Uniwersalna jednostka sterująca do silników wielofazowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Silniki elektryczne

 Komentarze do artykułu

Istnieje ogromna różnorodność silników asynchronicznych, krokowych, kolektorów i wszelkiego rodzaju silników wielofazowych o wysokiej częstotliwości pracujących z częstotliwością 400 ... 1000 Hz, których nie można zmusić do wydajnej pracy z sieci jednofazowej. Jednak nowoczesna elektronika sprawia, że ​​jest to dość łatwe. Aby wirnik silnika wielofazowego wprawił się w ruch obrotowy, konieczne jest podanie na jego uzwojenia ściśle określonej sekwencji impulsów, tj. wytworzyć wirujące pole magnetyczne. Ale jak to zrobić, jeśli oprócz sieci jednofazowej nie ma nic. Silnik trójfazowy zaprojektowany na 380 V / 50 Hz oczywiście można też uruchomić z sieci jednofazowej za pomocą kondensatorów przesuwających fazę, ale jego sprawność będzie bardzo niska, a o zmianie prędkości nie ma co marzyć silnika asynchronicznego. Silników krokowych i silników wysokiej częstotliwości w ogóle nie da się uruchomić.

Aby rozwiązać wszystkie te problemy, stworzono uniwersalną jednostkę sterującą. Poprzez proste przeprogramowanie pamięci ROM możliwa jest zmiana algorytmu wyjścia klawiszy, a co za tym idzie dostosowanie do dowolnego silnika. Rozważ działanie jednostki głównej, której schemat pokazano na ryc.1.

(kliknij, aby powiększyć)

Główny oscylator o częstotliwości 1 kHz jest montowany na chipie D1: 1, D2: 2. Jego częstotliwość jest z góry określona głównie przez prędkość obrotową silnika i ilość używanej pamięci ROM. Aby utworzyć strome fronty, impulsy z generatora przechodzą przez dwa wyzwalacze Schmitta.

Na froncie impulsu z wyjścia D2: 1 przełącza liczniki D3-D5. W przypadku zaniku tego samego impulsu, odwróconego przez układ D2:2, dane z pamięci ROM są nadpisywane do rejestru w układzie D7. Gdy urządzenie jest włączone, liczniki są zerowane przez łańcuch C2R3. W trakcie pracy współczynnik zliczania zależy od tego, w której komórce pamięci wyładowania D7 układu D6 zostanie zapisany log „1”, co z góry określi czas zerowania liczników. Rejestr D7 jest niezbędny, aby impulsy występujące w czasie przełączania adresów ROM nie wpływały na algorytm klawiszy. Liczba liczników zależy od liczby adresów używanych przez układ D6 i może wahać się od jednego do dziesięciu. Obciążenia do 7...20 mA można podłączyć bezpośrednio do wyjść rejestru D30. W przypadku zastosowania większego obciążenia konieczne jest zastosowanie elementów buforujących np. chip D8.

Porozmawiajmy teraz o kluczach wyjściowych i algorytmie działania różnych silników. Na początek rozważmy silnik kolektora pracujący ze stałym napięciem 27 V. Jego obwód przełączający pokazano na ryc. 2.

To najprostszy klucz tranzystorowy montowany na VT1. Tranzystor ten ma dość duże wzmocnienie i diodę włączoną między emiterem a kolektorem. Dlatego jego podstawę za pomocą diody ograniczającej prąd można podłączyć bezpośrednio do wyjścia mikroukładu D7 (ryc. 1).

Na rys. 3 przedstawiono wykres wyjaśniający działanie silnika w trybie modulacji szerokości impulsu (PWM).

Jeśli tranzystor przez pewien czas T będzie bardziej w stanie zamkniętym, wówczas prędkość obrotowa silnika będzie minimalna i odwrotnie. Na koniec okresu konieczne jest wpisanie logu „8” w wyładowaniu D1, aby cykl się powtórzył. Jeśli potrzebujesz stworzyć złożony tryb prędkości, np.: przez 1 s prędkość powinna być maksymalna, przez kolejne 10 s - na poziomie 20%, przez kolejne 5 s - na poziomie 60%, itd. ., następnie należy wyzerować licznik, aby zakończyć cykl całego procesu regulacji i wybrać dokładność taktowania, zmieniając częstotliwość oscylatora głównego. Możesz zainstalować własny klucz z silnikiem lub obciążeniem na każdej magistrali danych, jeśli ich wspólne cykle są zgodne.

