基于PIC單片機(jī)的同步電動機(jī)新型智能勵磁控制系統(tǒng)的設(shè)計

作者：時間：2013-09-30 來源：網(wǎng)絡(luò)

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3.3 失步保護(hù)電路

　　同步電動機(jī)失步時會在其轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生不衰減的交變電流分量，通過測取轉(zhuǎn)子勵磁回路分流器上的交變電流信號，對其波形特征進(jìn)行分析即可快速、準(zhǔn)確判斷電機(jī)是否失步。電動機(jī)失步是很嚴(yán)重的事故，必須快速、準(zhǔn)確的判斷。因此我們把失步毫伏信號通過放大電路、比較電路轉(zhuǎn)換成方波信號經(jīng)光耦隔離接到PIC單片機(jī)的外部中斷輸入管腳。單片機(jī)通過檢測方波信號的頻率來判斷電機(jī)是否失步，還是勵磁回路產(chǎn)生了同步振蕩。失步信號轉(zhuǎn)換電路如圖3所示。

　　當(dāng)電機(jī)失步后，立即封鎖PWM輸出，復(fù)位投勵繼電器，使電機(jī)進(jìn)入異步驅(qū)動階段。此后電機(jī)轉(zhuǎn)速上升，待進(jìn)入臨界滑差后，按準(zhǔn)確強(qiáng)勵對電機(jī)實(shí)施整步，使電機(jī)恢復(fù)到同步狀態(tài)。如整步失敗，單片機(jī)發(fā)出跳閘信號動作于跳閘回路，保護(hù)繼電器動作，液晶顯示“失步”。

圖3 失步信號轉(zhuǎn)換電路

3.4 勵磁電流采樣電路

　　從串聯(lián)在勵磁回路的分流器上測取勵磁電流信號。假設(shè)分流器變比為300A/75mv，同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)行勵磁電流為150A，那么測得與電流成比例的電壓37.5mv。再通過放大電路經(jīng)光耦隔離（光耦工作在線性工作區(qū)，＋5V供電電源）接到PIC單片機(jī)A/D管腳。單片機(jī)對光耦輸出端采樣就可以得到與勵磁電流大小成比例的電流信號。

4 軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件采用PIC單片機(jī)的HI-TECH PIC C語言編程，人機(jī)界面友好，操作簡單。系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，分別由主控程序、顯示程序、捕捉程序、數(shù)據(jù)采集程序、PID運(yùn)算程序、過勵欠勵檢測程序、失步檢測程序、溫度檢測程序及中斷服務(wù)程序等程序模塊組成，軟件流程如圖4所示。可以方便、靈活的添加、刪除功能模塊。

5 結(jié)束語

　　基于PIC單片機(jī)設(shè)計的同步電動機(jī)新型智能勵磁控制系統(tǒng)，利用PIC16F877單片機(jī)的捕捉單元及方波轉(zhuǎn)換電路方便、準(zhǔn)確的在同步電動機(jī)進(jìn)入“亞同步”狀態(tài)時投勵完全消除了電機(jī)起動過程中的脈振和投勵沖擊現(xiàn)象；采用數(shù)字PID控制算法實(shí)時性好、可靠性高；利用PIC單片機(jī)的PWM單元及濾波電路實(shí)現(xiàn)了PID控制運(yùn)算結(jié)果的D/A轉(zhuǎn)換，外圍電路簡單系統(tǒng)實(shí)時性強(qiáng)；軟件設(shè)計采取了抗外界干擾措施，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和較高的可靠性。該系統(tǒng)在某工廠動力分廠拖動空氣壓縮機(jī)的同步電動機(jī)上進(jìn)行了試用，證明系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可操作性、可維護(hù)性和可靠性，并且結(jié)構(gòu)簡單、現(xiàn)場安裝調(diào)試方便、運(yùn)行穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn):

[1].PIC16F877datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PIC16F877_.html.

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