數(shù)字式直流電機雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬件設計(參考版)
2025-06-11 13:56本頁面
【正文】 所以為了防止 飽 和，每個橋臂上串聯(lián)一個 30μH 的電感。因此對晶閘管的電流上升率 必須有所限制。限制過大可在電源輸入端串聯(lián)電感和在晶閘管每個橋臂上串聯(lián)電感，利用電感的濾波特性，使 其 降低。因此作用于晶閘管的正相電壓上升率應有一定的限制。 （ 1）交流側快速熔斷器的選擇 I2= 選取 RLS10 快速熔斷器，熔體額定電流 40A。 電流保護 快速熔斷器的斷流時間短，保護性能較好，是目前應用最普遍的保護措施。 選 R為 CZJD2型金屬化紙介質(zhì)電容器。電容耐壓可選加在晶閘管兩端工作電壓峰值 的 ～ 。允許偏差 +10％（ 253V）。但采用阻容保護易影 響系統(tǒng)的快速性，因此，一般不采用阻容保護，而只用壓敏電阻作過電壓保護 。 R≥ 2U 2/S = 120 2/10 3 = 選取電阻為 ZB110的電阻。F 選取 70181。 （ 1） 交流側過電壓保護 本設計采用阻容保護，如 。實用中常視需要在電路的不同部位選用不同的方法，或者在同一部位同時用兩種不同保護方法。 過電壓保護 不能從根本上消除過電壓的根源，只能設法將過電壓的幅值抑制到安全限度之內(nèi)，這是過電壓保護的基 本 思想。設計晶閘管電路除了正確的選擇晶閘管的額定電壓、額定電流等參數(shù)外，還必須采取必要的過電壓、過電流保護措施。 由表查得 K=，考慮 ～ 2倍的裕量 ( ) ( 1 .5 2 ) 0 .3 6 8 1 .2 4 6 3 0 .4 7 4 0 .6 3T A VIA? ? ? ? ? ，取 ()T AVI ? 49A 故選晶閘管的型號為 KP498。 ② 當元件的冷卻條件低于標準要求時，也應降低元件的額定電流值。 晶閘管的額定電壓 晶閘管實際承受 的最大峰值電壓 TmU ，乘以（ 2～ 3）倍的安全裕量，參照標準電壓等級，即可確定晶閘管的額定電壓 TNU ，即 TNU =（ 2～ 3） TmU ， 整流電路形式為三相全控橋，而26TmUU? ，則 ( 2 3 ) 6 1 2 0 5 8 8 8 8 2TNU V V? ? ?， 取 TNU ? 800V 晶閘管的額定電流 選擇晶閘管額定電流的原則是必須使管子允許通過的額定電流有效值 大于實際流過管子電流最大有效值 ，即 ()T AV dBI KI? ， 考慮（ ～ 2） 倍 的裕量 式中 K 電流計算系數(shù)。由于它具有單向?qū)щ娦裕辉试S電流反向，對過電壓過電流敏感，在低速運行時，導通角很小等缺點 。 電壓比 K=U1/U2=380/120=。 時整流電壓 0dU 與二次電壓 2U 之比，即 02/dA U U? ； B延遲角為 ? 時輸出電壓 dU 與 0dU 之比，即 0/ddB U U? ? —— 電網(wǎng)波動系數(shù)； 1～ —— 考慮各種因數(shù)的安全系數(shù)； 表查 可 得 A=；取 ε= ； ? 角考慮 10176。選擇過大又會造成延遲角 ? 加大，整流元件的耐壓升高，增加了裝置的成本。本設計采用的是直流電機，故還須通過整流電路使之變成連續(xù)的直流電壓。 開始常量和變量的初始化允許軟件定時中斷允許外部中斷允許高速輸出中斷打開總中斷讀取各開關量啟動軟件定時器啟動 A / D 轉換進入待機方式 主程序的流程圖 3 主電路設計與參數(shù)計算 電動機的額定電壓為 110V，為保證供電質(zhì)量，應采用三相減壓變壓器將電源電壓降低；為避免三次諧波電動勢的不良影響，三次諧波電流對電源的干擾，主變壓器采用 D/Y聯(lián)結。 保護現(xiàn)場向 控制寄存器分別送入 . 事件和時間置 輸出結束標志位向 控制寄存分別送入 事件和時間向 控制寄分別送入 事件和時間置 輸出結束標志位置 輸出結束標志位恢復現(xiàn)場 返回 圖 HSO 中斷服務程序流程圖 主程序的設計 主程序功能是初始化常量和變量，開中斷，給一些寄存器設值等。 