Aby sterować silnikiem krokowym, należy użyć trzech lub sześciu klawiszy, w zależności od silnika, narysować algorytm sterowania silnikiem, obliczyć wymaganą liczbę impulsów na cykl silnika i zaprogramować mikroukład. Prędkość silnika można kontrolować, zmieniając częstotliwość oscylatora głównego. Oto schemat (ryc. 4), algorytm (ryc. 5) i program (tabela 1) dla silnika z trzema uzwojeniami.

Tabela 1

(kliknij, aby powiększyć)

Rozważ działanie silnika trójfazowego. Schemat blokowy połączenia silnika z gwiazdą przedstawiono na rys.6.

Różne kluczowe schematy zostaną podane później. Pierwszy klucz jest sterowany z magistrali danych D0, drugi - D1 i tak dalej. Jeśli silnik jest zaprojektowany na częstotliwość 400 ... 1000 Hz, odpowiedni jest dla niego prosty algorytm pokazany na ryc. 7.

W algorytmie moment włączenia klawiszy musi być przesunięty o czas t. Dla różnych kluczy opóźnienie to jest różne i wynosi od kilku mikrosekund do kilku milisekund. Konieczne jest, aby prądy przelotowe nie występowały przez tranzystory kluczy. Do sterowania silnikami asynchronicznymi zaprojektowanymi na częstotliwość 50 Hz konieczne jest wprowadzenie modulacji PWM o częstotliwości 10 ... 20 kHz.

Rysunek 8 przedstawia dodatnią półfalę sinusoidy i jej przybliżone wypełnienie impulsami PWM.

Aby utrzymać niezmienioną moc silnika przy różnych częstotliwościach, konieczne jest obliczenie całkowitego obszaru półfali i wyrównanie obszaru modulacji PWM. W przypadku niskich prędkości obrotowych silnika jest to obarczone instalacją układów ROM o bardzo dużej objętości komórek i odpowiednio żmudnym obliczeniem ich zawartości. Ogólny obraz algorytmu sterowania PWM dla silnika trójfazowego pokazano na ryc. 9, a oprogramowanie układowe ROM z modulacją PWM przy częstotliwości 2 kHz pokazano w tabeli 2. Prędkość obrotowa silnika wynosi 60 obr./min.

(kliknij, aby powiększyć)

Aby sterować silnikiem, wypróbowałem różne rodzaje przełączników zasilania. Wszyscy mają swoje zalety i wady.

Rysunek 10 przedstawia najprostszy obwód bez odsprzęgania od napięcia sieciowego i małego napięcia zasilającego. Na tranzystorach VT1-VT2, rezystorach R1-R3 i diodzie VD1 montowany jest klucz do dodatniej półfali. Na tranzystorze VT3 - klucz ujemnej półfali.

Rysunek 11 przedstawia obwód tranzystora bipolarnego. Jego wadą jest to, że każdy klawisz wymaga dodatkowego niestabilizowanego zasilania 24 V.

(kliknij, aby powiększyć)

Rysunek 12 przedstawia obwód tranzystora polowego z izolacją transoptora. Aby otworzyć tranzystory polowe, duży prąd nie jest potrzebny, więc klawisze są zasilane z tego samego obwodu co silnik.

Obwód zasilania z izolacją transoptorową dla tego przełącznika pokazano na rys.13.

Wszystkie przełączniki, w których zastosowano transoptory, mają jedną istotną wadę: wraz ze wzrostem częstotliwości modulacji czoła impulsów są zaciśnięte.

Być może najbardziej optymalnym w tej chwili jest użycie wyspecjalizowanego trójfazowego układu sterownika IR2130, IR2131 firmy International Rectifier. Zapewnia ochronę prądową, która blokuje wszystkie klawisze i generuje sygnał błędu. Mikroukład jest sterownikiem sześciu kluczy - tranzystorów IGBT lub MOS.ET. Przy zastosowaniu tranzystorów IR.740 można sterować mocą silnika do 5 kW.

Szczegóły dotyczące mikroukładu i zasady sterowania silnikiem można znaleźć w [1]. Wejścia sterownika są zgodne z logiką TTL. Istnieje możliwość skoordynowania go z powyższą jednostką sterującą.

Literatura:

1. Obuchow D., Stenin S., Strunin D., Fradkin A. Moduł sterowania napędem elektrycznym oparty na mikrokontrolerze PIC16C62 i sterowniku IR2131//Chip News. - 1999. - nr 6.

Autor: S.M. Abramów

Zobacz inne artykuły Sekcja Silniki elektryczne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Samojezdne samochody Volvo z widocznością we wszystkich kierunkach 01.03.2015 Samojezdne samochody Volvo, wprowadzone niedawno przez firmę, mają środki zapewniające dokładną lokalizację i pełny widok 360°. Są to radary, kamery i czujniki laserowe. Zduplikowana sieć komputerów przetwarza informacje, tworząc w czasie rzeczywistym mapę, która wyświetla poruszające się i nieruchome obiekty wokół samochodu. Funkcja dokładnej lokalizacji wykorzystuje informacje o obiektach wokół pojazdu, a także dane GPS i cyfrową mapę XNUMXD o wysokiej rozdzielczości, która jest stale aktualizowana danymi w czasie rzeczywistym. System jest dość niezawodny i nie wymaga kontroli kierowcy. Na przedniej szybie zamontowano radar z falą ciągłą 76 GHz i kamerę — dokładnie to samo rozwiązanie, które zastosowano w nowym Volvo XC90. System ten odczytuje znaki drogowe i monitoruje zakręty, wykrywa innych użytkowników drogi i inne obiekty na drodze. Przednie i tylne zderzaki zostały wybrane tak, aby pomieścić cztery anteny radarowe zdolne do wykrywania obiektów we wszystkich kierunkach. Radary obejmują 360°. Ten sam kąt, czyli kołowy widok zapewniają cztery kamery, których zadaniem jest monitorowanie obiektów znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie samochodu. Dwie kamery są zainstalowane pod obudowami lusterek zewnętrznych, trzecia - w tylnym zderzaku, czwarta - w kratce. Kamery te monitorują również oznaczenia dróg. Producent zwraca uwagę, że duży zakres dynamiki pozwala kamerom szybko dostosować się do zmieniającego się oświetlenia, np. podczas wchodzenia i wychodzenia z tunelu. Z przodu pojazdu, pod wlotem powietrza, znajduje się wielowiązkowy czujnik skanowania laserowego. Jego pole widzenia to 140°, zasięg to 150 m. Czujnik umożliwia wykrywanie i rozpoznawanie obiektów znajdujących się przed samochodem. W górnej części przedniej szyby zamontowana jest trójogniskowa kamera. To w zasadzie trzy kamery w jednym korpusie: jedna z szerokim polem widzenia 140 °, druga z polem widzenia 45 ° i trzecia kamera dalekiego zasięgu z wąskim polem widzenia 34 °, która jest niezbędna do większej liczby dokładne postrzeganie głębokości i szacowanie odległości obiektów. Kamera jest w stanie wykryć nagle pojawiających się na drodze pieszych i inne niebezpieczne obiekty. Przestrzeń za samochodem jest monitorowana przez radary dalekiego zasięgu. Są dwa i oba są zamontowane w tylnym zderzaku. Ich odczyty są wykorzystywane do pojazdów nadjeżdżających od tyłu. Są ważne np. przy zmianie pasa. Podczas jazdy z małą prędkością do gry wchodzi dwanaście czujników ultradźwiękowych rozmieszczonych na obwodzie samochodu. Przypominają czujniki istniejących systemów wspomagania parkowania, ale wykorzystują bardziej zaawansowany system przetwarzania sygnału. Czujniki ultradźwiękowe są najbardziej przydatne w sytuacjach, gdy w pobliżu samochodu nagle pojawia się pieszy lub inny obiekt. Korzystając z cyfrowej mapy XNUMXD o wysokiej rozdzielczości, pojazd uzyskuje informacje o środowisku, w tym wysokość, zakręty drogi, liczbę pasów, geometrię tunelu, barierki ochronne, znaki, rampy i inne. W wielu przypadkach pozycjonowanie jest uwzględniane z błędem mierzonym w centymetrach. Działanie systemu lokalizacji pojazdów opiera się na wskazaniach GPS, trójosiowego akcelerometru oraz żyroskopu. Porównując obrazy otrzymywane z kamer i czujników z obrazem na mapie, samochód precyzyjnie określa swoje położenie względem otaczających obiektów. Pozwala to wybrać najlepszą trasę w czasie rzeczywistym, biorąc pod uwagę zmienne, w tym zakręty, ograniczenia prędkości, zasięg znaków i inne czynniki wpływające na płynność ruchu.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Technologia ClearForce zapewniająca wrażliwość wyświetlaczy na nacisk

▪ Off-roadowy smartfon V-Phone X3 z baterią 4500 mAh

▪ Wieczny smak gumy do żucia

▪ klej do metalu

▪ Nowe funkcje modułu WiFi SPWF01SA.11

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Ograniczniki sygnału, kompresory. Wybór artykułu

▪ artykuł Serwis za kozę w stajni. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jak szybko jeżdżą pociągi? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kierowca elektrycznego wózka widłowego. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Posadzki i okładziny ścienne z ksylolitu. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Odbiornik FM na pasmo 430 MHz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024