Menu English Ukrainian Russia Laman Utama

Perpustakaan teknikal percuma untuk penggemar dan profesional Perpustakaan teknikal percuma


ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Pengawal kelajuan mikropengawal untuk motor komutator. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Motor elektrik

Komen artikel Komen artikel

Dalam kebanyakan pemacu, khususnya peralatan elektrik rumah, motor elektrik komutator dengan pengujaan berurutan digunakan secara meluas. Banyak varian pengawal kelajuan untuk motor sedemikian menggunakan penerus terkawal berdasarkan thyristor diketahui (lihat, sebagai contoh, buku "Thyristors. Buku Rujukan Teknikal" / Diterjemah dari Bahasa Inggeris oleh V. A. Labuntsov et al. - M.: Energia, 1971).

Penggunaan mikropengawal (MC) dalam peranti ini dengan pelaksanaan fungsi asas kawalan pemacu elektrik di peringkat perisian membuka peluang baharu secara kualitatif. Dalam kes ini, pengawal ternyata agak universal dengan keupayaan untuk dikonfigurasikan untuk mengawal pelbagai jenis pemacu elektrik atau beban lain dengan menukar program yang direkodkan dalam ingatan MK.

Artikel ini menerangkan versi pengawal selia sedemikian yang dibangunkan oleh pengarang berdasarkan PIC16F84 MK daripada Microchip Technology.

Peranti yang dicadangkan menggunakan kaedah nadi untuk mengawal voltan dalam litar DC, yang telah meluas, khususnya, dalam pemacu elektrik kenderaan [1].

Intipati kaedah ini ialah voltan dibekalkan kepada motor dalam denyutan dengan kadar pengulangan yang tinggi melalui elemen kunci bukan hubungan. Semasa denyutan tempoh t (Rajah 1), voltan penuh sumber kuasa U digunakan pada motor elektrik dan arus dalam litar motor meningkat, dan semasa jeda tn voltan dimatikan, dan arus di bawah pengaruh emf aruhan diri secara beransur-ansur berkurangan, menutup melalui litar diod penyekat. Voltan purata Ucp pada terminal motor elektrik, dan oleh itu kelajuan putarannya, dikawal dengan menukar kitaran tugas K3, sama dengan nisbah tempoh nadi ti kepada tempoh pensuisan T = ti + tn: UCP = K3U; K3 = ti/T. (1)

Pengawal kelajuan mikropengawal motor pengumpul

Untuk mengurangkan amplitud riak semasa dan mengembangkan julat kawalan, kawalan frekuensi lebar elemen utama digunakan dengan perubahan serentak dalam tempoh tempoh pensuisan mengikut hubungan T = Tmin/4K3(1-K3), ( 2) di mana Tmin ialah masa pensuisan minimum yang dibenarkan, ditentukan oleh ciri-ciri elemen utama dan kelajuan mikropengawal; dalam kes ini, Tmin diambil sebagai 2,5 ms.

Untuk menunjukkan keupayaan kawalan mikropengawal pemacu elektrik, peranti yang dicadangkan melaksanakan set fungsi berikut:

- peraturan kelajuan putaran dengan menukar faktor isian K3 dalam julat 0...100% dalam langkah 2%. Ciri-ciri mekanikal pemacu elektrik (pergantungan kelajuan putaran pada tork pada aci) adalah lembut: apabila beban meningkat, kelajuan putaran berkurangan, yang melindungi motor elektrik dan sumber kuasa daripada beban berlebihan;

- mengekalkan kelajuan putaran tertentu dengan ketepatan ±5% menggunakan prinsip kawalan gelung tertutup berdasarkan sisihan: nilai sebenar kelajuan putaran dibandingkan dengan nilai yang ditentukan, dan jika terdapat sisihan, K3 diubah secara pemprograman sehingga penyelewengan dihapuskan;

- menukar arah putaran aci (terbalik) motor elektrik;

- menjana isyarat untuk menghidupkan elemen brek apabila pemanduan berhenti;

- penutupan automatik motor elektrik berdasarkan isyarat daripada penderia mod kecemasan (jika digunakan), serta sekiranya berlaku kegagalan dalam pelaksanaan program;

- keupayaan untuk mengawal dua motor elektrik dengan peralihan masa denyutan voltan bekalan;

- perakaunan dan penyimpanan dalam memori tidak menentu mikropengawal maklumat tentang jumlah masa operasi pemacu;

- petunjuk visual algoritma kawalan yang dipilih (dengan atau tanpa penstabilan kelajuan putaran) dan arah putaran, serta nilai kitaran tugas, set dan kelajuan putaran sebenar.

