Design af DC-motor trinløst hastighedsreguleringssystem ved hjælp af pic single chip microcomputer
I moderne industriproduktion er elmotoren det primære drivredskab. I øjeblikket er KZ-D-drevsystemet, som leverer tyristoren (dvs. siliciumstyrbart) til elmotoren, blevet anvendt i stor udstrækning i DC-motordrevsystemet, der erstatter den store motor. FD-systemet sammen med den høje udvikling af elektronisk teknologi har ført til den gradvise ændring af DC-motorhastighedskontrollen fra analog til digital, især anvendelsen af single-chip-teknologi, som har bragt DC-motorens hastighedsstyringsteknik til en ny scene, intelligent Og høj pålidelighed er blevet sin udviklingstrin. Hastighedsstyringssystemet vedtager PIC16F874 single-chip mikrocomputer som den centrale processor, som fuldt ud udnytter egenskaberne ved PIC16F874 single-chip capture, sammenligning og analog / digitalt konverteringsmodul som udløser kredsløb. Dens fordele er: enkel struktur, synkronisering med hovedkredsløbet, glat faseforskydning og med tilstrækkeligt faseforskydningsområde og reguleringsvinkeljustering op til 10.000 trin, kan den realisere trinløs udglatningskontrol af motoren. Pulsefronten er stejl og har tilstrækkelig amplitude, pulsbredden kan indstilles, stabilitet og anti-interferens ydeevne er god.
1 DC motorhastighed princippet
I medium- og små-effekt-DC-motorer er armatursløjfemodstanden meget lille, og IaRa-udtrykket i ligning (4) kan udelades. Det kan ses, at DC-motorens hastighed ændres, når armaturspændingen ændres.
2 system arbejder princip
Systemet består hovedsagelig af en hovedkontrolomskifter, et motorisk exciteringskredsløb, et tyristorhastighedskontrolkredsløb (herunder et hastighedsmålingskredsløb), et retificerings- og filtreringskredsløb, en udjævningsreaktor og et afladningskredsløb og et strømforbrugsbremsekredsløb. Systemet styres af en PI-regulator med lukket sløjfe. Efter at hovedstyrekontakten er lukket, styres enfaset vekselstrøm ved hjælp af tyristorhastighedskontrolkredsløbet, og efter brokorrigerings-, filtrerings- og udjævningsreaktoren opnås en lille puls, kontinuerlig DC, som leveres til motoren , og samtidig passerer vekselstrømmen gennem excitationskredsløbet. Efter udbedring er motoren spændt og begynder at arbejde. Juster hastighedsindstillingspotentiometeret RP1 i udløserkredsløbet, således at når indgangsspændingen på AN1 falder, falder også kontrolvinklen for udgangen af PIC16F874 single-chip mikrocomputeren tilsvarende, ledningsvinklen af tyristoren øges, udgangsspændingen af hoved kredsløbet stiger, og motorhastigheden øges. Samtidig øges også udgangsspændingen for hastighedsmålingskredsløbet. Efter virkningen af PI regulatoren kører motoren stabilt inden for det indstillede hastighedsområde.
3 systemdel af kredsløbsdesignet
3.1 hoved kredsløbsdesign
Parametrene for hver komponent i hovedkredsløbet er vist i figur 1:
Tryk på startknappen SB1, kontaktorens KM-spole er aktiveret, KM-kontakten er lukket, den normalt lukkede kontakt åbnes, startknappen er selvlåsende og hovedkredsløbet tændes. Tyristorhastighedskontrollkredsløbet styrer AC-udgangen ved at ændre triacets kontrolvinkel, og derefter gennem DC-korrigering og filtrering opnås DC. Samtidig korrigeres motoren af excitationskredsløbet for at opnå excitation og begynde at arbejde.
Tryk på stopknappen SB2, kontakten KM-spolen er slukket, KM-åbningen åbnes normalt, den normalt lukkede kontakt lukkes, selvlåsen frigives, hovedkredsløbet er slukket, og motoren stopper med at fungere.
