Oblikovanje regulacijskega sistema za regulacijo hitrosti motorja brez motorja z uporabo mikroračunalnika z enim čipom pic
V sodobni industrijski proizvodnji je električni motor glavna pogonska oprema. Trenutno je pogonski sistem KZ-D, ki napaja tiristorsko napravo (to je silikonsko krmiljeno) na električni motor, široko uporabljen v sistemu pogonskega motorja DC, ki nadomešča obsežen električni motor. Sistem FD je skupaj z visokim razvojem elektronske tehnologije pripeljal do postopnega premika krmiljenja hitrosti motorja enosmernega motorja od analognega na digitalni, še posebej pri uporabi tehnologije z enim čipom, ki je tehnologijo za krmiljenje hitrosti motorja DC spremenil v novo faza, inteligentna in visoka zanesljivost je postala njen razvojni trend. Sistem za nadzor hitrosti sprejema mikroračunalnik PIC16F874 z enim čipom kot osrednji procesor, ki v celoti izkorišča značilnosti PIC16F874 enocevnega zajemanja, primerjave in analognega / digitalnega pretvorbenega modula kot sprožilnega vezja. Njegove prednosti so: preprosta struktura, sinhronizacija z glavnim krogom, gladek fazni premik in z zadostnim faznim premikom in nastavitvijo kotnega nastavljanja do 10.000 korakov, lahko ustvari brezstopenjsko uravnavanje motorja. Sprednji del impulza je strm in ima zadostno amplitudo, lahko nastavimo pulzno širino, stabilnost in učinki proti motnjam so dobri.
1 načelo vrtilne frekvence motorja DC
V srednjih in majhnih močnostnih enosmernih motorjih je odpornost zanka v zanki zelo majhna, izraba IaRa v enačbi (4) pa se lahko izpusti. Vidimo lahko, da se hitrost enosmernega motorja spremeni, ko se spremeni napetost armatur.
2 načelo delovanja sistema
Sistem je v glavnem sestavljen iz glavnega krmilnega stikala, vezja za vzbujanje motorja, tiristorskega krmiljenja hitrosti (vključno z merilnikom hitrosti), rektifikacijskega in filtrirnega kroga, izravnalnega reaktorja in odvodnega tokokroga ter zavornega kroga za porabo moči. Sistem nadzira regulator PI z zaprto zanko. Ko je glavno krmilno stikalo zaprto, enofazno napajanje z izmenično napetostjo krmili tiristorski krmilnik števila vrtljajev in po rektifikaciji, filtriranju in izravnavi reaktorja, dobimo majhen impulzni kontinuirni DC, ki ga dobimo na motor , hkrati pa moč AC prehaja skozi vzbujevalni krog. Po rektifikaciji je motor vznemirjen in začne delovati. Prilagodite potenciometer RP1 za nastavitev hitrosti v sprožilnem vezju, tako da se ob zmanjšanju vhodne napetosti AN1 regulirni kot izhoda mikroračunalnika PIC16F874 z enim čipom prav tako zmanjša, se poveča kot tiristorja, pri čemer se poveča izhodna napetost se glavni tokokrog poveča, hitrost motorja pa se poveča. Istočasno se poveča tudi izhodna napetost merilnega tokokroga. Po delovanju regulatorja PI motor deluje stabilno znotraj nastavljene hitrosti.
3 sistemski del zasnove vezja
3.1 načrtovanje glavnega vezja
Parametri vsake komponente v glavnem vezju so prikazani na sliki 1:
Pritisnite gumb za zagon SB1, vklopite stikalo kontaktorja KM KM, zaprite normalno odprto stikalo KM, zaprite normalno zaprti kontakt, gumb za zagon samodejno zaklenite in glavno vezje je vklopljeno. Tiristorski krmilnik števila vrtljajev nadzoruje izhod AC s spreminjanjem krmilnega kota triaka in nato z rektifikacijo in filtriranjem mostov. Ob istem času je motor odpravljen z vzbujevalnim krogom, da se pridobi vzbujanje in začne delovati.