Dalam aplikasi tertentu, beberapa fungsi yang dinamakan mungkin tidak digunakan.

Gambarajah skematik peranti kawalan motor elektrik ditunjukkan dalam Rajah. 2. Asasnya ialah mikropengawal DD1, beroperasi pada frekuensi jam 10 MHz. Kawalan adalah butang SB1 ("Maju"), SB2 ("Berhenti") dan SB3 ("Kembali"), disambungkan kepada bit RB0 - RB2 port B MK. Selari dengan butang SB2, jika perlu, anda boleh menyambungkan output sensor arus beban, yang, jika ambang arus yang ditetapkan melebihi, akan memutuskan sambungan pemacu dari sumber kuasa.

Pengawal kelajuan mikropengawal motor pengumpul
(klik untuk memperbesar)

Transistor komposit berkuasa KT834V (VT2) digunakan sebagai elemen utama. Oleh kerana pekali pemindahan besar arus asas, ia dikawal secara langsung oleh voltan daripada output RB4 port B melalui perintang pengehad arus R5.

Program kawalan menyediakan keupayaan untuk mengawal motor elektrik kedua secara serentak dengan menyambungkan input elemen kunci yang serupa ke pin RB5. Dalam kes ini, untuk mengurangkan riak semasa dalam litar sumber, denyutan voltan untuk motor kedua dibentuk dengan peralihan masa yang sama dengan tempoh nadi ti, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 1, a dan b.

Kesan medan berkuasa atau transistor kuasa hibrid boleh digunakan sebagai suis dalam peranti dengan litar kawalan yang disambungkan terus ke terminal MK [2], yang membolehkan pengawal digunakan dalam pemacu elektrik kuasa dengan kuasa sehingga ratusan kilowatt, contohnya, dalam kenderaan elektrik.

Membalikkan motor elektrik dilakukan dengan menukar arah arus dalam belitan medan motor elektrik LM1 menggunakan sesentuh pensuisan geganti K1. Penggulungannya termasuk dalam litar pengumpul transistor VT1, dikawal oleh voltan dari output RB3 MK.

Pengawal selia menggunakan geganti REN18 (helaian data РХ4.564.505) dengan empat kenalan pensuisan (untuk meningkatkan kebolehpercayaan, dua kenalan disambung secara selari dalam setiap kumpulan K1.1 dan K1.2). Penukaran sesentuh berlaku apabila motor elektrik dinyahtenagakan (K3 = 0), yang mengurangkan keperluan kapasiti pensuisannya dengan ketara.

Bergantung pada arus undian motor, menukar belitan medan mungkin memerlukan penggunaan peranti pensuisan yang lebih berkuasa. Apabila mengawal pemacu elektrik tidak boleh balik, tidak perlu menggunakan elemen ini sama sekali.

Program ini menyediakan pembentukan isyarat pada output RB6 MK yang termasuk elemen brek untuk menghentikan pemacu dengan cepat apabila mematikan atau untuk mengehadkan kelajuan putaran dalam mod penstabilan dengan beban negatif pada aci motor elektrik. Jika tiada unsur sedemikian, isyarat yang dinyatakan tidak digunakan.

Pin RB7 menerima denyutan daripada sensor kelajuan fotoelektrik. Ia terdiri daripada diod pemancar IR VD5, fotodiod VD6, penguat berdasarkan transistor VT3 [3] dan cakera yang dipasang pada aci motor elektrik dengan dua lubang yang terletak secara diametrik dengan diameter kira-kira 10 mm. Apabila aci berputar, sinar IR menerangi sebentar fotodiod dua kali dalam satu pusingan, dan denyutan voltan terbentuk dalam litar pengumpul transistor VT3. Tiba di input RB7, ia menyebabkan MK terganggu dari port B. Menggunakan gangguan ini, MK mengukur masa setiap putaran aci motor dan menukar selang yang diukur kepada kelajuan putaran yang dinormalkan berbanding dengan nominal dalam peratusan. Dalam kes ini, kelajuan putaran 100 min-3000 diambil sebagai 1%.

Jika kitaran tugas telah mencapai sifar (matikan kuasa), dan enjin terus berputar pada frekuensi sudut melebihi frekuensi yang ditentukan, MK mengeluarkan arahan brek kepada penggerak melalui bit RB6 port B.

