Diseño del sistema de regulación de velocidad continua del motor de CC con microordenador de un solo chip pic

- Dec 04, 2018-

Diseño del sistema de regulación de velocidad continua del motor de CC con microordenador de un solo chip pic

En la producción industrial moderna, el motor eléctrico es el principal equipo de conducción. En la actualidad, el sistema de accionamiento KZ-D que suministra el dispositivo de tiristor (es decir, de silicio controlable) al motor eléctrico se ha utilizado ampliamente en el sistema de accionamiento del motor de CC, que reemplaza al motor eléctrico voluminoso. El sistema FD, junto con el alto desarrollo de la tecnología electrónica, ha llevado al cambio gradual del control de velocidad del motor de CC de analógico a digital, especialmente la aplicación de la tecnología de chip único, que ha llevado la tecnología de control de velocidad del motor de CC a un nuevo Etapa, inteligente y de alta fiabilidad se ha convertido en su tendencia de desarrollo. El sistema de control de velocidad adopta el microprocesador de un solo chip PIC16F874 como procesador central, que utiliza completamente las características del módulo de captura, comparación y conversión analógica / digital de un solo chip PIC16F874 como circuito de activación. Sus ventajas son: estructura simple, sincronización con el circuito principal, cambio de fase suave y con un rango de desplazamiento de fase suficiente y un ajuste de ángulo de control de hasta 10,000 pasos, puede realizar un control de suavizado continuo del motor. El frente del pulso es pronunciado y tiene suficiente amplitud, se puede configurar el ancho del pulso, la estabilidad y el rendimiento antiinterferente son buenos.

1 principio de velocidad del motor DC

En los motores de CC de potencia media y pequeña, la resistencia del bucle del inducido es muy pequeña y se puede omitir el término IaRa en la ecuación (4). Se puede ver que la velocidad del motor de CC cambia cuando se cambia la tensión de la armadura.

Principio de funcionamiento del sistema 2

El sistema consta principalmente de un interruptor de control principal, un circuito de excitación del motor, un circuito de control de la velocidad del tiristor (incluido un circuito de medición de la velocidad), un circuito de rectificación y filtrado, un reactor de suavizado y un circuito de descarga, y un circuito de frenado de consumo de energía. El sistema está controlado por un regulador PI de circuito cerrado. Después de cerrar el interruptor de control principal, la alimentación de CA monofásica se controla mediante el circuito de control de velocidad del tiristor, y después del puente de rectificación, filtrado y suavizado del reactor, se obtiene un pequeño impulso, continua CC, que se suministra al motor. y, al mismo tiempo, la alimentación de CA pasa a través del circuito de excitación. Después de la rectificación, el motor se excita y comienza a funcionar. Ajuste el potenciómetro de ajuste de velocidad RP1 en el circuito de disparo, de modo que cuando la tensión de entrada de AN1 disminuya, el ángulo de control de la salida del microcomputador de un solo chip PIC16F874 también disminuya en consecuencia, aumente el ángulo de conducción del tiristor, la tensión de salida El circuito principal aumenta, y la velocidad del motor aumenta. Al mismo tiempo, la tensión de salida del circuito de medición de velocidad también aumenta. Después de la acción del regulador PI, el motor funciona de manera estable dentro del rango de velocidad establecido.

3 parte del sistema del diseño del circuito

3.1 diseño del circuito principal

Los parámetros de cada componente en el circuito principal se muestran en la Figura 1:

Presione el botón de inicio SB1, la bobina KM del contactor se energiza, el contacto normalmente abierto KM se cierra, el contacto normalmente cerrado se abre, el botón de inicio se autobloquea y el circuito principal se enciende. El circuito de control de velocidad del tiristor controla la salida de CA cambiando el ángulo de control del triac, y luego, a través del puente de rectificación y filtrado, se obtiene la CC. Al mismo tiempo, el motor es rectificado por el circuito de excitación para obtener excitación y comenzar a trabajar.

