RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ
Ücretsiz kütüphane / Radyo-elektronik ve elektrikli cihazların şemaları

Kollektör elektrik motorunun mikrodenetleyici hız kontrolörü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Ücretsiz teknik kütüphane

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Elektrik motorları

makale yorumları

Pek çok sürücüde, özellikle elektrikli ev aletlerinde, seri uyarmalı kollektör motorları yaygın olarak kullanılmaktadır. Kontrollü tristör doğrultucular kullanan bu tür motorlar için çok sayıda hız kontrol cihazı çeşidi vardır (örneğin, "Tristörler. Teknik Referans" kitabına bakın / İngilizce'den V. A. Labuntsova ve diğerleri - M .: Energy, 1971'e çevrilmiştir).

Elektrikli sürücüyü yazılım düzeyinde kontrol etmenin ana işlevlerinin uygulanmasıyla bu cihazlarda mikrodenetleyicilerin (MC) kullanılması, niteliksel olarak yeni fırsatlar açar. Bu durumda regülatör, MK hafızasında kayıtlı programı değiştirerek elektrikli sürücüler veya diğer yükler için çeşitli seçenekleri kontrol edecek şekilde yapılandırılabilme özelliği ile oldukça evrenseldir.

Makale, yazarlar tarafından Microchip Technology'den PIC16F84 MK'ye dayalı olarak geliştirilen böyle bir regülatörün bir versiyonunu açıklamaktadır.

Önerilen cihaz, DC devrelerinde, özellikle araçların elektrikli tahrikinde yaygın olarak kullanılan bir darbe voltaj regülasyonu yöntemini kullanır [1].

Yöntemin özü, temassız bir anahtar eleman aracılığıyla yüksek tekrarlama oranına sahip darbelerle motora voltaj uygulanması gerçeğinde yatmaktadır. t ve (Şekil 1) süreli bir darbe sırasında, elektrik motoruna U güç kaynağının tam voltajı uygulanır ve motor devresindeki akım artar ve bir duraklama tn sırasında voltaj kesilir ve akım, kendinden endüksiyonlu EMF'nin etkisi altında yavaş yavaş azalır ve bloke edici diyot devresinden kapanır. Elektrik motorunun terminallerindeki Ucp geriliminin ortalama değeri ve dolayısıyla hızı, darbe süresinin ti'nin anahtarlama süresine T=ti + tn oranına eşit olan görev döngüsü K3 değiştirilerek düzenlenir: UCP = K3U; K3 = ti /T. (1)

Kolektör motorunun mikrodenetleyici hız kontrolörü

Akım dalgalanmalarının genliğini azaltmak ve düzenleme aralığını genişletmek için anahtar eleman, T = Tmin/4K3(1-K3) ilişkisine göre anahtarlama periyodunun süresinde eş zamanlı bir değişiklikle bir frekans genişliği kontrolü tarafından kontrol edilir. ), (2) ve mikrodenetleyicinin hızı; bu durumda Tmin 2,5 ms'ye eşit alınır.

Bir elektrikli sürücünün mikrodenetleyici kontrolünün yeteneklerini göstermek için, önerilen cihazda aşağıdaki işlevler kümesi uygulanır:

- K3 doldurma faktörünü %0'lik adımlarla %100 ... 2 aralığında değiştirerek hız kontrolü. Elektrikli tahrikin mekanik özelliği (dönüş hızının şaft üzerindeki torka bağımlılığı) yumuşaktır: artan yük ile, elektrik motorunu ve güç kaynağını aşırı yüklenmelerden koruyan dönme hızı azalır;

- sapma ile kapalı döngü kontrolü ilkesini kullanarak ayarlanan hızı ±%5'lik bir doğrulukla korumak: hızın gerçek değeri ayarlanan değerle karşılaştırılır ve bir sapma varsa, sapmaya kadar K3 programlı olarak değiştirilir elimine edilir;

- elektrik motorunun milinin (geri) dönüş yönünün değiştirilmesi;

- sürücü durduğunda fren elemanını açmak için bir sinyalin üretilmesi;

