ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC PIC16F877 (VỚI BỘ ĐIỀU KHIỂN PI)

Chuẩn bị bởi Server Doğan và Ümit Çelik

Điều khiển analog trong động cơ DC

Trong động cơ DA, thiết lập tốc độ lần đầu tiên được thực hiện bởi Ward Leonard vào năm 1891 thông qua điều khiển điện áp. Khi thyristor được sử dụng làm bộ phận chuyển mạch trong các thiết bị điện tử công suất, các nguồn điện áp được đặt trong điều chỉnh tốc độ của các động cơ DA đã đi đầu. Những năm tiếp theo, các yếu tố bán dẫn như MOSFET, IGBT và GTO được sử dụng như các yếu tố chuyển đổi

Ưu tiên hàng đầu là việc chuyển đổi các phần tử này thông qua các mạch analog và tần số thấp, nhưng với việc sử dụng các yếu tố điều khiển kỹ thuật số sau đó, tần số chuyển đổi được tăng lên các giá trị cao hơn. Các thuật toán chuyển đổi cần thiết để đạt được điều khiển số này được cung cấp bởi kỹ thuật điều khiển độ rộng xung (PWM).

Hình 2 Mạch máy phát xung biến đổi.

Hệ thống ổ đĩa DA được sử dụng rộng rãi trong một loạt các môi trường, có thể được tăng tốc và dễ kiểm soát. Mạch điều khiển tương tự truyền thống có nhiều nhược điểm. Việc thực hiện các mạch tương tự là khó khăn do sơ đồ ứng dụng phức tạp. Mạch Analog thiếu tính linh hoạt và nhạy cảm với tiếng ồn. Hơn nữa, mỗi vật liệu điện tử được sử dụng trong mạch tương tự có các giá trị dung sai khác nhau. Hình 2 cho thấy mạch máy phát xung tương tự. Hình 3 cho thấy tín hiệu PWM được tạo ra trong bộ tạo xung tương tự. Tất cả những yếu tố này; hệ thống giám sát vi mô đáng tin cậy, linh hoạt và không ồn

Hình 3. Tín hiệu PWM thu được từ bộ tạo xung biến thiên tương tự.

Điều khiển số trong động cơ DC

Việc sử dụng vi điều khiển trong mạch điều khiển động cơ đang tăng lên từng ngày. Những 
ổ đĩa thường động cơ chạy dừng hoặc thành phần bán dẫn của điều khiển góc bắn của nguồn điện áp trong kullanılmaktadır. Động cơ bằng cách thay đổi các mạch chopper như điện áp đầu vào có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng tín hiệu PWM tạo ra bởi các vi điều khiển sẽ là tài liệu tham khảo điện áp từ kullanılır.motor và PWM nhiệm vụ tùy thuộc vào tải trọng khác nhau được đặt theo chu kỳ. DA shunters động cơ hiệu quả hơn và không có hiện tại xen kẽ đồng và sắt bị mất phụ thuộc vào tần số.

Kiểm soát tốc độ PI kiểm soát

Hệ thống vòng hở có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp trên cuộn dây hoặc cuộn dây kích thích. hệ thống không thể được sử dụng.

Với hệ thống vòng khép kín, điều khiển tốc độ động cơ, kích thước đầu ra được 
thực hiện độc lập với các biến hệ thống.Thông qua vòng lặp được thiết lập trong Hình 4, 
cần giữ tốc độ động cơ (tốc độ) không đổi khi kích thước đầu ra

Điều khiển tốc độ với động cơ DA PI.

thay đổi algılanır.mot tình trạng tải của cuộn dây phần ứng hoặc kích thích quanh co để duy trì các giá trị tham khảo của tốc độ quay bằng cách thay đổi điện áp cung cấp tại hệ thống vòng kín trên trong tốc độ động cơ do tachometer được sử dụng trong các giá trị tham khảo ayarlanır.siste của tôi về tốc độ động cơ

Kể từ khi điện áp động cơ được thiết lập với sự giúp đỡ của chất bán dẫn, hệ thống này là hiệu quả và đáng tin cậy. Fig.5 trong PI tín hiệu chương trình điều khiển lỗi sẽ xảy ra trong đầu ra verilmektedir.siste đánh giá trong bộ điều khiển aktarılmaktadır.hat tín hiệu e (t) được nhân với lợi ích hệ thống và tín hiệu lỗi của giao phối không thể thiếu tại đầu ra sử dụng alınmaktadır.siste nhớ tích hợp theo giá trị của önlenir.hat tín hiệu tăng sản lượng PI hoặc nó giảm.