For at begrænse den nuværende DC-krusning er en udjævningsreaktor forbundet til kredsløbet, og modstanden tilvejebringer en udløbssløjfe til udjævningsreaktoren, når hovedkredsløbet pludseligt slukkes.
For at fremskynde bremsning og standsning anvender enheden energibesparende bremsning, og modstanden R4 og hovedkontaktkontaktoren normalt lukket kontakt udgør et bremsekobling. Motorkopulationen drives af et separat ensretterkreds. For at forhindre, at motoren bliver demagnetiseret og forårsager en flyvende ulykke, i excitationskredsløbet, er understrømrelæet KA forbundet i serie. Driftsstrømmen kan indstilles ved hjælp af potentiometeret RP.
3.2 Thyristor Trigger Circuit Design
Tyristor udløser kredsløb og parametre er vist i Figur 2. Spændingen fra de to punkter A og B i hoved kredsløb er transformeret til -20V af transformeren. Efter brokorrigeringen genereres et halvbølgesignal på ca. 100 Hz ved 2 point, og R6 passeres. Efter at R7 er delt, er NPN transistoren forbundet til forstærkning, og en nul-kryds-puls genereres ved triodeens samler. Nulpulsens stigende kant bliver først fanget af CCP1-modulet, og tidspunktet for forekomsten registreres efterfulgt af nulpulspulsens faldende kant. Tidsforskellen er nulovergangspulsbredden, og halvdelen af dens værdi er puls midtpunktet. Med denne slags indfangningsmetode kan det faktiske nulpunktsovergangssted for vekselstrømmen nøjagtigt opnås, og den analoge spænding af PIC16F874-pin RA1 / AN1 konverteres af ADC-modusomdannelsesmodulet. Værdien bruges som indstillingsværdi for tyristorstyringsvinklen (motorhastighedsindstillet værdi), indstillingsværdien af potentiometeret RP1 ændres, og tyristorstyringsvinklen ændres i overensstemmelse hermed. Samtidig indlæses outputværdien af hastighedsmålingskredsløbet af PIC16F874-stiften RC0 / T1CKI, og tælles af TMR1-tælleren. Beregn rotationshastigheden som hastigheden for tilbagekobling. Oscillationsfrekvensen for mikroprocessoren med enkelt chip i dette system vedtager 4MHz. Det er kendt fra egenskaberne ved instruktionscyklusen for PIC16F874 single-chip-mikrocomputeren, at opløsningen af tyristorstyringsvinklen er den reciproke af en fjerdedel af oscillationsfrekvensen for single-chip mikrocomputeren, det vil sige 1 og halvdelen -Varigheden af strømfrekvensen er 10ms. Sagde, at kontrolvinklen kan nå 10.000 trin, som helt kan realisere motorens trinløse udjævningskontrol.
Systemsoftwaren og hardwareudformningen gør fuld brug af egenskaberne ved PIC16F874 single-chip capture, sammenligning, analog-til-digitalt konverteringsmodul og fordelene ved høj oscillationsfrekvens og hurtig respons fra single-chip mikrocomputeren og designe det tilsvarende udløser kredsløb til at lave analog / digital konverteringsmodul af PIC16F874 single-chip mikrocomputer. Det kan hurtigt og præcist konvertere hastighedsindstillingsværdien; CCP1-modulet kan nøjagtigt registrere nulpunktets krydsningspunkt; timingstællingsmodulet i hastighedsmålingskredsløbet kan nøjagtigt tælle og beregne feedbackhastigheden; CCP2-modulet kan sammenligne Tf-værdiudgangspulsimpulsen i tide. Ved anvendelse af små DC motorhastighedskontrolsystem har den egenskaber ved simpel struktur, pålidelig drift, bredt justeringsområde, god strømkontinuitet og hurtig respons.