- elektrik motorunun acil durum modu sensörlerinin (kullanılıyorsa) sinyallerine göre ve ayrıca programın yürütülmesinde arıza olması durumunda otomatik olarak kapatılması;

- besleme voltajı darbelerinde geçici bir kayma ile iki elektrik motorunu kontrol etme yeteneği;

- sürücünün toplam çalışma süresi hakkında MC bilgilerinin geçici olmayan belleğinde muhasebeleştirilmesi ve saklanması;

- seçilen kontrol algoritmasının (hız stabilizasyonu olsun veya olmasın) ve dönüş yönünün yanı sıra görev döngüsü değerleri, ayarlanan ve gerçek hızların görsel gösterimi.

Belirli uygulamalarda, bu işlevlerden bazıları kullanılmayabilir.

Motor kontrol cihazının şematik bir diyagramı, Şek. 2. Temeli, 1 MHz saat frekansında çalışan MK DD10'dir. Kontroller, B MK bağlantı noktasının RB1 - RB2 bitlerine bağlı SB3 ("İleri"), SB0 ("Durdur") ve SB2 ("Geri") düğmeleridir. Gerekirse, SB2 düğmesine paralel olarak yük akım sensörünün çıkışını bağlayabilirsiniz; bu, ayarlanan akım eşiği aşıldığında sürücüyü güç kaynağından ayırır.

(büyütmek için tıklayın)

Anahtar eleman olarak güçlü bir kompozit transistör KT834V (VT2) kullanıldı. Tabanın büyük akım aktarım katsayısı nedeniyle, doğrudan akım sınırlayıcı direnç R4 aracılığıyla B bağlantı noktasının RB5 çıkışından gelen voltaj tarafından kontrol edilir.

Kontrol programı, benzer bir anahtar elemanın girişini RB5 çıkışına bağlayarak ikinci bir elektrik motorunun eşzamanlı kontrolünü sağlar. Aynı zamanda, kaynak devresindeki akım dalgalanmalarını azaltmak için, ikinci motor için gerilim darbeleri, Şekil 1'de gösterildiği gibi, darbe süresi ti'ye eşit bir zaman kayması ile oluşturulur. XNUMX, bir ve b.

Güçlü alan etkili veya hibrit güç transistörleri, kontrol devrelerinin doğrudan MC terminallerine [2] bağlı olduğu cihazda anahtar olarak kullanılabilir, bu da regülatörün yüzlerce kilovata kadar güce sahip güç sürücülerinde kullanılmasına izin verir. örneğin elektrikli araçlarda.

Elektrik motorunun tersi, K1 rölesinin anahtarlama kontakları kullanılarak elektrik motorunun (LM1) uyarma sargısındaki akımın yönü değiştirilerek gerçekleştirilir. Sargısı, RB1 MK çıkışından gelen voltaj tarafından kontrol edilen transistör VT3'in kollektör devresine dahil edilmiştir.

Regülatör, dört anahtarlama kontağı olan bir REN18 rölesi (pasaport РХ4.564.505) kullanır (güvenilirliği artırmak için K1.1 ve K1.2 gruplarının her birinde iki kontak paralel bağlanır). Kontakların anahtarlanması, elektrik motorunun enerjisi kesildiğinde (K3 = 0) gerçekleşir, bu da anahtarlama kapasiteleri için gereklilikleri önemli ölçüde azaltır.

Motorun nominal akımına bağlı olarak, alan sargısını anahtarlamak için daha güçlü bir anahtarlama cihazı gerekebilir. Ters çevrilemez bir elektrikli tahriki kontrol ederken, bu elemanların kullanılmasına hiç gerek yoktur.

Program, kapatıldığında sürücüyü hızlı bir şekilde durdurmak veya motor mili üzerindeki negatif yüklerle stabilizasyon modunda hızı sınırlamak için bir fren elemanı içeren RB6 MK'nin çıkışında bir sinyal oluşturulmasını sağlar. Böyle bir öğe yoksa, belirtilen sinyal kullanılmaz.