Liên kết nội bộ PI

Thiết kế hệ thống

Thao tác này là cần thiết để các yếu tố chuyển đổi bằng cách sử dụng PIC 16F877 PWM chuyển đổi tín hiệu được sản xuất và có thể điều chỉnh góc của hộp số phần của các yếu tố vi điều khiển dựa trên sự đơn giản và thuận lợi PWM modulator geliştirilmiştir.yazıl tôi lắp ráp hazırlanmıştır.siste của chẳng hạn như để phù hợp được phát triển trong vardır.gerçekleştiril ngôn ngữ hiện thân này, mong muốn của người sử dụng cũng cung cấp một sự chậm trễ nhất định để aktarılmaktadır.windows dựa khiển môi trường phát triển phần mềm được sản xuất bởi các yêu cầu thời gian chuyển mạch của các phần mềm để các giá trị đầu ra kiểm soát nhiều thuận lợi değildir.ancak lắp ráp môi trường phát triển phần mềm liên quan đến ngôn ngữ lập trình khác của hệ thống bằng cách sử dụng nhanh hơn kích hoạt tín hiệu cho các ứng dụng như vậy .

Sơ đồ khối hệ thống điều khiển PI.

kiểm soát PWM yapılır.baz yếu tố điện tử hoặc tắt tình trạng một chìa khóa bằng cách sử dụng các kỹ thuật chuyển mạch khác nhau có thể được kiểm soát bằng cách tránh thiệt hại kullanılır.ideal với một chìa khóa.

Trong thực tế, không có yếu tố nào có thể hoàn thành một chức năng chính lý tưởng như vậy. Nhưng yếu tố có thể được xem là lý tưởng BJT, MOSFET, SIT, IGBT, SCR, TRIAC, GTO yếu tố hữu ích như có sẵn.

Nghiên cứu Dynamics Drive

Một mạch có mạch phản hồi PI với ứng dụng sau được cung cấp. Dòng điện áp dụng cho động cơ được điều khiển bởi bóng bán dẫn BD 140. Các bóng bán dẫn được điều khiển bởi các tín hiệu PWM được tạo ra tại PIC.

Khi tải các PIC mạch BC237 transistor PWM nhiệm vụ chu kỳ cho kullanılmıştır.referans thay thế bằng chiết, kích thước của động cơ hiện tại và do đó tốc độ động cơ được điều chỉnh theo phương trình 2.3.

do hệ thống điều khiển phản hồi với các đầu vào analog đủ độ phân giải PIC16F877 üretebilmektedir.siste nhớ hỗ trợ nồi mong muốn tốc độ tham chiếu là đầu vào, các thông tin trong PIC được so sánh với các dữ liệu tham khảo từ các tachometer.

Giá trị này sẽ được sản xuất tại PIC nhiệm vụ chu kỳ tín hiệu PWM để atanmaktadır.ger hiện trực tiếp để quay một cơ năng hệ thống tachometer kullanılmıştır.kontrol thành năng lượng điện để nhận được các máy đo tốc độ tín hiệu phản hồi kullanılmaktadır.doğr chảy để xác định tốc độ của trục trong hệ thống điều khiển tachometer và tiết kiệm, hoặc kiểm soát tốc độ phản hồi tốc độ một Umeda elemandır.çalış sử dụng để tăng sự ổn định của động cơ được ghép với nhau bởi hai 12 volt một động cơ khác giá trị kullanılmıştır.giriş tachometer của điện áp và sử dụng như yếu tố tạo được lựa chọn theo điện áp động cơ.

Mạch điều khiển Transistor

Bộ điều khiển ngắt môi trường (Pic)

Một vi điều khiển PIC16F877 40-pin được sử dụng trong nghiên cứu này, 33 đầu vào / đầu ra của pin được sử dụng để vận hành PIC 7 pin khác.

trên PIC16F877 giờ 368 byte RAM vardır.3 / quầy, 2 phát hiện / so sánh / PWM, 2 nối tiếp và 8 10-bit A / D convector mô-đun sahiptir.pıc16f877 gia đình có tính chất cho phép việc sử dụng các thành viên ít bên ngoài và do đó giảm chi phí ở mức tối thiểu, tăng độ tin cậy của hệ thống và giảm tiêu thụ năng lượng. Ngoài ra, tất cả các PIC có 4 tùy chọn dao động như hình dưới đây.

• RC điện trở tụ điện thấp chi phí (4 MHz) 
• XT Crystal hoặc gốm mục đích chung (4 MHz) 
• HS Crystal hoặc gốm tốc độ cao (20 MHz) 
• LP Crystal hoặc gốm tối thiểu hiện tại (40 kHz)

Do các vi mạch tích hợp có giao diện ngoại vi tích hợp vào một thiết bị tích hợp, tốc độ hệ thống và độ tin cậy đã được tăng lên và chi phí đã giảm.

PIC 16F877 PWM tín hiệu thế hệ với bộ điều khiển

Để vượt qua hoạt động PWM, mô-đun Capture Compare PWM (CCP) phải được cấu hình bằng cách làm theo các bước dưới đây;

Sơ đồ khối PWM đơn giản hóa.

