Следящая обратная связь в двигателях в схемах на микроконтроллере

February 16, 2014 by admin Комментировать »

Управление двигателями является стандартной задачей, поручаемой MK. Однако формирование управляющих сигналов без слежения за результатом таит определённую опасность, особенно при высоких скоростях вращения и большой мощности на валу. Нужна обратная связь, чтобы вовремя среагировать на аварийную ситуацию или адаптировать скорость вращения двигателя к изменяющейся обстановке. Обратная связь предполагает комплексное использование входов и выходов MK по принципу «работать в паре сподручнее».

На Рис. 3.1, a…e показаны схемы подключения двигателей к MK с использованием обратной связи.

Рис. 3.1. Схемы подключения двигателей к MK с использованием обратной связи (начало):

а) кнопка SB1 служит для запуска двигателя M1 при наличии напряжения + 12…+25 В. Если напряжение не подано, то на входе MK постоянно присутствует НИЗКИЙ уровень. Элементы R2, R3, VD1 снижают высокое напряжение и стабилизируют его. Конструктивно кнопка SB1 может располагаться, например, на ручке микродрели. Программно можно осуществить триггерное включение/выключение при нажатии/отпускании кнопки SB1\

б) MK через цепочку R1, C2 определяет моменты перехода переменного напряжения 220 В через «цифровой» порог +2…+3 В. Резистор Л/должен иметь большое сопротивление. Импульс с выхода MK формируется так, чтобы тиристор VS1 открывался вблизи точки перехода сетевого напряжения через нуль, в связи с чем резко уменьшаются коммутационные помехи;

 Рис. 3.1. Схемы подключения двигателей к MK c использованием обратной связи

(продолжение):

в) датчик остановки двигателя вентилятора. Со среднего вывода двигателя Ml снимаются импульсы, имеющие частоту следования, пропорциональную скорости вращения вала. При остановке вентилятора или значительном снижении скорости оборотов, MK выставляет на выходе НИЗКИЙ уровень и через транзисторы VT1, ГГ2отключаетдвигатель от питания;

г) дискретная регулировка частоты вращения вала трёхфазного двигателя Ml производится число-импульсным способом. Это означает, что MK анализирует 255 полуволн сетевого напряжения 220 В/50 Гц (элементы R4, R1, HL1) и определяет, в какие из полуволн необходимо подавать импульсы запуска двигателя Ml (элементы R2, R3, VS1). При штатной скорости вращения 1380 об/мин пропуск одной из 255 полуволн приводит к замедлению скорости на 5 об/мин. Светодиод HL1 ограничивает напряжение на входе АЦП MK. По яркости его свечения можно в первом приближении судить о частоте вращения двигателя Ml;

д) транзисторы VT1, VT4 и VT2, VT3 работают противофазно, образуя мост H-Bridge. При превышении порогового тока, протекающего через двигатель Ml, срабатывает аналоговый компаратор MK и управляющие импульсы снимаются со всех его четырёх выходов (транзисторы VT1, ГТЗ запираются ВЫСОКИМИ, а транзисторы VT2, VT4— НИЗКИМИ уровнями);

 Рис. 3.1. Схемы подключения двигателей к MK c использованием обратной связи

(окончание):

e)              на валу двигателя M1 закрепляется диск с прорезями, который перекрывает световой поток между излучателем и фотоприёмником оптопары VU1. MK анализирует параметры импульсов с выхода оптопары VU1 и корректирует соответствующим образом скважность сигналов ШИМ, подаваемых через транзистор VT1 на двигатель ML В программе используются два контура обратной связи — слежение за фазой (R3, C1) и слежение за частотой импульсов (R4, C2).

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты