关键字 |
| 感应电机、驱动器、无线个域网、交流驱动系统,逆变器PWM |
介绍 |
| 三个阶段voltage-fed脉宽调制逆变器是最近显示风机工业驱动应用程序的流行。这个受欢迎的主要原因是容易共享的大型系列设备和改善之间的电压谐波质量比两级逆变器的输出。变速传动装置是用于提供连续过程速度控制范围(相对于离散速度控制在变速箱或多速马达)和能够调整速度和转矩的感应电动机(IM)。这个项目旨在控制三相感应电动机的速度利用ZigBee无线控制协议。ZigBee无线技术是一套高水平的规范通信协议使用小型,低电力数字收音机基于IEEE 802标准。 |
| 无线个域网是针对应用程序需要数据率低,电池寿命长,安全的网络。全球无线个域网运行在2.4 ghz。传播范围是10至75米(33,246英尺)和无线个域网的高达1500米。其规范旨在更简单和更便宜的比其他WPANs如蓝牙。 |
| 这里有几种方法来感应电动机的速度控制频率变化等极变化,定子电压的变量,变量转子电阻,恒V / f控制,滑恢复方法等,应用最广泛的方法是恒定的V / f速度控制方法。在这种方法中,V / f比保持不变从而维护磁化磁通恒定最大转矩保持不变,可以消除磁饱和的问题。 |
| 客观的 |
| 在这篇文章中,讨论了无线交流传动系统的速度控制。该系统包括控制三相感应电动机的速度,为了控制感应电动机的速度我们使用接近传感器。 |
| 本系统采用数字控制器dsPIC30F4011控制系统操作。控制器单元收集的三相感应电动机的速度值接近传感器和过程。dsPIC30F4011控制器编程生成正弦PWM脉冲从传感器获得根据速度值。控制器处理来自传感器的信息,检查是否渴望速度达到,然后根据反馈控制器产生PWM脉冲值。处理来自传感器的信息后,显示控制单元发送数据。 |
| 项目的实现框图所示。直流供电应用于单片机。完全六DSPIC30F4011产生的脉冲控制器。三相逆变器是用来说明输入。在这个逆变器三个分支。每个分支属于每个阶段。每个分支有两个设备。三相逆变器的输出频率可变电压和变量。速度控制系统是由不同频率的使用无线个域网transeiver。三相电动机的速度不同。 If we change the frequency alone it will affect the torque of the motor. To avoid this we will change the voltage proportional to the frequency changes. This type of control maintains the motor speed constantly. The PWM pulses are given to input of optocoupler. Optocoupler is used to isolate between control circuit and inverter circuit. DC supply is applied to inverter circuit. Optocoupler output signal is inverted from original PWM input signal. Optocoupler output is given to driver circuit through NOT gate (NOT gate output signal same as the original input signal). Load is connected across the inverter circuit terminals. The PI controller is used to maintain the constant motor speed and motor speed is display to LCD. |
硬件设计 |
| 无线速度控制的交流传动系统包括DSPIC30F4011控制器,传感器单元、显示单元、供电单元和无线个域网transeiver。微处理器得到了三相感应电动机的速度值接近传感器和基于这个值,产生PWM脉冲逆变器。 |
| 3.1框图 |
| 无线的框图速度控制的交流传动系统如下图所示。它包括一个DSPIC30F4011控制器,传感器单元、显示单元、电源单元、光耦合器,驱动装置无线个域网transeiver。这里的个人电脑和无线个域网transeiver连接通过RS232控制部分。 |
| 3.2单片机 |
| 数字控制器DSPIC30F4011是一个通用目的的16位数字控制器用于结合数字信号处理器的计算能力和控制能力的PIC单片机,实现精确控制。DSPIC30F4011高性能改性RISC CPU。控制器有一个C编译器优化的指令集架构灵活的寻址模式。该控制器用于生成PWM脉冲来控制电机的速度从传感器通过收集速度值。 |
| 3.3近距离传感器 |
| 电感式接近传感器耦合轴附近的三相感应电动机用于电动机的旋转和给DSPIC30F4011控制器的值。 |
| 3.4显示装置 |
| 液晶显示器用于显示数据送到单片机的传感器。LCD显示屏8线在每一行21个字符。 |
| 3.5驱动装置 |
| 触发电路只不过是一个警报开关供应感应电动机的开/关,门脉冲的应用程序来自控制器的ccpl销。 |
| 3.6 ZigBee模块 |
| 无线个域网收发器模块包含无线个域网发射机和接收器无线个域网。Xbee射频模块设计范围内进行无线个域网协议和支持的特殊需要低成本、低功耗无线传感器网络。模块需要最少的权力和远程设备之间提供可靠的交付数据。ISM 2.4 GHz频段内的模块操作。它运行在100 - 200米。接收器模块由一个Xbee射频模块连接到计算机系统。因此,监测数据接收到无线个域网模块直接转移到计算机系统。 |
设计方法 |
| 电感和电容的值很大程度上依赖于评级的运动,其速度调节。因此,评级机构的电动机三相感应电动机,功率0.75千瓦,明星连接,速度- 1390 rpm电压415 v,电流- 1.80,- 75% - 50赫兹频率,效率。进行设计计算简单假设拍摄通过负载比D =总时间的5%。 |
| 从整流输出,要求逆变器输入,促进因子可以计算使用以下关系。 |
 (1) |
| B是由逆变器的提振因素 |
 (2) |
| D是通过负载比拍摄,T0通过时间间隔在拍摄期间切换周期T和N1和N2变压器T1和T2的比例,分别。从(2)很明显,B主要取决于D, N1和N2,所以高提高能力可以通过调整变压器的匝比小拍摄通过责任比例。自从拍摄通过占空比很小,调制指数(M)可以提高从而输出电能质量将会提高。 |
| 把比率N1和N2可以使用方程(2)计算后确定的促进因素。因为我们考虑到网络对称以数量N1和N2为相同。 |
| 电容的设计主要取决于脉动电压。我们知道,电容纹波电压是通过电容器的电压的1 - 10%。为了减少纹波假设ΔVc1和ΔVc2分别为1%的Vc1和趋势。通过应用在任一瞬间在活动和拍摄状态,可以计算通过电容器的电压和是由 |
 (3) |
| 发现通过电容器的电压后,可以找到电容器的价值从以下方程。 |
 (4) |
 (5) |
| Im1和Im2磁化电流和电流的总和等于负载电流。由于电路是对称的,这两个电容的值相同。变压器的磁化电感可以从以下方程计算。 |
 (6) |
 (7) |
| 交流传动系统的输出电路的三相感应电动机。三相逆变器的两种类型:120°模式电压源逆变器和180°模式电压源逆变器。120°模式电压源逆变器是用于仿真的目的。 |
| 4.1比例积分控制器 |
| 控制操作的接口电路和软件设计时考虑的采样时间短,实现更好的性能。为了使实时控制算法可执行文件,一个简单的PI控制算法。定时器溢出中断被用来代替投票有助于缩短计算时间。 |
| 比例积分控制器的实现通过编写汇编语言程序已经完成。数字控制器参数选择单纯从性能和物理实现的角度分析和理论意义 |
| PI控制器的输出是半 |
 (8) |
 (9) |
| PI算法使用一个新的工具来生成一个模拟输出直接从单片机不使用任何DAC(数字模拟转换器)。这种技术被称为PWM(脉冲宽度调制)。在生成PWM方波频率不变,准时或关井时间的变化的方波变化的平均输出即周期性变化平均产量的变化。下面的方程显示了工作周期和平均输出电压之间的关系: |
 (10) |
| 与PI算法特性,不同的单片机产生PWM占空因数产生有效控制行动信号在电动机类似于PI控制器的输出信号可以使得电机达到稳态条件下,稳态误差成为零。我K和K值的测定试验和错误的方法为了得到更好的瞬态响应与近零超调。准确和快速定位运动已经通过使用microcontroller-based PI控制器。 |
| 4所示。DSPIC30F4011的基于单片机的三相感应电动机速度控制研究的帮助下通过模拟仿真软件MATLAB 7.10。仿真软件是一种软件方案建模、模拟和分析动态系统。图5.1显示了仿真电路图的无线交流传动系统的速度控制。 |
