تصميم نظام تنظيم السرعة بدون خطوات تيار مستمر باستخدام الحواسيب الصغيرة ذات الشريحة الواحدة
في الإنتاج الصناعي الحديث ، المحرك الكهربائي هو معدات القيادة الرئيسية. في الوقت الحاضر ، تم استخدام نظام محرك KZ-D الذي يزود جهاز الثايرستور (أي جهاز تحكم بالسيليكون) للمحرك الكهربائي على نطاق واسع في نظام محرك DC ، ليحل محل المحرك الكهربائي الضخم. أدى نظام FD ، إلى جانب التطور العالي للتكنولوجيا الإلكترونية ، إلى التحول التدريجي في التحكم في سرعة المحرك DC من التناظرية إلى الرقمية ، وخاصة تطبيق تكنولوجيا الرقاقة الواحدة ، التي جلبت تكنولوجيا التحكم في سرعة المحرك DC إلى جديد المرحلة ، ذكي وأصبح موثوقية عالية اتجاهها التنموي. يعتمد نظام التحكم في السرعة الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة PIC16F874 باعتبارها المعالج المركزي ، والتي تستخدم بشكل كامل خصائص وحدة التقطيع أحادي الشريحة PIC16F874 والمقارنة والتحويل الرقمي / التناظري كدائرة تحريك. مزاياه هي: هيكل بسيط ، التزامن مع الدائرة الرئيسية ، تحول طوري سلس ومع نطاق انتقال الطور الكافي والتحكم في زاوية الضبط حتى 10000 خطوة ، يمكن أن يحقق التحكم السلس في التحريك للمحرك. جبهة النبض شديدة الانحدار ولها سعة كافية ، يمكن ضبط عرض النبض والاستقرار وأداء مضاد للتداخل بشكل جيد.
1 مبدأ سرعة المحرك DC
في محركات التيار المستمر المتوسطة والصغيرة ، تكون مقاومة حلقة المحرك صغيرة جدًا ، ويمكن حذف المصطلح IaRa في المعادلة (4). يمكن ملاحظة أن سرعة المحرك DC تتغير عندما يتم تغيير جهد المحرك.
2 مبدأ عمل النظام
يتألف النظام بشكل رئيسي من مفتاح تحكم رئيسي ، ودائرة إثارة حركية ، ودائرة تحكم في سرعة الثايرستور (بما في ذلك دائرة قياس السرعة) ، ودائرة تصحيح وتصفيح ، ومفاعل تمهيد ودائرة تفريغ ، ودائرة كبح لاستهلاك الطاقة. يتم التحكم في النظام من خلال منظم PI ذو حلقة مغلقة. بعد إغلاق مفتاح التحكم الرئيسي ، يتم التحكم في التيار المتردد أحادي الطور بواسطة دائرة التحكم في سرعة الثايرستور ، وبعد تصحيح الجسر والترشيح ومفاعل التنعيم ، يتم الحصول على نبضة صغيرة ، DC مستمر ، والذي يتم توفيره للمحرك وفي نفس الوقت ، تمر طاقة التيار المتردد عبر دائرة الإثارة. بعد التصحيح ، يتحمس المحرك ويبدأ العمل. قم بضبط مقياس السرعة RP1 لتحديد السرعة في دائرة الزناد ، بحيث عندما ينخفض جهد الدخل لـ AN1 ، فإن زاوية التحكم في خرج الحواسيب الصغيرة PIC16F874 تنخفض أيضًا وفقًا لذلك ، تزداد زاوية التوصيل للثايرستور ، جهد الخرج الدائرة الرئيسية يزيد ، وزيادة سرعة المحرك. في الوقت نفسه ، يزيد أيضًا جهد الخرج في دائرة قياس السرعة. بعد عمل منظم PI ، يعمل المحرك بشكل ثابت ضمن نطاق السرعة المحدد.
3 نظام جزء من تصميم الدوائر
3.1 تصميم الدوائر الرئيسية
يتم عرض معلمات كل مكون في الدائرة الرئيسية في الشكل 1:
اضغط على زر البدء SB1 ، يتم تنشيط ملف KM موصل ، يتم إغلاق KM عادة الاتصال المفتوح ، يتم فتح الاتصال مغلقة عادة ، وزر البدء هو قفل الذاتي ، ويتم تشغيل الدائرة الرئيسية على. تتحكم دائرة التحكم في سرعة الثايرستور في خرج التيار المتردد عن طريق تغيير زاوية التحكم في التيرستورات ، ثم من خلال تصحيح الجسر والترشيح ، يتم الحصول على التيار المباشر. في نفس الوقت ، يتم تصحيح المحرك عن طريق دائرة الإثارة للحصول على الإثارة والبدء في العمل.