RB7 çıkışı, fotoelektrik hız sensöründen darbeler alır. Bir IR yayan diyot VD5, bir VD6 fotodiyot, bir VT3 transistörüne dayalı bir amplifikatör [3] ve motor miline monte edilmiş, yaklaşık 10 mm çapında çapsal olarak aralıklı iki deliği olan bir diskten oluşur. Şaft döndüğünde, IR ışınları kısa bir süre için bir devirde fotodiyodu iki kez aydınlatır ve transistör VT3'ün kollektör devresinde voltaj darbeleri oluşur. RB7'nin girişine girerek, B bağlantı noktasından MC'nin kesintiye uğramasına neden olurlar. Bu kesintilere bağlı olarak, MC motor milinin her bir devrinin süresini ölçer ve ölçülen aralığı, nominal yüzdeye göre normalleştirilmiş bir dönüş hızına dönüştürür. Bu durumda 100 min-3000 dönüş hızı %1 olarak alınır.

Görev faktörü sıfıra ulaştıysa (güç kapalı) ve motor belirtileni aşan bir açısal frekansla dönmeye devam ederse, MC bağlantı noktası B'nin RB6 biti aracılığıyla aktüatöre bir fren komutu verir.

Çıkış için yapılandırılmış beş bitlik bağlantı noktası A, HG1 dijital göstergesinin yedi bitini dinamik olarak kontrol etmek için kullanılır. RA3 biti aracılığıyla, DD1 ikili sayacının C3 girişi, görüntülenen ondalık basamak hakkında bilgi alır (karşılık gelen darbe sayısı şeklinde) ve RA4 biti aracılığıyla sayaç sıfırlanır. DD4 kod çözücü, sayacın çıkışındaki ikili kodu yedi öğeli bir gösterge koduna dönüştürür.

RAO-RA2 MK'nin çıkışlarından DD2 kod çözücünün adres girişlerine, HG1 göstergesinin bit numarası, DD4 sayacının içeriğinin görüntülenmesi gereken ikili kodda sağlanır. Dekoderin 0 - 6 çıkışlarındaki voltajlar, göstergenin karşılık gelen bitlerini sırayla etkinleştirerek yedi haneli bir görüntü sağlar ve kod çözücünün kullanılmayan çıkışında voltaj oluşumu aralıklarında, gösterge kapanır ve görüntülenen rakam sayaca yüklenir.

Cihaz açıldığında, MK otomatik olarak sıfırlanır ve hafızasında kayıtlı olan programın yürütülmesi başlar. MC'nin ve kontrol programının ilk başlatılması gerçekleştirilir: zamanlayıcı / sayaç ön ölçekleyici ve giriş / çıkış için A ve B portlarının hatları yapılandırılır, gerekli başlangıç sabitleri kullanılan değişkenlere girilir, zamanlayıcı / sayaçtan kesintiler ve B bağlantı noktasının RB7 bitindeki giriş voltajı seviyesindeki değişikliklere izin verilir.Bu işlemlerden sonra, program döngüsel olarak HG1 dijital göstergesi hakkında bilgi görüntüler ve SB1-SB3 düğmelerinin durumunu sorgular.

Elektrikli sürücü, kullanıcı tarafından seçilen iki algoritmaya göre kontrol edilebilir.

Stabilizasyon modu açık. Kullanıcı, motor milinin gerekli hızını ayarlar ve MC, gerçek hızı saniyede birkaç kez ölçer ve sonuca bağlı olarak, besleme voltajı dalgalanmalarından bağımsız olarak ayarlanan frekansı koruyacak şekilde doldurma faktörü K3'ü düzeltir. ve motor mili üzerindeki direnç momentindeki değişiklikler.

Stabilizasyon modunu açmak için, sürücü durdurulduğunda SB2 ("Durdur") ve SB1 ("İleri") düğmelerine aynı anda basmak, kapatmak için - SB2 ("Durdur") ve SB3 ("Geri") gereklidir. ). Bu moddaki gösterge, bilgileri 5_XXX_YYV biçiminde görüntüler; burada 5, MC'nin stabilizasyon modunda çalıştığının bir işaretidir, XXX, MC'nin sürdürmek için oluşturduğu %0'lik artışlarla %100'dan %2'e kadar yüzde cinsinden mevcut görev döngüsüdür. ayarlanan hız, a YYY - %0'lik artışlarla %100 ila %5 aralığında nominal değerin yüzdesi olarak sürücü hızını ayarlayın.