Port A lima digit yang dikonfigurasikan keluaran digunakan untuk mengawal tujuh bit penunjuk digital HG1 secara dinamik. Melalui bit RA3, maklumat (dalam bentuk bilangan denyutan yang sepadan) tentang digit perpuluhan yang dipaparkan dibekalkan kepada input C1 pembilang binari DD3, dan melalui bit RA4 pembilang diset semula kepada sifar. Penyahkod DD4 menukar kod binari pada output kaunter kepada kod penunjuk tujuh elemen.

Daripada pin RAO-RA2 mikropengawal, input alamat penyahkod DD2 menerima dalam kod binari nombor digit penunjuk HG1, di mana kandungan kaunter DD4 harus dipaparkan. Voltan pada output 0 - 6 penyahkod secara berurutan mengaktifkan digit penunjuk yang sepadan, memastikan paparan tujuh digit, dan dalam selang penjanaan voltan pada output penyahkod yang tidak digunakan, petunjuk dimatikan dan digit yang dipaparkan dimuatkan ke dalam kaunter.

Apabila anda menghidupkan peranti, MK ditetapkan semula secara automatik dan program yang disimpan dalam ingatannya memulakan pelaksanaan. Inisialisasi awal MC dan program kawalan dijalankan: praskala pemasa/kaunter dan baris input/output port A dan B dikonfigurasikan, pemalar awal yang diperlukan dimasukkan ke dalam pembolehubah yang digunakan, gangguan dari pemasa/pembilang. dan daripada perubahan dalam tahap voltan input dalam bit RB7 port B didayakan. Selepas tindakan ini, program secara kitaran memaparkan maklumat tentang penunjuk digital HG1 dan meninjau keadaan butang SB1-SB3.

Pemacu elektrik boleh dikawal mengikut dua algoritma yang dipilih oleh pengguna.

Mod penstabilan didayakan. Pengguna menetapkan kelajuan putaran aci motor yang diperlukan, dan MK mengukur kelajuan putaran sebenar beberapa kali sesaat dan, bergantung pada hasilnya, melaraskan kitaran tugas K3 sedemikian rupa untuk mengekalkan frekuensi yang ditentukan tanpa mengira perubahan. dalam voltan bekalan dan perubahan dalam momen rintangan pada aci motor.

Untuk menghidupkan mod penstabilan, apabila pemacu dihentikan, tekan serentak butang SB2 ("Berhenti") dan SB1 ("Maju"), untuk mematikannya - SB2 ("Berhenti") dan SB3 ("Kembali"). Dalam mod ini, penunjuk memaparkan maklumat dalam format 5_XXX_YYV, di mana 5 adalah tanda bahawa MK beroperasi dalam mod penstabilan, XXX ialah kitaran tugas semasa dalam peratusan daripada 0 hingga 100% dalam kenaikan 2%, yang dijana oleh MK kepada mengekalkan kelajuan putaran yang diberikan, YYY ialah kelajuan pemacu yang ditentukan sebagai peratusan kelajuan undian dalam julat dari 0 hingga 100% dalam kenaikan 5%.

Mod penstabilan dilumpuhkan. Pengguna menetapkan kitaran tugas yang diperlukan K3. Isyarat maklum balas kelajuan tidak digunakan. Penunjuk memaparkan maklumat dalam format XXX_YYY, dengan XXX ialah kelajuan putaran arus yang diukur bagi aci motor elektrik (diukur beberapa kali sesaat), dan YYY ialah kitaran tugas yang ditentukan K3 daripada 0 hingga 100% dalam langkah 2%.

Menggunakan pemasa/kaunter yang dibina ke dalam MK, program mengira masa yang dikerjakan oleh enjin dalam beberapa minit, secara berkala menyimpan nilainya dalam memori data tidak meruap. Maklumat yang sepadan dipaparkan pada penunjuk selepas menekan butang SB2 apabila pemacu dihentikan. Apabila pembilang minit mencapai 8192 (kira-kira 136,5 jam), ia ditetapkan semula kepada sifar.

Denyutan kawalan untuk dua suis kuasa dijana oleh mikropengawal pada output RB4, RB5 dengan gangguan daripada pemasa/pembilang dalam urutan yang ditunjukkan dalam Rajah. 1. Akibatnya, apabila K3 ≤ 0,5 pada setiap saat hanya satu daripada dua motor disambungkan kepada sumber kuasa, dan apabila K3 > 0,5 superposisi separa arus penggunaan motor elektrik berlaku, yang meningkatkan mod pengendalian sumber kuasa. .

