Pētījumi par bezšuvju līdzstrāvas motora ātruma kontroles sistēmu, pamatojoties uz DSP
Brushless DC motori ir piesaistījuši motoru un piedziņas sistēmu zinātnieku uzmanību kopš 1970. gadu beigām. Ir daudzas motora piedziņas vadības struktūras formas. Pēdējos gados ārvalstu zinātnieki ir koncentrējušies uz līdzstrāvas motoru griezes momenta svārstībām un to kontroles problēmām. Digitālā vadības ķēde ar vienu mikroshēmu, kurā ir viens mikroprocesors, ir spēcīga ātruma kontroles spēja, bet var realizēt tikai sistēmas ārējo gredzena digitālo vadību, un DSP var realizēt pilnu digitālo vadību.
TMS320C28x sērija ir TI jaunākā 32-bitu fiksētā punkta DSP mikroshēma, kurai ir digitālās signālu apstrādes iespējas, jaudīga laika pārvaldības spēja un iegultā vadības funkcija, kas ir īpaši piemērota liela mēroga datu apstrādes mērīšanai un kontrolei [1].
Bezkontakta līdzstrāvas mašīnas ātruma kontroles sistēmā, lai ļautu atkļūdotājam uzzināt sistēmas darbību reālajā laikā, ir nepieciešams savākt informāciju, piemēram, motora ātrumu un armatūras strāvu reālā laikā, un veikt datu analīzi un apstrādi. [2]. Kontroles process ir sarežģīts, un vadības algoritmam ir liels aprēķinu apjoms. Tāpēc sistēma izvēlas DSP mikroshēmu TMS320F2812, kurai ir spēcīga datu apstrādes spēja kā kontroles kodols, un pēc tam apvieno integrēto MC33035 vadības mikroshēmu, lai izstrādātu un ražotu bezkontakta līdzstrāvas motora regulatoru.
1 sistēmas struktūra
Šī sistēma ir paredzēta ātrgaitas bezkameras līdzstrāvas motoram. Principā motora apgriezienu augšējā robeža nav ierobežota. Eksperimentā izmantotais maksimālais motora apgriezienu skaits ir 50 000 apgr./min un motora jauda ir 5 kw.
Komunikācijas un JOG (manuālie) režīmi ir paredzēti lietotājam draudzīgai darbībai sistēmas projektēšanas laikā. Komunikācijas režīms ļauj lietotājam ērti darbināt motoru datora priekšā, iestatīt maksimālo motora ātrumu un paātrinājumu un parādīt pašreizējo motora faktisko ātrumu. Ja nav datora, lietotājs var veikt arī tastatūras darbību motorā, izmantojot JOG režīmu. Izmanto, lai iestatītu motora ātrumu.
Finansēšanas fonds: Ķīnas Nacionālais dabaszinātņu fonds (70271001)
Sistēmā konstruēts un kontrolēts bezšuvju līdzstrāvas motors izmanto Hall elementu kā pozicionēšanas atgriezeniskās saites mehānismu, lai iegūtu informāciju par pozicionēšanu un rotācijas ātrumu no atgriezeniskā impulsa signāla. Kontroles kodols DSP labo vadības ātrumu atbilstoši savāktajam faktiskajam ātrumam un realizē sistēmas motora apgriezienu slēgtā cikla vadību. Turklāt sistēma iegūst aktuālu informāciju no motora piedziņas ierīces IGBT. Apvienojot šos trīs datus, visa motora ātruma kontroles sistēma darbojas droši, stabili un droši.
2 sistēmas aparatūras projektēšana
Signāllīniju savienojums starp daļām ir atdalīts ar optisko savienotāju, un abus optokontaktora galus savieno, kā parādīts 1. attēlā. Šeit izmantotais optrons ir TLP521, kura izolācijas spriegums ir 2500V. Šajā sistēmā piedziņas daļas maksimālais spriegums ir 300V, un 2500V var nodrošināt sistēmas absolūtu drošību. 3. attēlā optocoupler ir pievienots pozitīvā loģikā, tas ir, 1. ievade, un izvade ir arī 1. Papildus TLP521 sakaru līnijas savienojumam tiek izmantoti vairāki ātrgaitas optiskie savienotāji 6N127.