Stabilizasyon modu devre dışı. Kullanıcı gerekli doldurma faktörü K3'ü ayarlar. Hız geri besleme sinyali kullanılmaz. Gösterge bilgileri XXX_YYY formatında görüntüler; burada XXX, motor milinin ölçülen mevcut hızıdır (saniyede birkaç kez ölçülür) ve YYY, %3'lik artışlarla %0'dan %100'e kadar belirtilen görev faktörü K2'tür.

Program, MK'de yerleşik olan zamanlayıcı/sayacı kullanarak, motorun çalıştığı süreyi dakika cinsinden sayar ve değerini kalıcı veri belleğine periyodik olarak kaydeder. Sürücü durdurulduğunda SB2 düğmesine basıldıktan sonra ilgili bilgi göstergede görüntülenir. Dakika sayacı 8192 değerine (yaklaşık 136,5 saat) ulaştığında sıfırlanır.

İki güç anahtarının kontrol darbeleri, MK tarafından RB4, RB5 çıkışlarında, Şekil 1'de gösterilen sırayla zamanlayıcı / sayaçtan gelen kesintilerle oluşturulur. 3. Sonuç olarak, K0,5 ≤ 3'te, herhangi bir anda iki motordan yalnızca biri güç kaynağına bağlanır ve K0,5 > XNUMX'te, elektrik motoru tüketim akımları kısmen üst üste gelir ve bu da güç kaynağı çalışma modunu iyileştirir .

(1), (2) ve şek. 1, MK program belleğinde bulunan bir tablodan zamanlayıcıya yüklenir. Tablodaki adres, gerekli doldurma faktörü K3 ile belirlenir.

"Ürün yazılımı" ROM MK kodları tabloda gösterilmiştir.

(büyütmek için tıklayın)

Herhangi bir nedenden kaynaklanan kontrol programının beklenmeyen davranışı durumunda, watchdog timer komutu MC'yi sıfırlar ve sürücüyü acil bir durumda durdurur.

Program kaynak kodu

MK'yi programlarken, yapılandırma baytında aşağıdaki bilgiler belirtilmelidir: jeneratör tipi - HS, Watchdog zamanlayıcısı ve Güç açma zamanlayıcısı - etkinleştirildi. Program izin verilen maksimum hız olan 3000 dk -1 için tasarlanmıştır. Bu değeri değiştirmek için, ölçüm prosedüründe diğer sabitleri ayarlamanız gerekir (orijinal programın metnindeki yorumlara bakın).

Ek olarak, takometre diskindeki delik sayısı değiştirilerek maksimum hızın değeri kademeli olarak değiştirilebilir. Örneğin, maksimum 1500 min -1 frekansı elde etmek için dört delik açılmalıdır.

Regülatörün düşük voltajlı kısmına güç sağlamak için, 5 mA'ya kadar bir akımda 150 V voltaj sağlayan herhangi bir düşük güç kaynağı kullanabilirsiniz. Kontrol programında değişiklik yapılmayan MK PIC16F84, yine 16 MHz saat frekansında çalışacak şekilde tasarlanmış daha ucuz bir PIC84C10 ile değiştirilebilir. HG1 dijital göstergesi olarak, benzer bir kontrole sahip başka herhangi birini kullanabilirsiniz. Doğrultucu köprü diyotları VD3, transistör VT2 ve röle kontakları K1, regülatör tarafından kontrol edilebilecek maksimum sürücü gücünü belirler.

Regülatör, 400 W üniversal kollektör motoruyla çalışırken test edilmiştir. Bu durumda, VT2 transistörü, toplam soğutma yüzey alanı yaklaşık 100 cm2 olan bir ısı emici üzerine kuruldu.

Doğru şekilde programlanmış bir MK ile servis verilebilir bileşenlerden doğru şekilde monte edilmiş bir regülatörün ayarlanmasına gerek yoktur.

