基于stc52單片機(jī)的直流電機(jī)pwm調(diào)速系統(tǒng)-wenkub
2023-07-09 15:51:18 本頁(yè)面
【正文】 簡(jiǎn)捷，電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速精度等方面達(dá)到較高水平。從上世紀(jì)80年代中后期起，世界各大電氣公司如ABB、通用、西屋、西門(mén)子等都在競(jìng)相開(kāi)發(fā)數(shù)字式調(diào)速傳動(dòng)裝置，經(jīng)過(guò)二十幾年的發(fā)展，當(dāng)前直流調(diào)速已發(fā)展到一個(gè)很高的技術(shù)水平：功率元件采用可控硅；控制板采用表面安裝技術(shù)；控制方式采用電源換相、相位控制[1]。系統(tǒng)以廉價(jià)的STC52單片機(jī)為控制核心，以直流電機(jī)為控制對(duì)象。從系統(tǒng)的角度出發(fā)，對(duì)電路進(jìn)行總體方案論證設(shè)計(jì)，確定電路各個(gè)的功能模塊之間的功能銜接和接口設(shè)置，詳細(xì)分析了各個(gè)模塊的方案論證和參數(shù)設(shè)置。特別是采用了微處理器及其他先進(jìn)電力電子技術(shù)，使數(shù)字式直流調(diào)速裝置在精度的準(zhǔn)確性、控制性能的優(yōu)良性和抗干擾的性能有很大的提高和發(fā)展，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。由于微處理器具有較佳的性?xún)r(jià)比，所以微處理器在工業(yè)過(guò)程及設(shè)備控制中得到日益廣泛的應(yīng)用。整流器的更新?lián)Q代，以晶閘管整流裝置取代了習(xí)用已久的直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組及水銀整流裝置使直流電氣傳動(dòng)完成了一次大的躍進(jìn)[1]。 早期直流傳動(dòng)的控制系統(tǒng)采用模擬分離器件構(gòu)成，由于模擬器件有其固有的缺點(diǎn)，如存在溫漂、零漂電壓，構(gòu)成系統(tǒng)的器件較多，使得模擬直流傳動(dòng)系統(tǒng)的控制精度及可靠性較低[2]。所以，直流傳動(dòng)控制采用微處理器實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，使直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。對(duì)于簡(jiǎn)單的微處理器控制電機(jī)，只需利用用微處理器控制繼電器、電子開(kāi)關(guān)元器件，使電路開(kāi)通或關(guān)斷就可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。目前相比直流電機(jī)和交流電機(jī)他們各有所長(zhǎng)，如直流電機(jī)調(diào)速性能好，但帶有機(jī)械換向器，有機(jī)械磨損及換向火花等問(wèn)題；交流電機(jī)，不論是異步電機(jī)還是同步電機(jī)，結(jié)構(gòu)都比直流電機(jī)簡(jiǎn)單，工作也比直流電機(jī)可靠，但在頻率恒定的電網(wǎng)上運(yùn)行時(shí)，它們的速度不能方便而經(jīng)濟(jì)地調(diào)節(jié)[2]。不同勵(lì)磁方式的直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線有所不同。所以在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常用的方法是電樞控制法。如：由交流電源供電，使用晶閘管整流器進(jìn)行相控調(diào)壓；脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)壓等等。 圖12電樞電壓占空比和平均電壓的關(guān)系圖根據(jù)圖1，如果電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為，占空比為D=/T，則電機(jī)的平均速度為：，可見(jiàn)只要改變占空比D，就可以得到不同的電機(jī)速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的[7]。方案二：采用STC52單片機(jī)、功率集成電路芯片L298構(gòu)成直流調(diào)速裝置。方案三：整個(gè)系統(tǒng)利用52單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生1K左右的PWM脈沖，通過(guò)快速光耦6N137實(shí)現(xiàn)控制單元與驅(qū)動(dòng)單元的強(qiáng)弱電隔離，采用4個(gè)9013和2個(gè)9012構(gòu)成的H橋電路實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的調(diào)速，用光電編碼盤(pán)完成測(cè)速功能。本系統(tǒng)的控制部分均為5V的電壓，采用6N137光耦隔離直流電機(jī)對(duì)單片機(jī)的信號(hào)干擾。本設(shè)計(jì)同樣采用選用雙極式H型PWM變換器。這時(shí)，+加在電樞AB兩端，電樞電流沿回路1流通；當(dāng)時(shí)，和變?yōu)樨?fù)值，和截止；和變成正值，但是和并不能立即導(dǎo)通，因?yàn)樵陔姌须姼嗅尫艃?chǔ)能的作用下，沿回路2經(jīng)二極管、續(xù)流，在和上的壓降使、集電極和發(fā)射極承受反壓，這時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)正負(fù)相間，這是雙極式PWM變換器的特征[2]。當(dāng)，平均電壓為負(fù)值，電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)時(shí)，為正，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，為負(fù)，電動(dòng)機(jī)負(fù)轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，=0，電動(dòng)機(jī)停止。
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1