Pritisnite tipko za zaustavitev SB2, tuljava kontaktorja KM je odklopljena, odpre se normalno odprti kontakt KM, normalno zaprti kontakt se zapre, samozapor se sprosti, glavni tokokrog se ne napne, motor pa neha delovati.
Da bi omejili nihajoči tok enosmernega toka, se na tokokrog priključi izravnalni reaktor, upor pa zagotavlja odvodno zanko za izravnalni reaktor, ko je glavni tokokrog nenadoma izklopljen.
Da bi pospešili zaviranje in ustavljanje, naprava uporablja zavorno energijo, ki porablja energijo, upor R4 in stikalo glavnega tokokroga pa normalno zaprti kontakt predstavljata zavorno povezavo. Vzbujanje motorja napaja ločeno vezje usmernika. Da bi preprečili demagnetizacijo motorja in povzročili letalsko nesrečo, je v tokokrogu vzbujanja podtokovni rele KA priključen v seriji. Tok delovanja lahko nastavite s potenciometrom RP.
3.2 Tiristorski vzvodni načrt
Tiristorski sprožilni krog in parametri so prikazani na sliki 2. Napetost iz dveh točk A in B v glavnem vezju se transformator transformira v -20V. Po rektifikaciji mostu se pri 2 točkah generira polvavinski signal s približno 100 Hz in R6 se prenese. Ko je R7 razdeljen, je tranzistor NPN priključen na ojačitev, na kolektorju triode pa se generira ničelni križni impulz. Naraščajoči rob ničelnega impulza najprej zajame modul CCP1 in zabeleži čas nastanka, ki mu sledi padajoči rob impulznega ničelnega impulza. Časovna razlika je širina pulza ničelnega prehoda, polovica njegove vrednosti pa je pulzna središčna točka. S to vrsto metode zajemanja lahko dejansko točko ničelnega prehoda izmeničnega toka natančno dosežemo, analogna napetost konice PIC16F874 RA1 / AN1 pa pretvori modul za pretvorbo načina ADC. Vrednost se uporabi kot nastavljena vrednost tiristorskega krmilnega kota (nastavljena vrednost števila vrtljajev motorja), nastavljena vrednost potenciometra RP1 se spremeni in ustrezno spremeni tiristorski krmilni kot. Hkrati je izhodna vrednost merilnega tokokroga vhodna s PIC16F874 pin RC0 / T1CKI in se šteje s števcem TMR1. Izračunajte vrtilno hitrost kot vrednost povratne hitrosti. Frekvenca nihanja mikroračunalnika z enim čipom v tem sistemu je 4MHz. Znano je, da je značilnost cikla navodil enojipričnega mikroračunalnika PIC16F874, da je ločljivost tiristorskega krmilnega kota ena od četrtine frekvence oscilacije mikroračunalnika z enim čipom, to je 1us in polovico - čas delovanja frekvence moči je 10 ms. Rekel je, da lahko upravljalni kot doseže 10.000 korakov, kar lahko popolnoma uresniči kontrolo brezstopenjskega pomika motorja.
Zasnova sistemske programske opreme in strojne opreme v celoti izkorišča značilnosti PIC16F874 enofipnega zajemanja, primerjave, analognega v digitalni pretvorbeni modul ter prednosti visoke frekvence oscilacije in hitrega odziva mikroračunalnika z enim čipom in oblikovanje ustreznih sprožitveno vezje, da bi analogni / digitalni pretvorbeni modul PIC16F874 enočipnega mikroračunalnika. Hitro in natančno lahko pretvori vrednost nastavitve hitrosti; Modul CCP1 lahko natančno zajame ničelni prehod AC; časovni modul števca merjenja hitrosti lahko natančno šteje in izračuna hitrost povratne zveze; Modul CCP2 lahko primerja izhodni sprožilni impulz Tf v času. Pri uporabi majhnega sistema za nadzor hitrosti motorja enosmernega motorja ima značilnosti enostavne strukture, zanesljivega delovanja, širokega območja nastavljanja, dobre kontinuitete in hitrega odziva.