اضغط على زر الإيقاف SB2 ، يتم فصل لفائف جهاز الموصل KM ، ويفتح موصل KM عادةً فتح الاتصال ، ويتم إغلاق جهة الاتصال المغلقة عادة ، ويتم تحرير القفل الذاتي ، ويتم إلغاء تنشيط الدائرة الرئيسية ، ويتوقف المحرك عن العمل.
من أجل الحد من تموج تيار التيار المستمر ، يتم توصيل مفاعل تمهيد بالدائرة ، ويوفر المقاوم حلقة تفريغ لمفاعل التجانس عندما يتم إيقاف تشغيل الدائرة الرئيسية فجأة.
من أجل تسريع الكبح والتوقف ، يستخدم الجهاز الفرامل التي تستهلك الطاقة ، والمقاوم R4 وموصل الدائرة الرئيسي الذي عادة ما يكون الاتصال مغلقًا يشكل وصلة الكبح. يتم تشغيل إثارة المحرك بواسطة دائرة مقوم منفصلة. من أجل منع المحرك من عدم ممغنطته والتسبب في حادث الطيران ، في دائرة الإثارة ، يتم توصيل KA relay الحالي في سلسلة. يمكن ضبط تيار التشغيل بواسطة مقياس الجهد RP.
3.2 Thyristor Trigger Circuit Design
يتم عرض دائرة الزناد الثايرستور والمعلمات في الشكل 2. يتم تحويل الجهد من النقطتين A و B في الدائرة الرئيسية إلى -20 V بواسطة المحول. بعد تصحيح الجسر ، يتم توليد إشارة نصف موجة من حوالي 100 هرتز عند نقطتين ، ويتم تمرير R6. بعد أن ينقسم R7 ، يتم توصيل الترانزستور NPN بالتضخيم ، ويتم توليد نبضة ذات صفار متقاطع في مجمع الصمام الثلاثي. يتم التقاط الحافة المرتفعة للنبضة الصفرية أولاً بواسطة وحدة CCP1 ، ويتم تسجيل وقت حدوثها ، تليها الحافة السفلى لنبضة النبض الصفرية. فارق التوقيت هو عرض نبضة عابرة الصفر ، ونصف قيمته هو نقطة الوسط النبضية. مع هذا النوع من طريقة الالتقاط ، يمكن الحصول على نقطة الصفر المعبر الفعلية للتيار المتردد بشكل دقيق ، ويتم تحويل الفولطية التناظرية من دبوس PIC16F874 RA1 / AN1 بواسطة وحدة تحويل وضع ADC. يتم استخدام القيمة كقيمة محددة لزاوية التحكم الثايرستور (قيمة مجموعة سرعة المحرك) ، يتم تغيير القيمة المحددة لمقياس الجهد RP1 ، ويتم تغيير زاوية التحكم الثايرستور وفقًا لذلك. في نفس الوقت ، يتم إدخال قيمة خرج دائرة قياس السرعة بواسطة PIC16F874 pin RC0 / T1CKI ، ويتم حسابها بواسطة عداد TMR1. حساب سرعة الدوران كقيمة ردود الفعل السرعة. يعتمد تردد التذبذب للحاسبة الدقيقة أحادية الشريحة في هذا النظام على 4 ميجا هرتز. من المعروف عن خصائص دورة التعليل للحاسب الصغري أحادي الشريحة PIC16F874 أن دقة زاوية التحكم الثايرستور هي متبادلة بربع تردد التذبذب للحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة ، أي 1 ، والنصف الوقت لموجة تردد 10ms. يقال أن زاوية التحكم يمكن أن تصل إلى 10000 خطوة ، والتي يمكن أن تدرك تمامًا التحكم السلس في المحرك.
يستفيد برنامج النظام والأجهزة من الاستخدام الكامل لخصائص التقاط PIC16F874 أحادي الشريحة والمقارنة ووحدة التحويل التناظري إلى الرقمي ومزايا التذبذب العالي والاستجابة السريعة للحاسبات الدقيقة أحادية الشريحة وتصميم التصميم دائرة الزناد لجعل وحدة التحويل التناظرية / الرقمية من PIC16F874 الحواسيب الصغيرة رقاقة واحدة. يمكن بسرعة وبدقة تحويل قيمة إعداد السرعة ؛ يمكن للوحدة CCP1 التقاط بدقة نقطة عبور الصفر من التيار المتردد ؛ يمكن أن وحدة العد توقيت توقيت من دائرة قياس السرعة بدقة وحساب سرعة ردود الفعل. يمكن أن وحدة CCP2 مقارنة نبض الناتج نبض قيمة Tf في الوقت المناسب. في تطبيق نظام التحكم في سرعة المحرك DC الصغير ، فإنه يتميز بخصائص البنية البسيطة ، التشغيل الموثوق ، نطاق التعديل الواسع ، الإستمرارية الحالية الجيدة والاستجابة السريعة.