Presione el botón de parada SB2, se desactiva la bobina KM del contactor, se abre el contacto normalmente abierto del KM, se cierra el contacto normalmente cerrado, se libera el autobloqueo, se desactiva el circuito principal y el motor deja de funcionar.

Para limitar la fluctuación de la corriente continua, se conecta un reactor de suavizado al circuito y la resistencia proporciona un bucle de descarga para el reactor de suavizado cuando el circuito principal se apaga repentinamente.

Para acelerar el frenado y la parada, el dispositivo utiliza un frenado que consume energía, y la resistencia R4 y el contacto normalmente cerrado del contactor del circuito principal constituyen un enlace de frenado. La excitación del motor es alimentada por un circuito rectificador separado. Para evitar que el motor se desmagnetice y cause un accidente de vuelo, en el circuito de excitación, el relé de corriente KA está conectado en serie. La corriente de operación puede ser ajustada por el potenciómetro RP.

3.2 Disparo del tiristor diseño del circuito

El circuito y los parámetros de activación del tiristor se muestran en la Figura 2. El voltaje de los dos puntos A y B en el circuito principal se transforma en -20 V mediante el transformador. Después de la rectificación del puente, se genera una señal de media onda de aproximadamente 100 Hz en 2 puntos y se pasa el R6. Después de dividir R7, el transistor NPN se conecta para amplificar y se genera un impulso de cruce por cero en el colector del triodo. El flanco ascendente del pulso cero es capturado primero por el módulo CCP1, y se registra el tiempo de ocurrencia, seguido por el borde descendente del pulso de pulso cero. La diferencia de tiempo es el ancho del pulso de cruce por cero, y la mitad de su valor es el punto medio del pulso. Con este tipo de método de captura, el punto real de cruce por cero de la corriente alterna se puede obtener con precisión, y la tensión analógica del pin RA1 / AN1 de PIC16F874 se convierte mediante el módulo de conversión de modo ADC. El valor se utiliza como el valor de ajuste del ángulo de control del tiristor (valor de ajuste de la velocidad del motor), el valor de ajuste del potenciómetro RP1 se cambia, y el ángulo de control del tiristor se cambia en consecuencia. Al mismo tiempo, el valor de salida del circuito de medición de velocidad es ingresado por el pin RC0 / T1CKI de PIC16F874, y es contado por el contador TMR1. Calcule la velocidad de rotación como el valor de realimentación de velocidad. La frecuencia de oscilación del microordenador de un solo chip en este sistema adopta 4MHz. Se sabe por las características del ciclo de instrucción del microordenador de un solo chip PIC16F874 que la resolución del ángulo de control del tiristor es el recíproco de un cuarto de la frecuencia de oscilación del microordenador de un solo chip, es decir, 1us, y la mitad -el tiempo de onda de la frecuencia de potencia es de 10ms. Dijo que el ángulo de control puede alcanzar los 10,000 pasos, lo que puede realizar completamente el control de suavizado continuo del motor.

El software del sistema y el diseño del hardware aprovechan al máximo las características del módulo de conversión de analógico a digital PIC16F874 de captura de un solo chip, y las ventajas de la alta frecuencia de oscilación y la respuesta rápida del microordenador de un solo chip, y diseñan los correspondientes circuito de disparo para realizar el módulo de conversión analógico / digital de la microcomputadora de un solo chip PIC16F874. Puede convertir de forma rápida y precisa el valor de configuración de velocidad; El módulo CCP1 puede capturar con precisión el punto de cruce por cero de AC; el módulo de conteo de tiempo del circuito de medición de velocidad puede contar y calcular con precisión la velocidad de realimentación; El módulo CCP2 puede comparar el pulso de disparo de salida de valor Tf en el tiempo. En la aplicación del pequeño sistema de control de velocidad del motor de CC, tiene las características de estructura simple, operación confiable, amplio rango de ajuste, buena continuidad de corriente y respuesta rápida.


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