使用垫实验室软件模拟的结果 |
| 的示意图表示无线交流传动系统的速度控制是由使用MatLab软件设计和代码通过编译器软件。结果表示为三位数,6.1)模拟结果对三相感应电动机的速度,6.2)逆变器的输出波形,6.3)模拟波形的脉冲宽度调制。 |
硬件的无线交流传动系统的速度控制 |
| 硬件的图像无线速度控制的交流传动系统提供了在这一节中。图7.1显示了单片机部分和逆变部分与三相感应电动机。 |
| 图7.2显示了无线速度控制的交流传动系统的控制部分,包括无线个域网收发器部分通过RS232串行电缆连接到计算机系统。 |
结论 |
| 无线交流传动系统的速度控制电路在MATLAB模拟速度显示的结果。因此,它是进一步在硬件中实现的。硬件利用ZigBee协议交流逆变器的单片机的PWM控制信号,控制信号的正弦脉宽调制载波。因此,电动机的速度(1390 rpm)可以有效地控制通过使用设计的硬件设置。 |
|
数据乍一看 |
 |
 |
 |
 |
| 图3.1 |
图4.1 |
图5.1 |
图6.1 |
 |
 |
 |
 |
| 图6.2 |
图6.3 |
图7.1 |
图7.2 |
|
|
引用 |
- Qazalbash, Awais阿明,Abdul Manan Mahveen哈立德,“设计和实现基于单片机的正弦波逆变器的PWM技术”2009。
- 埃米尔利未,“舰载的比较和空间矢量脉宽调制技术三级竞选过程电压源逆变器”,2010。
- 莫汉蒂纳康德,RanganathMuthu,“基于单片机的PWM控制四开关三相逆变器美联储感应电动机驱动的,塞尔维亚《电气工程。7,卷2号,2010年11月,195 - 204年,2010年。
- 安德鲁·m·奈特”比较与正弦脉宽调制(PWM)逆变器的损失,空间矢量PWM和不连续PWM (DPWM)”, 2011年。
- 克里Wankhede,智慧化Holmukhe Miss.A.M。Kadam Miss.P。Rshinde,注:Chaudhari,“基于单片机的三相感应电动机采用pwm控制技术”,国际会议上电能和网络(ICEEN 2011), 2011。
- 硕士一个spalli, Asha.R, P.V. Hunagund, “3-phase induction motor drive using IGBTs and constant V/F method”, International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering Vol. 1, Issue 5, November 2012.
- AmolSutar SatyawanJagtap,先进的三相PWM逆变器控制使用单片机,IOSR电气和电子工程杂志》(IOSR-JEEE) e-ISSN: 2278 - 1676 5卷,问题2(2013年3月- 4月),页的第21至28,2013年。
- 郝Liang Bong崔俊,WeihuaZhuang Xuemin (Sherman)沈,“稳定增强分散逆变器控制的微型电网无线通讯”,2013。
- d . Soumiya,“基于PLC的监控和控制美联储三相感应电动机变频粉末压实机机器”,2013。
- Mohit Kumar莫尼什沙玛,Rishabh Narayan,苏米特乔希,桑杰库马尔,“基于ZigBee感应电机参数监测和控制系统”,会议上提出2013年通信和控制系统(CAC2S 2013)。
- 点耆那教的,另外Joshi“无线感应电动机的速度控制与GSM使用PWM技术”,IOSR电气和电子工程杂志》(IOSR-JEEE) e-ISSN: 2278 - 1676, p-ISSN: 2320 - 3331,卷6,问题2(5月。- 2013年6月。)。
- SheebaJoice C, s . r . Paranjothi V。JawaharSemthil Kumar“数字控制策略对三相无刷直流电机的四象限运行负荷变化”,IEEE TRANSACTIONSON工业信息学VOL.9, 2号,2013年5月。
- 东湖胫骨,“单片双板电容式接近传感器具有高噪声免疫力”,IEEE传感器日报》14卷,没有。2014年2月2日,
- www.datasheetcatalog.com。
|
菜单
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
