Zastosowanie systemu kontroli prędkości silników prądu stałego

  Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego

 

Regulator prądu stałego jest urządzeniem służącym do regulacji prędkości silnika prądu stałego. Górny koniec jest podłączony do źródła zasilania prądem przemiennym, dolny koniec jest podłączony do silnika prądu stałego, a regulator prądu stałego przekształca moc prądu przemiennego w dwa wyjściowe źródła zasilania prądem stałym, jedno wejście do neodymu silnika stałego (stojana), do końca Wprowadzony do twornika silnika prądu stałego (wirnika) regulator prądu stałego dostosowuje prędkość silnika prądu stałego poprzez kontrolowanie napięcia stałego twornika.   Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego. Jednocześnie silnik prądu stałego przekazuje regulatorowi prąd zwrotny. Regulator określa prędkość silnika prądu stałego na podstawie prądu sprzężenia zwrotnego. W razie potrzeby napięcie wyjściowe twornika jest korygowane, aby ponownie wyregulować prędkość silnika.

Schemat kontroli prędkości silnika prądu stałego zasadniczo obejmuje następujące trzy metody:

1. Zmień napięcie twornika;
2. Zmień napięcie uzwojenia wzbudzenia;
3. Zmień rezystancję pętli twornika.

  Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego. Wykorzystując mikrokomputer jednoukładowy do sterowania przesunięciem silnika prądu stałego, ogólnie przyjmując metodę regulacji napięcia twornika, PWM1 i PWM2 są sterowane przez mikrokomputer jednoczipowy w celu generowania zmiennego impulsu, dzięki czemu napięcie na silniku jest również napięciem impulsowym o zmiennej szerokości. Zgodnie ze wzorem

U = aVCC

  Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego. Gdzie: U to napięcie twornika; a jest cyklem roboczym impulsu (0 <a <1); Źródło napięcia VCC DC, tutaj 5 V.

Napięcie twornika silnika jest kontrolowane przez impuls wyjściowy jednokipowego mikrokomputera, a przesunięcie silnika prądu stałego realizowane jest za pomocą technologii modulacji szerokości impulsu (PWM).

Ponieważ w obwodzie mostka H silnik może być napędzany tylko wtedy, gdy poziomy PWM1 i PWM2 są naprzeciw siebie, to znaczy, gdy PWM1 i PWM2 są jednocześnie wysokie lub niskie, nie mogą pracować, więc rzeczywista szerokość impulsu w powyższym postać. Dla B

  Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego. Ustawiamy okres fali PWM na 1ms, a cykl pracy można regulować krokami 100 (różnica między każdym poziomem wynosi 10%), tak że zegar T0 generuje przerwanie timera co 0.01ms i wchodzi w cykl następnego Fala PWM co 100 razy. Na powyższym rysunku cykl pracy wynosi 60%, to znaczy impuls wyjściowy to 0.6ms, a impuls wyłączenia to 0.4ms, więc napięcie twornika wynosi 5 * 60% = 3V.

Mówimy o rotacji do przodu i do tyłu.   Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego. Jeśli skręcimy tylko w jednym kierunku, wystarczy ustawić PWM1 na wysoki lub niski poziom i zmienić tylko zmianę impulsu innego poziomu PWM2, jak pokazano poniżej. Q4 jest włączony, Q3 jest zamknięty, silnik może jedynie regulować prędkość obrotową zgodnie z ruchem wskazówek zegara)

Po ciągłym badaniu i odnoszeniu się do projektu urządzenia master, sterowanie silnikiem krokowym mikrokomputera jednoukładowego jest w końcu zakończone i można realizować obroty do przodu i do tyłu w czasie rzeczywistym, przyspieszanie i zwalnianie silnika krokowego.

     Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego   Jeśli chodzi o zasadę działania silnika krokowego, uważam, że wiele osób już wie, że tym razem jest to czterofazowy silnik krokowy, który wykorzystuje czterofazowy ośmiostrzałowy tryb pracy, a mianowicie: A-AB-B-BC-C- CD-D -DA-A

Kontrolę prędkości silnika prądu stałego można podzielić na metodę kontroli wzbudzenia i metodę kontroli napięcia twornika. Kontrola wzbudzenia jest stosowana oszczędnie, a kontrola napięcia twornika stosowana jest w większości zastosowań.   Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego. Wraz z postępem technologii energoelektronicznej zmianę napięcia twornika można osiągnąć na wiele sposobów, wśród których modulacja szerokości impulsu (PWM) jest powszechnie stosowaną metodą zmiany napięcia twornika. Metoda polega na regulacji napięcia twornika U silnika prądu stałego poprzez zmianę stosunku czasu włączenia napięcia twornika silnika do okresu pobudzania (tj. Współczynnika wypełnienia), tym samym kontrolując prędkość silnika.

 

  Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego. Generator fali trójkątnej służy do generowania fali trójkątnej UT o określonej częstotliwości, która jest dodawana przez sumator do wejściowego sygnału sterującego UI w celu wygenerowania sygnału UI UT, który jest następnie wysyłany do komparatora. Komparator jest wzmacniaczem operacyjnym działającym w stanie otwartej pętli z wyjątkowo wysokim wzmocnieniem w otwartej pętli i ograniczającymi charakterystyką przełączania. Niewielka zmiana różnicy sygnałów między dwoma wejściami powoduje, że komparator wyprowadza odpowiedni sygnał przełączający. Ogólnie rzecz biorąc, ujemne wejście komparatora jest uziemione, a sygnał UI UT jest wprowadzany z zacisku dodatniego. Gdy UI UT> 0, komparator generuje dodatni poziom pełnej amplitudy; gdy UI UT0, komparator generuje ujemny poziom pełnej amplitudy.  Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego.

Proces modulacji fali sygnału przez przetwornik szerokości napięcia i impulsu pokazano na ryc. 2. Z powodu ograniczających właściwości komparatora amplituda sygnału wyjściowego US nie zmienia się, ale szerokość impulsu zmienia się wraz z interfejsem użytkownika. Częstotliwość USA jest określona przez częstotliwość fali trójkątnej.

Gdy sygnał sterujący UI = 0, sygnałem wyjściowym US jest impuls prostokątny o równych dodatnich i ujemnych szerokościach impulsu. Po pierwsze, logiczny sygnał sterujący silnika jest wydawany przez mikrokomputer jednoukładowy, obejmujący głównie sygnał kierunku pracy silnika Dir, sygnał regulujący prędkość silnika PWM i sygnał hamowania silnikiem Hamulec. Następnie TL 494 wykonuje modulację szerokości impulsu, a jego sygnał wyjściowy napędza obwód mocy mostka H w celu napędzania silnika prądu stałego.   Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego. Mostek H składa się z czterech wzmocnionych tranzystorów polowych o dużej mocy, które działają w celu zmiany sterowania silnikiem i wzmocnienia sygnału napędowego.

W obwodzie realizującym sterowanie PWM silnika układ wykorzystuje układ TL494, a jego obwód wewnętrzny składa się z obwodu generowania napięcia odniesienia, obwodu oscylacyjnego, obwodu regulacji okresów przerywanych, dwóch wzmacniaczy błędów, komparatora modulacji szerokości impulsu i obwodu wyjściowego, itp., Układ TL494 Szeroko stosowany w zasilaczach przełączających z pojedynczą końcówką z podwójną rurą, pół-mostem i pełnym mostkiem.   Zastosowanie systemu kontroli prędkości silnika prądu stałego. Wszystkie obwody modulacji szerokości impulsu są zintegrowane. Chip ma wbudowany liniowy oscylator piłokształtny z tylko dwoma zewnętrznymi elementami oscylacyjnymi (jeden rezystor i jeden kondensator). Wbudowany wzmacniacz błędu. Wewnętrznie odrzuca referencyjne źródło napięcia 5V. Czas martwy można regulować. Wbudowany tranzystor mocy zapewnia możliwość napędu 500mA. Naciśnij lub pociągnij dwie metody wyjściowe.