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PIC16F874单片机为核心解决器的直流电机调速打算

  新颖工业出产中,电动机是首要的驱动设置,目前正在直流电动机拖动体系中已多量采用晶闸管(即可控硅)装备向电动机供电的KZ—D拖动体系,代替了笨重的发电动一电动机的F—D体系,又伴跟着电子本事的高度成长,测速电动机促使直流电机调速逐渐从模仿化向数字化更改,额外是单片机本事的行使,使直流电机调速本事又进入到一个新的阶段,智能化、高牢靠性已成为它成长的趋向。本调速体系采用PIC16F874单片机动作中央措置器,足够诈骗了PIC16F874单片机逮捕、对照、模/数转换模块的特质动作触发电途,其便宜是:构造粗略,能与主电途同步,能稳定移相且有足够的移相范畴,驾驭角调度量可达10000步,可以完毕电机的无级滑润驾驭,脉冲前沿陡且有足够的幅值,脉宽可设定,褂讪性与抗搅扰功能好等。

  (1)式中: Va-电枢电压,Ia-电枢电流,Ra-电枢回途总电阻,Ca-电势常数,测速电动机Φ -励磁磁通。

  正在中小功坦爽流电机中,电枢回途电阻相当小,式(4)中IaRa项可省略不计,由此可睹,直流电机的调速当厘革电枢电压时,转速n随之厘革。

  本体系首要由主控开合,电机激磁电途,晶闸管调速电途(囊括测速电途),整流滤波电途,测速电动机平波电抗器及放电电途,能耗制动电途构成,体系采用闭环PI医治器驾驭。当主控开紧闭合后,单结交流电经晶闸管调速电途驾驭后,又始末桥式整流、滤波、平波电抗器后,获取脉冲小,相接的直流,供应给电机,同时,换取电通过激磁电途整流后,使电机获取励磁,出手事业。医治触发电途中的速率设定电位器RP1,使失当AN1输入电压减小时,PIC16F874单片机输出的驾驭角也相应减小,晶闸管导通角随之减少,主电途输出电压增大,电机速率增大,同时测速电途输出电压也增大,经PI医治器效率后,电机正在设定的速率范畴内褂讪运转。

  按一下启动按钮SB1,接触器KM线圈通电,KM常开触点闭合,常闭触点掀开,启动按钮自锁,主电途导通。晶闸管调速电途通过厘革双向晶闸管驾驭角巨细来驾驭换取电输出,再经桥式整流,滤波后,获得直流,同时,电机通过激磁电途整流后,获取励磁,出手事业。

  按一下放手按钮SB2,接触器KM线圈断电,KM常开触点掀开,常闭触点闭合,自锁排除,主电途断电,电机放手事业。

  为下场限直流电流脉动,电途中接入平波电抗器,电阻 正在主电途卒然断电时,为平波电抗器供应放电回途。

  为了加疾制动与泊车,本装备中采用能耗制动,由电阻R4与主电途接触器常闭触点构成制动症结。电动机激磁由孤单整流电途供电,为了抗御电动机失磁而惹起飞车变乱,正在激磁电途中,串接欠电流继电器KA。举动电流可通过电位器RP举办调度。

  晶闸管触发电途及参数全部如图2所示,来自立电途中A、B两点电压经变压器变压为-20 V,再始末桥式整流后,正在2点出现100 Hz安排的半波信号,通过R6,R7分压后接入NPN三极管举办放大,正在三极管集电极出现过零脉冲,诈骗CCP1模块先逮捕过零脉冲上升沿,记下其发作工夫,紧接着逮捕过零脉冲低重沿,两者的工夫差即为过零脉冲宽度,其值的一半即为脉冲中点,采用云云的逮捕形式能够无误地获得换取电的实质过零点,同时诈骗ADC模傲转换模块转换PIC16F874引脚RA1/AN1模仿电压的值动作晶闸管驾驭角的设定值(电机速率设定值),厘革电位器RP1设定值,相应厘革晶闸管驾驭角巨细,同时测速电途输出值由PIC16F874引脚RC0/T1CKI输入,始末TMR1计数器计数,算出转速,动作速率反应值。本体系中单片机的振荡频率采用4 MHz,由PIC16F874单片机指令周期的特质可知,晶闸管驾驭角的分辩率是单片机振荡频率的四分之一的倒数,即1us,对待工频电的半波工夫10 ms来说,驾驭角可达10000步,所有可以完毕电机的无级滑润驾驭。

  测速电途由附着正在电机转子上的光码盘及电脉冲放大整形电途构成。电脉冲的频率与电机的转速成固定的比例相干,光码盘输出的电脉冲信号经放大整形为标堆TTL电平从PIC16F874单片机引脚RC0/T1CKI输入,通过TMR1计数器举办计数,从而算出转速,将这个转速与预置转速举办对照,得出差值,PIC16F874通过对这个差值举办PI运算,得出驾驭增量,正在CCP2送出晶闸管驾驭角的巨细,从而厘革加正在电机两头的有用电压,最终到达驾驭转速的目标。

  将速率闭环驾驭打算成为榜样I体系,即PI医治器,用来医治晶闸管驾驭角工夫Td,其驾驭算法为:

  个中a1=Kp,Kp-驾驭器的比例系数,T1-积分工夫常数,Ti-采样周期。

  本体系的软件打算模块首要囊括CCP1上升沿逮捕模块,CCP1下升沿逮捕模块,驾驭角设定值A/D转换模块,测速电途脉冲守时计数模块,PI医治器模块,CCP2对照输出模块等,各模块秩序流程图的相干如图3所示。

  假设咱们获得过零点工夫为Tσ,晶闸管驾驭角工夫为Td,那么送入CCP2寄存器CCPR2H:L对照值Tf=Tσ+Td,对照相似后,将正在CCP2引脚上输出高电平,测速电动机使晶闸管导通,然后依照所需的触发脉宽值,再次窜改CCPR2H:L值,使输出高电平触发脉冲保卫肯定的工夫后再回到低电平,云云就杀青一个双向晶闸管触发脉冲输出。

  本体系软件、硬件打算足够诈骗了PIC16F874单片机逮捕、对照、模/数转换模块的特质,以及单片机振荡频率高,反响疾等便宜,打算出相应的触发电途,使得PIC16F874单片机的模/数转换模块能连忙、无误的转换速率设定值;CCP1模块能无误逮捕换取电的过零点;测速电途的守时计数模块能无误地计数,算出反应转速;CCP2模块能实时地对照Tf值输出触发脉冲,正在中小型直流电机调速体系行使中,具有构造粗略,运转牢靠,测速电动机医治范畴宽,电流相接性好,反响疾等特质。

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