• Thời gian PWM bắt đầu bằng cách ghi vào thanh ghi PR2. 
• Các chu trình nhiệm vụ PWM CCPR1L và các bit CCP1CON <5: 4=""> được viết. 
• Đầu ra sẽ bị xóa bằng cách xóa bit TR1C của pin CCP1 <2>. 
• Giá trị Timer2 (TMR2) được nhập vào và bit T2CON của TMR2 được thiết lập để kích hoạt hoạt động TMR2. 
• Mô-đun CCP1 được thiết lập cho hoạt động PWM.

Trong điều chế độ rộng xung (PWM), pin CCPx tạo ra đầu ra PWM ổn định lên đến 10 bit. Pin CCP1 được sử dụng với chốt dữ liệu PORTC, bit TRISC <2> phải được xóa để xuất pin CCP1.

Ở đầu ra PWM, khi đầu ra ở mức cao trong một khoảng thời gian, chu kỳ nhiệm vụ được gọi là chu kỳ nhiệm vụ.

Tính toán thời gian và thời gian hoạt động của PWM

Thời gian PWM được xác định bằng cách ghi vào thanh ghi PR2 và có thể được tính toán bằng cách sử dụng công thức trong 7.2.1. 
T = Khoảng thời gian PWM = [(PR2) + 1]. 4. TOSC. (Giá trị của báo chí TMR2) (7.2.1)

Tần số PWM là nghịch đảo của chu kỳ và được tính bằng công thức 7.2.2. 
f = 1 / T (7.2.2)

Mức tăng tiếp theo bằng TMR2 PR2 cho thấy ba trạng thái:

• TMR2 bị xóa. 
• Pin CCP1 được đặt. Là một ngoại lệ, nếu chu kỳ nhiệm vụ PWM = 0%, pin CCP1 không được đặt. 
• Chu kỳ nhiệm vụ PWM CCPR1 đến CCPR1H chốt

Đầu ra PWM

Thông tin Logic1 được hiển thị trong CCPR1L cho đến TMR2 bằng chu kỳ nhiệm vụ (Tấn). Khi nội dung của TMR2 bằng chu kỳ nhiệm vụ, mức độ đi xuống logic 0. TMR2 tiếp tục chạy cho đến khi nó bằng với PR2 mà không cần cài đặt lại, do đó, một khoảng thời gian được hoàn thành như thể hiện trong hình. ở đây;

f = tần số của tín hiệu PWM (Hz) 
T = xung của (các) tín hiệu PWM. 
Nếu thời gian PWM là một chu kỳ; 
T = Tôn + Toff

bình đẳng. ở đây;

Tấn = Thời lượng tín hiệu PWM dương hoặc chu kỳ nhiệm vụ PWM 
Toff = Thời lượng tín hiệu PWM không hoặc tín hiệu PWM âm.

Chu kỳ nhiệm vụ PWM được xác định bằng cách ghi vào thanh ghi CCPR1L và bit CCP1CON <5: 4="">, có thể thu được độ ổn định lên đến 10 bit. Phương trình chu kỳ nhiệm vụ PWM có thể được tính toán như trong 7.2.4.

chu kỳ Tôn = nhiệm vụ PWM = (CCPR1L: CCP1CO của <5: 4="">) Tuscany (TMR2 giá trị prescal) (7.2.4).. 
CCPR1L và CCP1CO của <5: 4=""> có thể được viết bất cứ lúc nào, nhưng giá trị chu kỳ nhiệm vụ giữa PR2 và TMR2 nó không chốt vào CCPR1H trừ khi có một trận đấu. CCPR1H ở chế độ PWM 
chỉ là registerdir có thể đọc được

Độ ổn định PWM tối đa có thể được tính bằng phương trình sau. 
Tối đa PWM ổn định = log (fosc / fpwm) / log (2) bit 
ở đâu; 
fosc = Tần số của bộ dao động được sử dụng trong mạch ngoài (Hz) 
fpwm = tần số PWM (Hz).

Ví dụ: Tính toán thời gian PWM và độ ổn định PWM;

Tần số PWM mong muốn f = 3.906 kHz 
Tần số của bộ dao động được sử dụng Fosc = 4 MHz 
TMR2 Prescale = 1; 7.2.1 Nếu giá trị được ghi để đăng ký PR2 được tính bằng phương trình đa thức;

Thanh ghi PR2 hoạt động theo tần số bên trong và CCPR1L hoạt động theo tần số bên ngoài. Do đó, trong khi tần số của CCPR1L hoạt động liên quan đến tần số của mạch ngoài, tần số của PR2 bằng ¼ của tần số này.

Vì tần số của bộ dao động được sử dụng là 4 MHz, tần số bên trong là 1 MHz và tốc độ xử lý nội bộ là 1us.

