的就是在使用过程中能量浪费非常大，改进方式又极其浪费金钱，可以说现在的风机很难满足现在的生产需要，所以需要一款节能简便易于调控的风机控制系统来满足生产生活的需要。本课题主要的任务是设计一个风机调速控制系统方案，实现闭环控制,具有风速实时检测、显示及风速的设定功能等功能。本设计的系统主要由四个模块组成：液晶屏显示模块、交流电机驱动模块、供电模块还有风机组成，实现功能如下:(1)用单片机控制交流电机驱动板上DA值来改变风机功率；(2)在液晶板上显示当前速度；(3)触摸屏按钮：触摸屏上有启动、加速、减速;(4)通过控制触屏按钮来控制风机的启动、停止、加速还有减速。2风机调速控制系统整体设计方案2.1风机调速控制系统的设计方案本方案对风机调速控制系统设计所用的核心单片机为UNC140嵌入式单片机，其最主要用于处理数据，并执行程序，触摸频显示界面的制作是在应用UCGUI的前提下，通过供电系统提供电源，按触摸频上的启动、停止、加速和减速按钮，由单片机进行数风机调速控制系统的设计4据的处理，同时交流电机驱动接收了单片机传递的数据，对DA值进行比较，产生移相电压，移相电压再经过放大器的放大，经过处理，再产生不同的脉冲，来触发各种晶闸管，改变风机的转动速率，这就是本设计方案所要达到的设计要求。2.2风机调速控制系统的硬件设计总框图如图1所示，此系统由以下几个部分组成