การออกแบบระบบควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นบันไดของมอเตอร์กระแสตรงโดยใช้ไมโครคอมพิวเตอร์แบบชิปเดี่ยว
ในอุตสาหกรรมการผลิตสมัยใหม่มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ขับเคลื่อนหลัก ปัจจุบันระบบไดรฟ์ KZ-D ซึ่งจัดส่งอุปกรณ์ thyristor (เช่น silicon-controlledlable) ไปยังมอเตอร์ไฟฟ้าได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าโดยเปลี่ยนมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ ระบบ FD พร้อมกับการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่สูงทำให้สามารถควบคุมความเร็วมอเตอร์กระแสตรงจากอนาล็อกเป็นดิจิตอลโดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้เทคโนโลยีชิปเดียวซึ่งนำเทคโนโลยี DC Motor Speed Control มาใช้ใหม่ ความฉลาดและความน่าเชื่อถือสูงได้กลายเป็นแนวโน้มการพัฒนา ระบบควบคุมความเร็วนี้ใช้ไมโครคอมพิวเตอร์แบบชิพเดียว PIC16F874 เป็นโปรเซสเซอร์ระดับกลางซึ่งใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะการจับภาพแบบชิปตัวเดียวชิพ PIC16F874 และการเปรียบเทียบและโมดูลแปลงสัญญาณอนาล็อก / ดิจิตอลเป็นวงจรเรียก ข้อดีของมันคือโครงสร้างที่เรียบง่ายการซิงโครไนซ์กับวงจรหลักการเปลี่ยนเฟสที่ราบรื่นและมีช่วงการเปลี่ยนเฟสที่เพียงพอและการปรับมุมการควบคุมได้ถึง 10,000 เฟสทำให้สามารถควบคุมมอเตอร์ได้อย่างราบรื่น หน้าชีพจรมีความสูงชันและมีความกว้างพอสมควรความกว้างของชีพจรสามารถตั้งค่าความเสถียรและประสิทธิภาพการป้องกันการรบกวนเป็นสิ่งที่ดี
1 หลักการความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง
ในมอเตอร์กระแสตรงขนาดกลางและเล็กความต้านทานความต้านทานตัวเหนี่ยวนำมีค่าน้อยมากและคำว่า IaRa ในสมการ (4) สามารถละเว้นได้ จะเห็นได้ว่าความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงจะเปลี่ยนไปเมื่อมีการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเกราะ
หลักการทำงาน 2 ระบบ
ระบบประกอบด้วยสวิตช์ควบคุมหลักวงจรกระตุ้นด้วยมอเตอร์วงจรควบคุมความเร็วของ thyristor (รวมถึงวงจรวัดความเร็ว) วงจรการแก้ไขและการกรองเครื่องปฏิกรณ์แบบเรียบและวงจรการคายประจุและวงจรเบรคการใช้พลังงาน ระบบควบคุมโดยตัวควบคุม PI แบบวงปิด หลังจากที่สวิทช์ควบคุมหลักถูกปิดไฟ AC แบบเฟสเดียวจะถูกควบคุมโดยวงจรควบคุมความเร็วของไทริสเตอร์และหลังจากเครื่องปฏิกรณ์แบบกรอง, กรองและเรียบเครื่องปฏิกรณ์จะได้รับชีพจรขนาดเล็กและมีกระแสตรงต่อเนื่องซึ่งจะจัดส่งให้กับมอเตอร์ และในเวลาเดียวกันไฟ AC จะผ่านวงจรกระตุ้น หลังจากการแก้ไขแล้วมอเตอร์จะรู้สึกตื่นเต้นและเริ่มทำงาน ปรับแรงบิดของการตั้งค่าความเร็ว RP1 ในวงจรทริกเกอร์เพื่อให้เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของ AN1 ลดลงมุมควบคุมของเอาต์พุตของไมโครคอมพิวเตอร์ตัวเดียว PIC16F874 จะลดลงด้วยเช่นกันมุมการนำของทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นแรงดันขาออกของ วงจรหลักจะเพิ่มขึ้นและความเร็วของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกันแรงดันไฟฟ้าขาออกของวงจรวัดความเร็วยังเพิ่มขึ้น หลังจากการทำงานของตัวควบคุม PI มอเตอร์ทำงานได้อย่างมั่นคงภายในช่วงความเร็วที่ตั้งไว้
3 เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบวงจร
3.1 การออกแบบวงจรหลัก
พารามิเตอร์ของแต่ละส่วนประกอบในวงจรหลักแสดงในรูปที่ 1:
กดปุ่มเริ่มต้น SB1 เคืองขั้วต่อของ KM คอนแทคถูกเปิดใช้งานเปิดสวิทช์เปิดการทำงานของ KM โดยปกติจะเปิดสวิทช์ปิดโดยปกติปุ่มเริ่มต้นจะล็อคตัวเองและวงจรหลักเปิดอยู่ วงจรควบคุมความเร็วของ thyristor ควบคุมเอาท์พุท AC โดยการเปลี่ยนมุมควบคุมของ TRIAC และจากนั้นผ่านการปรับแก้และกรองของสะพาน DC จะได้รับ ในเวลาเดียวกันมอเตอร์จะถูกแก้ไขโดยวงจรกระตุ้นให้เกิดการกระตุ้นและเริ่มทำงาน