Vì PR2 là 255 trong ví dụ, PR2 là 256 chúng ta với 3,906 kHz, là 7,2,3 trong phương trình [(PR2) +1]. Vì tần số bên ngoài gấp 4 lần tần số bên trong, tốc độ xử lý của CCPR1L là 256 x4 = 1024 chúng tôi.

Từ phương trình 7.2.5, độ ổn định PWM tối đa được tính toán. Độ ổn định tối đa của PWM dựa trên 210 = 1024 hoặc độ ổn định 10 bit và PWM được xác định theo công thức sau: PWM = (1024) / log (2) = 3 / lt; / RTI & gt; Điều này được hiểu rằng bất kỳ giá trị bit nào giữa các bit có thể ổn định.

Kết quả thực nghiệm và đánh giá công việc

PIC Như có thể thấy từ các khối mạch ổ đĩa động cơ được đưa ra trong uygulanmıştır.şekil 4 và sơ đồ hình 6, ra khỏi tín hiệu PWM được sản xuất sử dụng 16F877 PU, giá trị tốc độ nhận được từ takogeneratör động cơ được kết hợp được chuyển giao cho bộ điều khiển bởi hệ thống thông tin phản hồi. Trong Hình 7, cả hai ổ đĩa động cơ và sơ đồ mạch hở của bộ điều khiển đều được đưa ra. Điện áp phần ứng của động cơ DA được điều khiển bởi bóng bán dẫn BD140.

Tín hiệu máy phát tín hiệu PWM và tako được đo ở tốc độ tham chiếu 387 rad / s.

không thể là tín hiệu nhận được từ đầu ra của bộ điều khiển trong đó một cách đầy đủ mạnh mẽ khi transistor BC237 khuếch đại là hệ thống tràn đầy sinh lực như kullanılmıştır.normal, động cơ tốc độ động cơ kalkınarak được tăng lên đến giá trị tốc độ tham khảo, giá trị này vẫn còn giá trị không đổi tăng tốc độ tham khảo, dương của tín hiệu PWM áp dụng cho các tăng động cơ. Ngược lại, các tài liệu tham khảo tốc độ động cơ bị giảm, dương của tín hiệu PWM áp dụng cho các động cơ được giảm là tốt. Phía trên tốc độ tham chiếu của 387 rad / s trong khi tín hiệu PWM được liên kết chặt chẽ với các giá trị tích cực trong thông điệp gần như hoàn tất. Trong hình 11, các giá trị tham chiếu tốc độ động cơ 183 rad / s giảm, tín hiệu PWM áp dụng cho các động cơ hoàn toàn dương tính giảm và tiếp cận đến tình trạng cắt đầy đủ.

Tín hiệu máy phát tín hiệu PWM và tako đo ở tốc độ tham chiếu 183 rad / s

Việc giám sát tốc độ tham chiếu của tốc độ động cơ và việc tạo tín hiệu PWM thích hợp được thực hiện tự động bởi hệ thống do bộ điều khiển PI phản hồi.

Màn hình phụ mạch in

Chuẩn bị hệ thống in:
1-) Trong chương trình vẽ Ares, đối xứng của khung nhìn dưới cùng của máy được chuẩn bị.

2-) Bản vẽ đã chuẩn bị được sao chụp trên giấy acetate.

3-) Sau khi đặt giấy acetate lên mảng đồng, nó được làm nóng bằng sắt và các mảng bám đồng được tạo ra để nhìn ra phía dưới.

4-) Một tấm đồng được đặt trong hỗn hợp của perhydrol và muối tinh thần và mạch in đã được gỡ bỏ.

5-) Sau đó, các lỗ khoan và sẵn sàng để lắp ráp.

In đầu trang

Chuẩn bị của ma quỷ:
1-) Theo quan điểm từ trên đầu trang đầu tiên các yếu tố được chuyển giao cho các tấm

2-) Lắp ráp sắt hàn được thực hiện bằng cách hàn và hàn

3-) Đồng thời, một cơ chế riêng biệt cho động cơ và động cơ phản hồi tại đầu ra của PWM đã được lắp đặt và kết nối.

4-) Trong hệ thống này, chúng ta có hai bóng bán dẫn và các đầu cuối công suất với số vòng quay khác nhau.

5) Ngoài ra, một bóng bán dẫn điện được sử dụng để điều khiển động cơ ở đầu ra của PMW thay vì MOSFET, được nhìn từ phía trên.

6-) Sau khi kiểm tra cần thiết đã được thực hiện, mạch được cấp nguồn và vận hành.

Nguồn và mã của dự án Điều khiển tốc độ động cơ DC PIC16F877 (bộ điều khiển PI)

Tải xuống tệp LINK danh sách (ở định dạng TXT) link-4039.zip mật khẩu-pass: 320volt.com