2.1 Vadības sadaļa
Kontroles daļas pamatdaļa ir TMS320F2812. To izmanto ICETTEK-2812-B plāksnes ražošanā (DSP izstrādes dēlis ar 2812). Papildus DSP ir arī jaudas pārvaldības mikroshēma, kas pārvērš ārējo 5V uz 3.3V. darbojas ar.
2812 savāc ātrumu, strāvas atgriezenisko signālu un pozīcijas atgriezeniskās saites signālu no motora. DSP apvieno šos trīs signālus, lai izvadītu ārējo vadības signālu. Pārslodzes signāls, kas tiek atgriezts no braukšanas daļas, ir 0, 1 signāls. DSP vienmēr strādā pie šī signāla, kad tas darbojas. Kad tas tiek uzraudzīts, tas nozīmē, ka motors ir pārslogots, un nekavējoties dod signālu, lai apturētu motoru no rotācijas, lai nesabojātu motoru. Un gubernators.
DSP ātruma kontroles signāls ir digitālais daudzums. Šis digitālais daudzums tiek pārvērsts sprieguma daudzumā ar D / A uz MC33035 ātruma regulēšanai. Sistēma izmanto 12 bitu sērijas D / A (TLV5616), kam seko pirmā posma pastiprinājums (LM358), lai izejas spriegumu varētu pastiprināt atbilstoši dažādu motoru prasībām.
Komunikācija starp TMS320F2812 un datoru notiek, izmantojot 485 autobusu. Rūpniecības kontrolē 485 autobusu pielietojums ir ļoti izplatīts, pārraides attālums ir garš un veiktspēja ir stabila, tāpēc sistēma izvēlas 485 kopnes pārraidei.
2.2. Piedziņas daļa
Vadītāja daļas vadības elements ir MC33035, un braukšanas ierīces ir IR2183 un IRGP50B60PD1. MC33035 kā braukšanas daļas vadības kodols atdala motora rotora pozīciju atbilstoši pozīcijai, ko atdod motora zāle, lai kontrolētu IGBT pārslēgšanu.
Lai gan IGBT ir pārāka par stāvokļa stāvokli, IGBT uzreiz nav iespējams izslēgt. Veicot atkļūdošanu, tika konstatēts, ka, izslēdzot IGBT, mazais urbums izraisītu motora sasilšanu vai pat apdegumu. Tas prasa atbilstošus pasākumus ķēdes projektēšanā, piemēram, rezistoru, kas pievienots izejas terminālim IR2183 un IGBT savienojumam; uzmanīgāk jāpievērš uzmanība PCB izkārtojumam un izkārtojumam jābūt simetriskam.
Motora apgriezienu skaitu regulē MC33035 11 kontaktu (kļūdas signāla pastiprinātāja nepārvēršamā ievade) vadības pults. Saskaņā ar šo spriegumu iekšēji tiek ģenerēts impulsa platuma modulācijas (PWM) signāls, lai kontrolētu trīs apakšējās sānu piedziņas izejas. Motora ātrumu noregulē, mainot izejas impulsa platumu, lai mainītu IGBT laiku.
2.3
Displeja daļas galvenā vadības sastāvdaļa ir AT89C51, un komanda tiek pārraidīta starp displeja daļu un piedziņas daļu caur AT89C51 un 2812 seriālo portu (tas ir, ar komunikāciju). 5V jaudu, kas nepieciešama vienlaicīgai displeja daļai, nodrošina vadības daļa.
Šeit ātrumu savāc AT89C51 skaitīšanas gals, lai savāktu Hall izejas impulsa signālu. Šis signāls tiek pārvērsts frekvencē un nosūtīts uz septiņu segmentu ciparu caurules displeju. Šeit AT89C51 darbojas kā frekvences mērītājs.