กดปุ่มหยุด SB2 ขดลวดชนิด KM ของคอนแทคจะไม่ทำงานโดยที่ตัวเปิดแบบปกติของ KM จะเปิดขึ้นส่วนติดต่อปิดโดยปกติจะปิดตัวเองจะปลดล็อควงจรหลักจะไม่ทำงานและมอเตอร์จะหยุดทำงาน
เพื่อที่จะ จำกัด การกระเพื่อมของกระแสไฟฟ้ากระแสตรงเครื่องปฏิกรณ์แบบเรียบจะเชื่อมต่อกับวงจรและตัวต้านทานจะมีวงจรการปลดปล่อยเครื่องปฏิกรณ์แบบเรียบเมื่อวงจรหลักปิดอยู่โดยฉับพลัน
เพื่อเพิ่มความเร็วในการเบรคและหยุดการทำงานอุปกรณ์จะใช้การเบรคที่สิ้นเปลืองพลังงานและตัวต้านทาน R4 และคอนแทคเมนวงจรหลักที่ปิดสนิทเป็นคอนแทคเล็ดแบบเบรค การกระตุ้นด้วยมอเตอร์ใช้พลังงานจากวงจรเรียงกระแสที่แยกจากกัน เพื่อป้องกันไม่ให้มอเตอร์ถูกขังและทำให้เกิดอุบัติเหตุจากการบินในวงจรกระตุ้นให้เกิดการถ่ายทอดสัญญาณภายใต้กระแส KA แบบอนุกรม สามารถปรับกระแสการทำงานได้ด้วยเครื่อง Potentiometer RP
3.2 Thyristor Trigger วงจรการออกแบบ
วงจรทริกเกอร์และพารามิเตอร์ thyristor แสดงในรูปที่ 2 แรงดันไฟฟ้าจากจุดสองจุด A และ B ในวงจรหลักจะเปลี่ยนเป็น -20V โดยหม้อแปลง หลังจากการแก้ไขด้วยคลื่นความถี่สัญญาณคลื่นครึ่งคลื่นประมาณ 100 เฮิรตซ์จะถูกสร้างขึ้นที่จุด 2 จุดและ R6 จะผ่าน หลังจากแบ่ง R7 ทรานซิสเตอร์ NPN จะเชื่อมต่อเพื่อขยายและจะสร้างชีพจร zero-cross ที่ตัวเก็บข้อมูลของไตรโอด ขอบที่เพิ่มขึ้นของศูนย์ชีพจรจะถูกจับแรกโดยโมดูล CCP1 และเวลาที่เกิดขึ้นจะถูกบันทึกตามขอบตกของชีพจร zero-pulse ความแตกต่างของเวลาคือความกว้างของพัลส์ที่เป็นศูนย์และครึ่งหนึ่งของค่าคือจุดกึ่งกลางพัลส์ ด้วยวิธีการจับภาพแบบนี้จะสามารถหาจุดข้ามศูนย์ที่แท้จริงของกระแสสลับได้และแรงดันไฟฟ้าอนาล็อกของขา PIC16F874 RA1 / AN1 จะถูกแปลงเป็นโมดูลแปลงโหมด ADC ค่าที่ใช้เป็นค่าที่ตั้งไว้ของมุมควบคุม thyristor (ค่าความเร็วมอเตอร์) ค่าที่ตั้งไว้ของโพเทนชิออมิเตอร์ RP1 จะเปลี่ยนไปและมุมควบคุมไทเทอร์จะเปลี่ยนไปตามนั้น ในเวลาเดียวกันค่าเอาท์พุทของวงจรวัดความเร็วจะถูกป้อนโดย PIC16F874 ขา RC0 / T1CKI และนับด้วยตัวนับ TMR1 คำนวณความเร็วในการหมุนเป็นค่าการตอบสนองด้วยความเร็ว ความถี่การสั่นของไมโครคอมพิวเตอร์ตัวเดียวในระบบนี้ใช้ 4MHz เป็นที่รู้จักจากลักษณะของวงจรการเรียนการสอนของไมโครชิปเดี่ยวชิพ PIC16F874 ที่ความละเอียดของมุมควบคุม thyristor คือการเปลี่ยนแปลงของความถี่การสั่นของชิปเดี่ยวไมโครชิปหนึ่งในนั้นคือ 1us และครึ่งหนึ่ง - ประหยัดเวลาในการจ่ายไฟเป็น 10ms กล่าวว่ามุมควบคุมสามารถเข้าถึง 10,000 ขั้นตอนซึ่งสมบูรณ์สามารถควบคุมการปรับความเรียบของมอเตอร์
การออกแบบซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ของระบบช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างเต็มที่ในลักษณะจับภาพแบบ single-chip PIC16F874 การเปรียบเทียบโมดูลการแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลและข้อดีของความถี่การสั่นสูงและการตอบสนองที่รวดเร็วของไมโครคอมพิวเตอร์แบบชิปเดียวและออกแบบให้สอดคล้องกัน วงจรทริกเกอร์เพื่อทำโมดูลการแปลงอนาล็อก / ดิจิตอลของไมโครชิปเดี่ยว PIC16F874 สามารถตั้งค่าความเร็วได้อย่างรวดเร็วและถูกต้อง โมดูล CCP1 สามารถจับจุดศูนย์ของ AC ได้อย่างถูกต้อง โมดูลนับเวลาของวงจรวัดความเร็วสามารถนับและคำนวณความเร็วของข้อเสนอแนะได้อย่างถูกต้อง โมดูล CCP2 สามารถเปรียบเทียบค่าพัลส์ทริกเกอร์การนับ Tf ในเวลา ในการประยุกต์ใช้มอเตอร์ขนาดเล็กระบบควบคุมความเร็ว DC มีลักษณะของโครงสร้างที่เรียบง่ายการดำเนินงานที่เชื่อถือได้ช่วงการปรับตัวกว้างความต่อเนื่องที่ดีในปัจจุบันและการตอบสนองอย่างรวดเร็ว