HSO 中斷服務程序的主要任務就是根據(jù)狀態(tài)標志位產(chǎn)生不同組的 HSO輸出信號，并置相應狀態(tài)標 志位。其控制流程圖如圖 。同步中斷由同步中斷模塊在交流同步信號過零時刻引起 (EXTINTI) 。 (1)同步中斷子程序 為了可靠觸發(fā)三相全橋 6 只晶閘管，該控制系統(tǒng)使用了雙脈沖觸發(fā)信號，一個周期共需輸出 24個 HSO信號，包括 HSO 上升沿和下降沿。這時 HSO 的時間分辨力，也就是定時器 1的時間分辨力為 l? s。 觸發(fā)脈沖的軟件設計 本系統(tǒng)中，用定時器 1 作為 HSO 的時間基準，觸 發(fā)角和脈寬的控制都是靠 HSO 的定時功能來實現(xiàn)的。圖 是軟件定時中斷子程序。至此，轉速測量結束。這個中斷是第二次 HSI0 中斷，把當前的時間作為結束時間 FT。在中斷程序中開 HSI0 中斷 (允許 HSI0 中斷 )，關HSI 數(shù)據(jù)有效中斷 (停止對 1m 計數(shù) )。 (3)啟動 HSI 數(shù)據(jù)有效中斷后，每一個轉速脈沖的上升沿都會引起 HSI 數(shù)據(jù)有效中斷，在每一次HSI 數(shù)據(jù)有效中斷程序中，讓計數(shù)變量 1m 增加 1。首先允許 HSI0 中斷，然后設 HSI 中斷模式為每個脈沖的正跳變引起中斷。下面介紹一下如何在程序中具體實現(xiàn)。當上升沿到來時，讀取計數(shù)器 T1 的值，計算兩次計數(shù)器T1 的差值得到高頻脈沖數(shù) 2m ，這樣就完成了一次轉速測量周期。 將 cf 和 P 的參數(shù)代入上式，得 126250mn m? （ ） 轉速脈沖信號被送到 80C196KC 的 HSI0 引起上升沿中斷，此時開始定時 T0，同時記下計數(shù)器T1 的值， T2 開始對 HSI1 接收到的轉速脈沖計數(shù)，并關閉 HSI0 中斷。當定時 T0 結束時， Ml 停止計數(shù)， M2 繼續(xù)計數(shù)。法對脈沖進行測速。該測速電路充分利用單片機，完成一系列的數(shù)據(jù)采樣、處理，最后計算得到較準確的速度值并顯示該速度。 直流電機 光碼器 整形放大 單片機 顯示 圖 工作原 理圖 圖 測速脈沖電路 由于采用了光電式碼盤作為傳感器，其速度轉換電路，如圖 所示，發(fā)光二極管 LED 發(fā)出紅外光，透過遮光板 TLP 的圓孔照射光敏三極管 T1，使其迅速由截止狀態(tài)變?yōu)閷?，如此反復形成光脈沖信號，經(jīng) T2 的放大，再由 74LS04 反向整形后送給單片機。其裝置具有結構簡單，測速準確度高的優(yōu)點。光電式碼盤是一種非接觸性光電傳感器，它具有測量準確度高、響應速度快、可靠性高和使用壽命長等優(yōu) TXD RXD 80C196KC Vss VDD 點。 80C196KC單片機和 PC的接口電路如圖 。通信協(xié)議如下 :波特率為 9600bps, 8 位數(shù)據(jù)位， 1 位停止位，無奇偶校驗位。 80C196KC 單片機的 1 17 引腳分別為串口的發(fā)送端和接收端。該器件工作性能可靠，外圍器件少，已廣泛應用于RS232通信標準的收發(fā)信號轉換。本文也采用 9 針插座，如圖。 表 幾種接口比較 標準類型 RS232 RS422 RS485 信號模式 單接點式 差動式 差動式 接線方式 最高驅(qū)動端數(shù)目 最高接收端數(shù)目 傳輸距離 傳輸速率 9線 /3線 1 1 15m 115200bps 4線 /2線 1 1 1200m 10Mbps 2線 32 32 1200m 10Mbps RS232C 通信接口標準 數(shù)據(jù)傳輸格式 :RS232C以位串行方式傳輸數(shù)據(jù)格式， 1位起始位， 8位數(shù)據(jù)位， 1位停止位。 圖 MAX813L 與 80C196KC 硬件實現(xiàn)電路圖 通信接口設計 單片機控制完成之后，需將數(shù)據(jù)傳送到上位機，因
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