Açıklanan cihaz, yalnızca elektrikli sürücülerin hızını kontrol etmek için değil, aynı zamanda bir oda, kuluçka makinesi, havuz, akvaryum veya diğer nesnelerdeki sıcaklık gibi diğer fiziksel parametrelerin ayarlanan değerlerini korumak için de kullanılabilir. Böyle bir durumda RB7 MK girişine hız sensörü yerine sıcaklık-frekans konvertörü bağlanır. Port B'nin kullanılmayan bitleri, diğer harici cihazları kontrol etmek için programlanabilir, örneğin hava aşırı ısındığında odadaki havalandırmayı açmak, akvaryumdaki aydınlatma ve kompresörü belirli aralıklarla açmak vb. kontrol programı.

Edebiyat

Birznieks LV Impulse doğru akım dönüştürücüler. - M.: Enerji, 1974.
Enerji elektroniği. Başvuru kılavuzu: Per. Almancadan / Ed. V. A. Labuntsova. - M.: Energoatomizdat, 1987.
Bayanov K. Manyetik bant tüketim sayacı. - Radyo, 1994, No. 5, s. 5-7.

Yazar: S.Koryakov, Yu.Stashinov, Shakhty, Rostov bölgesi

Diğer makalelere bakın bölüm Elektrik motorları.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Dokunma emülasyonu için suni deri 15.04.2024

Mesafenin giderek yaygınlaştığı modern teknoloji dünyasında, bağlantıyı ve yakınlık duygusunu sürdürmek önemlidir. Saarland Üniversitesi'nden Alman bilim adamlarının suni derideki son gelişmeleri, sanal etkileşimlerde yeni bir dönemi temsil ediyor. Saarland Üniversitesi'nden Alman araştırmacılar, dokunma hissini uzak mesafelere iletebilen ultra ince filmler geliştirdiler. Bu son teknoloji, özellikle sevdiklerinden uzakta kalanlar için sanal iletişim için yeni fırsatlar sunuyor. Araştırmacılar tarafından geliştirilen sadece 50 mikrometre kalınlığındaki ultra ince filmler tekstillere entegre edilebiliyor ve ikinci bir deri gibi giyilebiliyor. Bu filmler anne veya babadan gelen dokunsal sinyalleri tanıyan sensörler ve bu hareketleri bebeğe ileten aktüatörler gibi görev yapar. Ebeveynlerin kumaşa dokunması, basınca tepki veren ve ultra ince filmi deforme eden sensörleri etkinleştirir. Bu ... >>

Petgugu Global kedi kumu 15.04.2024

Evcil hayvanların bakımı, özellikle evinizi temiz tutmak söz konusu olduğunda çoğu zaman zorlayıcı olabilir. Petgugu Global girişiminin, kedi sahiplerinin hayatını kolaylaştıracak ve evlerini mükemmel şekilde temiz ve düzenli tutmalarına yardımcı olacak yeni ve ilginç bir çözümü sunuldu. Startup Petgugu Global, dışkıyı otomatik olarak temizleyerek evinizi temiz ve ferah tutan benzersiz bir kedi tuvaletini tanıttı. Bu yenilikçi cihaz, evcil hayvanınızın tuvalet aktivitesini izleyen ve kullanımdan sonra otomatik olarak temizlemeyi etkinleştiren çeşitli akıllı sensörlerle donatılmıştır. Cihaz, kanalizasyon sistemine bağlanarak, sahibinin müdahalesine gerek kalmadan verimli atık uzaklaştırılmasını sağlar. Ek olarak, tuvaletin büyük bir sifonlu depolama kapasitesi vardır, bu da onu çok kedili evler için ideal kılar. Petgugu kedi kumu kabı, suda çözünebilen kumlarla kullanılmak üzere tasarlanmıştır ve çeşitli ek özellikler sunar. ... >>

