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大功率直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)之電源系統(tǒng)研究-資料下載頁(yè)

2025-06-27 13:50本頁(yè)面
  

【正文】 光耦隔離開(kāi)關(guān) 總系統(tǒng)中的最小單片機(jī)部分圖 最小單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用了 89S51 單片機(jī),由最小單片機(jī)系統(tǒng)組成,并將單片機(jī)的P26 口作為輸出口,輸出占空比不同的矩形波,供給后續(xù)驅(qū)動(dòng)電路部分,在單片機(jī)的外圍擴(kuò)展了兩個(gè)按鍵,K1 作為加速按鍵,K2 作為減速按鍵,進(jìn)行調(diào)速控制。 總系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)電路部分圖 驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)部分主要由用的光電耦合器和 IGBT 組成,由單片機(jī)的 P26 口提供的信號(hào),P26 當(dāng)為高電平時(shí),發(fā)光管導(dǎo)通,光電耦合器輸出低電平,IGBT 關(guān)閉,回路關(guān)閉。當(dāng) P26 口為低電平時(shí),發(fā)光管關(guān)閉,光電耦合器輸出為高電平,IGBT打開(kāi),回路導(dǎo)通。 單片機(jī)工作電源部分圖 電源電路電源部分采用的是三端穩(wěn)壓器 7805,輸入由 ACDC 變壓器提供+9V 直流電,經(jīng) 7805 穩(wěn)壓,由電容濾波,輸出+5V 電壓,為單片機(jī)提供工作電源。 7805 穩(wěn)壓管7805 能使輸入電壓(正常條件 725 伏)轉(zhuǎn)化為 5 伏左右輸出,供光耦隔離開(kāi)關(guān)發(fā)光部分及單片機(jī)等供電。價(jià)格便宜,使用方便。 系統(tǒng)電路總設(shè)計(jì)圖 總體電路原理圖設(shè)計(jì)采用定頻調(diào)寬法:T1+T2 保持一定,使 T1 在 0~T 范圍內(nèi)變化來(lái)改變a 的值從而達(dá)到調(diào)壓的目的。以 89S51 單片機(jī)系統(tǒng)和 7805 穩(wěn)壓電源系統(tǒng)以及光電耦合 IGBT 部分組成。由鍵盤(pán) K1 和 K2 發(fā)出指令,單片機(jī)處理后經(jīng) P26 口發(fā)出矩形波,通過(guò)占空比的調(diào)節(jié)達(dá)到電機(jī)調(diào)速的目的。當(dāng)按下 key1 按鍵時(shí),IGBT功率管 1 腳的高電平占空比增大,電樞電壓增大,電機(jī)轉(zhuǎn)速增大;當(dāng)按下 key2按鍵時(shí),IGBT 功率管 1 腳的高電平占空比減小,電樞電壓減小,電機(jī)轉(zhuǎn)速減小。從而通過(guò)單片機(jī)達(dá)到簡(jiǎn)單調(diào)速的目的。 PWM 實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1) 在 PWM 不可逆系統(tǒng)中例:設(shè)置 為 220V 時(shí),轉(zhuǎn)速 1000N/M,開(kāi)關(guān)期間周期 T=20MS,導(dǎo)通時(shí)間sU=5MS, 為占空比。ont?= =dsonUTt?s= = ,得出 =55V。?Tton41205?d現(xiàn)需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為 2022N/M,經(jīng)計(jì)算需要 =110V,則dU110V= *220V,推算出 ==10MS,所以只需將 = = ,就Ston02. ont ?Tton21可以實(shí)現(xiàn)。(2) 在 PWM 可逆系統(tǒng)中例:設(shè)置 為 220V 時(shí),轉(zhuǎn)速 1000N/M,開(kāi)關(guān)期間周期 T=20MS,導(dǎo)通時(shí)間sU=4MS, 為占空比。ont? sonsonsond UTtTtt )12(????= = ,得出 =132V。根據(jù) PWM 可逆系統(tǒng)輸出電壓特性曲?Tton51204dU線(xiàn),當(dāng) = 時(shí), =0,電動(dòng)機(jī)停止;當(dāng) 時(shí), 為正,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng) ??21??時(shí), 為負(fù),電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。所以當(dāng) = 時(shí),電動(dòng)機(jī)是反轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速21? 51000N/M。