Pemalar yang diperlukan untuk pembentukan selang masa mengikut hubungan (1), (2) dan Rajah. 1, dimuatkan ke dalam pemasa dari jadual yang terletak dalam memori program MK. Alamat dalam jadual ditentukan oleh nilai kitaran tugas yang diperlukan K3.

Kod "perisian tegar" MK ROM ditunjukkan dalam jadual.

Pengawal kelajuan mikropengawal motor pengumpul
(klik untuk memperbesar)

Sekiranya berlaku kelakuan program kawalan yang tidak dijangka, disebabkan oleh sebarang sebab, atas arahan pemasa pengawas, MC ditetapkan semula dan hentian kecemasan pemacu dilakukan.

Kod sumber program

Apabila memprogramkan MK, maklumat berikut mesti ditunjukkan dalam bait konfigurasi: jenis penjana - HS, Pemasa Pengawas dan Pemasa Kuasa - didayakan. Program ini direka bentuk untuk kelajuan putaran maksimum yang dibenarkan 3000 min -1 Untuk menukar nilai ini, anda perlu menetapkan pemalar lain dalam prosedur untuk mengukurnya (lihat ulasan dalam teks program asal).

Di samping itu, nilai kelajuan putaran maksimum boleh diubah secara berperingkat dengan mengubah bilangan lubang dalam cakera tachometer. Sebagai contoh, untuk mendapatkan frekuensi maksimum 1500 rpm, empat lubang mesti digerudi.

Untuk kuasa bahagian voltan rendah pengawal selia, anda boleh menggunakan mana-mana sumber kuasa rendah yang menyediakan voltan 5 V pada arus sehingga 150 mA. PIC16F84 MK boleh diganti tanpa perubahan dalam program kawalan oleh PIC16C84 yang lebih murah, juga direka bentuk untuk beroperasi pada frekuensi jam 10 MHz. Mana-mana yang lain dengan kawalan serupa boleh digunakan sebagai penunjuk digital HG1. Diod jambatan penerus VD3, transistor VT2 dan sesentuh geganti K1 menentukan kuasa maksimum pemacu yang boleh dikawal oleh pengawal selia.

Pengawal selia telah diuji dalam operasi dengan motor komutator universal 400 W. Dalam kes ini, transistor VT2 dipasang pada sink haba dengan jumlah luas permukaan penyejukan kira-kira 100 cm2.

Pengawal selia yang dipasang dengan betul daripada komponen yang boleh diservis dengan MK terprogram tanpa ralat tidak memerlukan pelarasan.

Peranti yang diterangkan boleh digunakan bukan sahaja untuk mengawal kelajuan putaran pemacu elektrik, tetapi juga untuk mengekalkan nilai set parameter fizikal lain, contohnya, suhu di dalam bilik, inkubator, kolam renang, akuarium atau objek lain. Dalam kes sedemikian, bukannya sensor kelajuan putaran, penukar frekuensi suhu disambungkan ke input RB7 MK. Bit port B yang tidak digunakan boleh diprogramkan untuk mengawal peranti luaran lain, contohnya, menghidupkan pengudaraan dalam bilik apabila udara terlalu panas, pencahayaan dan pemampat dalam akuarium pada selang masa tertentu, dsb. Semua ini memerlukan perubahan minimum pada program kawalan.

Kesusasteraan

  1. Birznieks L.V. Pulse DC penukar. - M.: Tenaga, 1974.
  2. Elektronik tenaga. Manual rujukan: Terjemah. dari Jerman/Ed. V. A. Labuntova. - M.: Energoatomizdat, 1987.
  3. Bayanov K. Meter penggunaan pita magnetik. - Radio, 1994, No. 5, hlm. 5-7.

Pengarang: S. Koryakov, Yu. Stashinov, Shakhty, wilayah Rostov.

Lihat artikel lain bahagian Motor elektrik.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Lampu isyarat keempat 23.05.2024

Sepanjang dekad yang lalu, penyelidikan saintifik dan inovasi teknologi telah membawa kepada perubahan ketara dalam sektor pengangkutan. Namun, dengan pembangunan kereta pandu sendiri, adakah berbaloi untuk mengambil langkah baharu untuk memodenkan infrastruktur jalan raya? Para saintis mencadangkan untuk menyemak semula standard lampu isyarat, mencadangkan untuk memperkenalkan isyarat keempat, yang akan disesuaikan untuk kereta dengan autopilot. Menurut penyelidikan, kereta autonomi boleh mengubah paradigma lampu isyarat dengan ketara berdasarkan prinsip yang ditetapkan lebih daripada satu abad yang lalu. Henry Liu, seorang profesor kejuruteraan awam di Universiti Michigan, dan pasukannya melaksanakan program perintis di Birmingham, pinggir bandar Detroit. Menggunakan data daripada kenderaan General Motors, mereka menyesuaikan masa lampu isyarat, menghasilkan aliran trafik yang lebih baik. Secara tradisinya, kebanyakan lampu isyarat beroperasi mengikut jadual tetap, tidak mengambil kira keadaan semasa di jalan raya. Mahal dan sukar ...>>

