Управление асинхронными двухфазными двигателями

Особенностью управления двигателями данного типа является необходи­мость привязки начала периода управляющего напряжения к началу периода питающего; при этом оба напряжения изменяются по гармоническому закону.

Типовым методом организации управления асинхронными двухфазными дви­гателями (АДД) является использование тиристорного ключа, открываемого на заданную долю периода и коммутирующего тем самым на обмотку управ­ления заданную долю мощности от максимальной. Таким образом, задача программы управления АДД состоит в расчете величины временного сдвига относительно начала каждого очередного периода, обеспечивающей требуе­мую мощность(частоту вращения), определении начала очередного периода, выдержке рассчитанного интервала времени и генерации сигнала, управляю­щего тиристорным ключом. Идеальные временные диаграммы, характери­зующие такое тиристорное управление, показаны на рис..

Учитывая принцип работы тиристора, выдача на него открывающего нмпуль са производится дважды за период (т.е. расчет временных сдвигов ведется относительно начата каждого полупериода напряжения обмотки возбуж­дения).

Схема устройства сопряжения микроконтроллерной системы с АДД показана на рис.

В схеме можно выделить две подсистемы.

Цепь формирования синхросигналов начала очередного периода питающего напряжения, которая образована выпрямителем на диодном мосте, сглажи­вающим фильтром и триггером Шмитта - микросхемы KI55TJI1. Синхросигналы поступают на вход Р3.2 микроконтроллера MCU (выпрямитель формирует однополярное напряжение, резистивный делитель снижает его амплитуду, конденсатор формирует "плато" импульса, а триггер Шмитта обеспечивает необходимую крутизну фронтов, пригодную для дальнейшего восприятия цифровыми цепями микроконтроллера).

Цепь управления образована тиристором, оптопарой и буферным инверто­ром. Напряжение на обмотку управления АДД коммутируется посредством тиристора, управляемого от контакта Р1.2 микроконтроллера через оптоэлектронную развязку (для дополнительной безопасности цепей микроконтролле­ра открываемую через буферный инвертор). Короткие импульсы управления тиристором формируются дифференцирующей цепочкой на основе мощных конденсатора и резистора.

Сдвиг фаз напряжений обмотки возбуждения и обмотки управления достига­ется применением конденсатора емкостью 10 мкФ, включенного в цепь об­мотки возбуждения.

Рассмотрим реальную временную диаграмму, иллюстрирующую работу формирователя синхроимпульсов (рис.), наблюдаемую в схеме с учетом приведенных значений параметров элементов.

Как следует из приведенных графиков, сигнал начала очередною полуперио­да питающего напряжения (срез импульса) в силу запаздывания сигнала на RC-звене, а также гистерезиса микросхемы KI55TJI1 оказывается смещен­ным на 3,4 мс относительно истинного момента начала полунернода, чю не­обходимо учесть в программной реализации системы, введя соответствую­щие поправочные коэффициенты. Интервал времени задержки включения тиристора должен составлять от 5 мс (при выдаче максимальной мощности) до 10 мс (при выдаче минимальной мощности) относительно начала полупе­риода или от 1,6 мс (5 мс - 3,4 мс) до 6,6 мс относительно момента обнару­жения среза на входе Р3.2 микроконтроллера.

Для программной реализации системы управления следует разработать про­граммные обработчики прерываний двух типов. В первом, активизирующем­ся сигналом INTO (срез импульса на входе Р3.2), проводится расчет длитель­ности паузы, выдерживаемой перед включением тиристора, и запускается отсчет этого интервала с помощью таймера ТО. Во втором, активизирующем­ся сигналом переполнения таймера ТО, генерируется импульс управления (отметим, что для этою должна быть соблюдена следующая процедура дей­ствий: сформирован фронт импульса, произведен перезапуск таймера для от­счета времени длительности импульса, и при следующем выполнении обра­ботчика сформирован срез импульса). Схемы программ-обработчиков пока­заны на рис., а их текст приведен в листинге 7.8

Дата добавления: 2014-12-10