同理調(diào)節(jié) =12MS 時(shí), = = ,通過(guò)計(jì)算 =44V,轉(zhuǎn)ont?Tton3201?dU速為 200N/M,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn) 程序 程序設(shè)計(jì)思想當(dāng)按 key1 鍵時(shí),電壓升高,轉(zhuǎn)速上升,當(dāng)按 key2 鍵時(shí),電壓下降,轉(zhuǎn)速下降。定時(shí)器 1 中斷用來(lái)產(chǎn)生周期為 1ms 的脈寬信號(hào),定時(shí)器每次中斷后改變下一次的定時(shí)設(shè)置,設(shè)置值由按鍵決定,按 key1,高脈寬定時(shí)時(shí)間加大,按key2,低脈寬定時(shí)時(shí)間增大,每次變化 10uS。 程序框圖 圖 程序框圖 程序編譯ORG 0000HAJMP MAINORG 001BHAJMP INTT1ORG 0100HMAIN: MOV60H,0FEH //存放高電平的脈寬時(shí)間,定時(shí) 500usMOV61H,0CHMOV62H,0FEHMOV63H,0CH //存放低電平的脈寬時(shí)間,定時(shí) 500us,剛開(kāi)始時(shí),高低電平各為 50%,此時(shí)電壓為輸入電壓的一半,電機(jī)此時(shí)的轉(zhuǎn)速為最低。調(diào)速設(shè)定為向上調(diào)節(jié),即按加鍵時(shí)轉(zhuǎn)速上升,此時(shí)按減鍵,轉(zhuǎn)速不變。MOVTMOD,10H //定時(shí)器 1 用來(lái)產(chǎn)生脈寬,周期固定為 1mS,MOVTH1,60HMOVTL1,61HSETB EASETB ET1SETB PT1SETB TR1SETB READKEY:SETB ,DELAY,DELAYAJMP READKEYDELAY: LCALL DL10MS 。去抖SETB ,HAVEKEY1 //假設(shè)電路板接兩個(gè)鍵,分別為 key1 和 key2,key1為脈寬增加,key2 為脈寬減小,HAVEKEY2AJMP READKEYHAVEKEY1:MOVA,61H //是加鍵,60H61H 值減小,高電平脈寬增加,62H63H 值增大,低電平時(shí)間減小CLRCSUBB A,0AHMOV61H,AMOVA,60HSUBB A,00HMOV60H,ACLRCMOVA,63HADDA,0AHMOV63H,AMOVA,62HADDC A,00HMOV62H,AMOVR2,60HMOVR3,61HMOVR6,0FCHMOVR7,18HLCALL NSUB1JNCCONTINUMOV60H,0FCH //超出調(diào)速范圍,即高脈寬大于 1ms 溢出了,則保持此數(shù)值MOV61H,18HMOV62H,0FFHMOV63H,0FBHCONTINU:AJMP NOTXSHAVEKEY2:MOVA,63H //是減鍵,60H61H 值增加,高電平脈寬減小,62H63H 值減小,低電平時(shí)間增大CLRCSUBB A,0AHMOV63H,AMOVA,62HSUBB A,00HMOV62H,ACLRCMOVA,61HADDA,0AHMOV61H,AMOVA,60HADDC A,00HMOV60H,AMOVR2,62HMOVR3,63HMOVR6,0FDH。0FCH //考慮到低電平過(guò)多,電壓很低,電機(jī)無(wú)法運(yùn)行,所以設(shè)定低電平最長(zhǎng)保持 700us,高電平最少 300usMOVR7,44H。18H //0FC18 是低電平保持 1ms,高電平幾乎為 0 的情況,這種情況輸出電壓幾乎為 0,電機(jī)停止LCALL NSUB1JNCNOTXSMOV60H,0FEH //高電平最少保持 300us,低電平最大 700usMOV61H,0D4HMOV62H,0FDHMOV63H,44HNOTXS: LJMP READKEYRET //雙字節(jié)減法子程序,功能:(R2R3)(R6R7)R4R5NSUB1: MOVA,R3CLRCSUBB A,R7MOVR5,AMOVA,R2SUBB A,R6MOVR4,ARET //定時(shí)器 1 中斷,總周期 20ms,其中高電平時(shí)間由 6061h 決定,低電平時(shí)間由 62H,63h 確定。定時(shí)的時(shí)間由鍵盤(pán)設(shè)定,按加鍵 60H61H 每次設(shè)定減小 500uS 的時(shí)間,使高電平時(shí)間增加,按減鍵 62H,63H 每次設(shè)定減少 500uS 的時(shí)間,高電平時(shí)間減小INTT1:PUSH PSWPUSH ACCSETB RS0CLRRS1JNB20H,XGTHTLCLR20HMOVTH1,62HMOVTL1,63HSETB AJMP RETIENDXGTHTL: SETB 20HMOVTH1,60HMOVTL1,61HRETIEND:POPACCPOPPSWRETIDL10MS: MOVR6,30DDCWM: MOVR7,0FAHDCWM: DJNZ R7,DCWMDJNZ R6,DDCWMRETEND4 設(shè)計(jì)方案的對(duì)比和選擇脈寬調(diào)制(PWM)系統(tǒng)與 VM 系統(tǒng)的對(duì)比:與 VM 系統(tǒng)相比,PWM 系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性:1)主電路線(xiàn)路簡(jiǎn)單,需用的功率器件少。2)開(kāi)關(guān)頻率高,電流容易連續(xù),諧波少,電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。3)低速性能好,急速精度高,調(diào)速范圍寬,可達(dá) 1:10000 左右。4)若與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合,則系統(tǒng)頻帶寬,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。5)功率開(kāi)關(guān)器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),導(dǎo)通損耗小,當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率適當(dāng)時(shí),開(kāi)關(guān)損耗也不大,因而裝置效率較高。6)直流電源采用不控整流時(shí),電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流高??傊?,PWM 既經(jīng)濟(jì)、節(jié)約空間、抗噪性能強(qiáng),是一種值得廣大工程師在許多設(shè)計(jì)應(yīng)用中使用的有效技術(shù)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 PWM 控制的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。5 參考文獻(xiàn)[1].機(jī)械工業(yè)出版社,2022[2].機(jī)械工業(yè)出版社,2022[3].機(jī)械工業(yè)出版社,2022[4]電力電子應(yīng)用技術(shù).莫正康.機(jī)械工業(yè)出版社,2022[5]電力電子技術(shù).黃俊,王兆安.機(jī)械工業(yè)出版社,2022[6]過(guò)程控制.徐兵.機(jī)械工業(yè)出版社,2022[7]MCS51 單片機(jī)原理與應(yīng)用. 康維新.中國(guó)輕工業(yè)出版社,2022[8]計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ).徐士良.清華大學(xué)出版社,2022[9]數(shù)字電子技術(shù)(第二版), 郭永貞.董爾令.西安電子科技大學(xué)出版社,2022[10]自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)教程.王宏文.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2022[11]單片機(jī)原理及應(yīng)用. 劉小成,:華東理工大學(xué)出版社,2022[12]單片機(jī)課程設(shè)計(jì).楊居義,楊堯,楊曉琴,:清華大學(xué)出版社,2022[13]自動(dòng)控制理論. 夏得砛、翁貽方. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2022[14]電動(dòng)機(jī)調(diào)速的原理及系統(tǒng). 楊興姚. 北京:北京水利電力出版社,2022[15]智能儀器原理及設(shè)計(jì). 王選民. 北京:清華大學(xué)出版社,2022[16]Wang ELECTRIC POWER EDUCATION 2022 [17]Hu Minqiang, Cheng Ming,Li OF ELECTRICAL amp。 ELECTRONIC EDUCATION 20226 致 謝這一次的畢業(yè)論文讓我學(xué)到了很多東西,論文的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同于課程設(shè)計(jì),要求思路清楚,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),讓我真正體會(huì)到理論應(yīng)用于實(shí)際的重要性,親身設(shè)計(jì)讓我了解到自己還有很多不足,知識(shí)的寬廣和理論的互相應(yīng)用讓我進(jìn)一步體會(huì)到知識(shí)的融合和靈活應(yīng)用是多么重要。對(duì)于即將畢業(yè)的我來(lái)說(shuō),畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)是我學(xué)習(xí)生涯的終極挑戰(zhàn),對(duì)于初出茅廬的我來(lái)說(shuō)壓力非常之大。在此衷心感謝宋元鶴教授的關(guān)心和指導(dǎo),宋老師對(duì)知識(shí)的理解和追求真理的精神將永遠(yuǎn)鞭策我。同時(shí)感謝在論文設(shè)計(jì)中過(guò)程幫助我的朋友,你們的關(guān)心我永遠(yuǎn)銘記于心。
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