Kaedah untuk membersihkan sungai sepenuhnya daripada sampah 23.05.2024

Sejak penemuan masalah pencemaran plastik dalam badan air, penyelidikan telah tertumpu terutamanya pada sedimen permukaan, mengabaikan zarah yang lebih tersembunyi dan kurang kelihatan yang boleh menimbulkan ancaman serius kepada alam sekitar dan kesihatan manusia. Walau bagaimanapun, saintis telah mengumumkan pembangunan kaedah baru untuk mengesan pencemaran plastik yang paling halus di sungai. Satu pasukan penyelidik dari Universiti Cardiff, Institut Teknologi Karlsruhe dan Deltares telah bekerjasama untuk membangunkan pendekatan inovatif untuk mengukur bahan pencemar yang tidak kelihatan itu. Pengarang utama kajian itu, James Lofty dari Cardiff University, berkata teknik itu boleh merevolusikan pemahaman kita tentang bagaimana plastik bergerak melalui persekitaran sungai. Menggunakan lebih daripada 3000 objek plastik biasa yang diletakkan di bawah keadaan terkawal, para saintis dapat mengesan pergerakan mereka dengan ketepatan tinggi. Kajian mendapati zarah plastik berkelakuan berbeza ...>>

Aspek evolusi tingkah laku suka panas pada wanita 22.05.2024

Persoalan yang sukar tentang suhu yang disukai orang adalah akut dalam hubungan keluarga. Pertikaian mengenai tempat yang sepatutnya hangat atau sejuk sering timbul antara lelaki dan wanita. Walau bagaimanapun, menurut penyelidik, punca masalah ini lebih mendalam, kepada mekanisme evolusi. Para saintis dari Israel menjalankan kajian meneliti 13 burung dan 18 kelawar untuk mengenal pasti kemungkinan perbezaan dalam keutamaan suhu antara lelaki dan perempuan. Pemerhatian mereka menunjukkan bahawa lelaki lebih suka suhu yang lebih sejuk, manakala perempuan lebih suka keadaan yang lebih panas. Penemuan fenomenal ini memberi perspektif baharu tentang persoalan keutamaan suhu dalam dunia haiwan. Perbezaan yang sama dalam persepsi suhu telah dilihat di kalangan manusia. Wanita dianggap lebih berasa sejuk, yang mungkin disebabkan oleh metabolisme dan pengeluaran haba mereka. Pemerhatian ini menyokong hipotesis bahawa keutamaan suhu mungkin sebahagiannya ...>>

Berita rawak daripada Arkib

T-shirt akan buat EKG 21.09.2021

Para saintis Amerika telah mencipta pakaian pintar yang akan dapat memantau kesihatan manusia dalam talian.

Bahan yang dicipta akan dapat mengawal degupan jantung pemakai, serta membuat ECG (elektrokardiogram) dalam masa nyata.

Pakaian pintar boleh dibasuh, lebih selesa daripada monitor jantung yang besar, dan tidak akan koyak walaupun dengan pergerakan yang kuat.

Menurut eksperimen, baju-T yang diperbuat daripada bahan sedemikian mengambil kardiogram dengan lebih tepat daripada peranti konvensional.

Anda boleh menyambungkan Bluetooth ke baju-T "pintar", yang akan memindahkan data ke telefon pintar.

Berita menarik lain:

▪ Pembersih hampagas robot Anker Eufy X8 Pro

▪ Amal sedikit rasuah

▪ Mencapai kadar pemindahan data sebanyak 43 terabit sesaat

▪ Buih bukan perapi

▪ Hanya lima gen yang menentukan wajah seseorang

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

 

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Alatan Juruelektrik. Pemilihan artikel

▪ artikel Hertz Heinrich Rudolf. Biografi seorang saintis

▪ artikel Pelakon mana yang lewat untuk pengebumiannya sendiri? Jawapan terperinci

▪ artikel Perlindungan kilat

▪ artikel Antena lingkaran. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ pasal Dancing cobra. Fokus Rahsia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Имя:


E-mel (pilihan):


Komen:





Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024