Bakımlı erkeklerin çekiciliği 14.04.2024

Kadınların "kötü çocukları" tercih ettiği klişesi uzun zamandır yaygın. Ancak Monash Üniversitesi'nden İngiliz bilim adamlarının son zamanlarda yaptığı araştırmalar bu konuya yeni bir bakış açısı sunuyor. Kadınların, erkeklerin duygusal sorumluluklarına ve başkalarına yardım etme isteklerine nasıl tepki verdiklerini incelediler. Araştırmanın bulguları, erkekleri kadınlar için neyin çekici kıldığına dair anlayışımızı değiştirebilir. Monash Üniversitesi'nden bilim adamlarının yürüttüğü bir araştırma, erkeklerin kadınlara karşı çekiciliği hakkında yeni bulgulara yol açıyor. Deneyde kadınlara, evsiz bir kişiyle karşılaştıklarında verdikleri tepkiler de dahil olmak üzere çeşitli durumlardaki davranışları hakkında kısa öykülerin yer aldığı erkeklerin fotoğrafları gösterildi. Erkeklerden bazıları evsiz adamı görmezden gelirken, diğerleri ona yiyecek almak gibi yardımlarda bulundu. Bir araştırma, empati ve nezaket gösteren erkeklerin, kadınlar için empati ve nezaket gösteren erkeklere göre daha çekici olduğunu ortaya çıkardı. ... >>

Arşivden rastgele haberler

İnsan dokusu yoluyla sinyal iletimi 13.04.2020

Finlandiya'dan bir geliştirici ekibi, canlı organizmalar için güvenli olan biyolojik doku içine yerleştirilen implantlara sinyal iletimi yönteminin işleyişini gösterdi. Sinyal, uzun bir mesafeden engellenemez, engellenemez veya değiştirilemez.

Oulu Üniversitesi'nden Profesör Marcos Katz, iletişim kurmanın alternatif yollarını bulmak için uzun yıllardır araştırmalara öncülük ediyor. 2017 yılında, bilim adamı meslektaşlarıyla birlikte, VLC (Görünür Işık İletişimi) teknolojisini kullanarak radyo dalgalarının iletim modları ile görünür ışıktaki dalgalar arasında sorunsuz bir şekilde geçiş yapabilen bir hibrit iletişim kanalı geliştirdi. Kanal çalışma modu, durumuna ve iletilen bilgilere bağlıydı.

Test sırasında, radyasyon dalga boyu birkaç milimetreden birkaç santimetreye çıkarıldı ve derin yerleşimli implantlar için bile iyi bir bağlantı buldu. Harici sinyal kaynağı, "gövdeden" birkaç metre uzakta bulunuyordu.

İlk sonuçlar - saniyede 10 kilobit - bilim adamlarını çok fazla memnun etmedi. Daha sonra alıcıların/sinyal kaynaklarının sayısını artırdı, modülasyon şemaları üzerinde çağrı yaptı ve iletim hızında çoklu bir artış aldı.

Kızılötesi radyasyon kullanarak bir sinyal iletme teknolojisi, yalnızca iletişim uygulamalarında kullanışlı değildir. VLC, örneğin kalp pillerini ve defibrilatörleri kontrol etmek için kullanılabilir. Aynı zamanda, radyo paraziti veya birinin kötü niyetli niyeti, bu hayati ekipmanın arızalanmasına neden olmayacaktır.

Fin ekibinin gelecekteki araştırmasının bağlantılı olduğu tıp alanında teknolojinin kullanımıdır. Geliştiriciler, insan vücuduna implante edilen cihazları kontrol etmenin yanı sıra hastalıkların teşhis ve tedavisi için yöntemlerin geliştirilmesine katkıda bulunmayı umuyor. Sadece biyolojik dokuyu kızılötesi radyasyon için iletken bir ortam olarak daha iyi anlamak için kalır.

Diğer ilginç haberler:

▪ Düşünce gücüyle çalışmayı kontrol etmek için nöral arayüz

▪ Akıllı telefonlar için Steadicam Xiaomi Mijia

▪ Telefonla ücret ödemesi

▪ Plantronics Explorer 50 Çift Kulaklık

▪ E-cüzdanlı araç kaydedici

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ Anten web sitesinin bölümü. Makale seçimi

▪ makale Patolojik fizyoloji. Beşik

▪ makale Alize rüzgarları nasıl oluşur? ayrıntılı cevap

▪ James Watt'ın makalesi. Bir bilim insanının biyografisi