Wnioski

Jak w idać z podanych wcześniej analiz wynika, że istnieje m ożliwość w ykorzystania metod polioptymałizacji dla uzyskania lepszych wyników pracy sterownika m ikroprocesorowego. Program ista bardzo często staje przed sytuacją ograniczonych możliwości:

• szybkości działania procesora,

• wielkości przestrzeni adresowej dla program u i danych,

• możliwości układow ych systemu mikroprocesorowego,

i wtedy świadomie lub nie podejmuje decyzje, o wyborze pewnych rozwiązań. A utor starał się wykazać, że powszechnie stosowana m etoda polioptymałizacji, ma szansę w sposób formalny opisać taki proces decyzyjny.

8. WNIOSKI

1. Praca je st wynikiem zapotrzebow ania na całościowe opracowanie zagadnień m ikroprocesorow ego stero­

w ania urządzeń energoelektronicznych, obejmujące analizę, projektowanie i realizację.

2. M otyw acją do podjęcia badań był brak takiego opracowania. Ustalono to na podstaw ie systematycznego badania literatury.

3. M ateriał zawarty w pracy m ożna traktować jako opis systemu (środowiska) do projektow ania i realizacji sterowania mikroprocesorowego urządzeń energoelektronicznych, zbudowany w oparciu odpowiednie schematy blokowe.

4. Struktura jednej z części pracy, poświęconej doborowi systemu m ikroprocesorowego (rozdział 4), jest zorganizowana na w zór struktury systemu ekspertowego (baza wiedzy i m echanizm wnioskowania).

5. Przeanalizowano potrzeby energoelektroniki w zakresie sterowania i regulacji. Przedstaw iane sterowanie mikroprocesorowe dotyczy wszystkich zasadniczych przekształtników energoelektronicznych.

6. Omówiono cechy sprzętowe systemów mikroprocesorowych. Wzięto pod uwagę: m ikroprocesory 8-bitowe, m ikrokontrolery 8- i 16-bitowe, procesory sygnałowe (stało- i zmiennoprzecinkowe), procesory RISC i transputery.

7. Przedstawiono informacje, które m ogą stanowić podstawę do budowy odpowiedniej bazy w iedzy w doborze sterowania dedykowanego (podrozdział 4.2).

8. Zaproponowano mechanizm wnioskowania, jako drugi ważny element niezbędny w systemie projektowania typu doradczego (podrozdział 4.3). Jest on zilustrowany za pom ocą odpowiedniego schem atu blokowego - rysunek 4.20.

9. Zaprezentowano metody i narzędzia konstrukcji i oprogramowania, ujmując je w postaci odpowiednich algorytmów.

10. Szczególną uwagę zw rócono na sterowanie mikroprocesorowe napędu z falownikiem M SI i silnikiem indukcyjnym, przede wszystkim z tego powodu, że jest to najbardziej złożone sterowanie w energoelektronice (rozdział 6 i 7).

11. Algorytm projektowania i realizacji sterowania mikroprocesorowego został zilustrow any szczegółowo przykładem napędu energoelektronicznego prądu stałego z połączeniem sprężystym, przedstaw iono drogę postępowania od podanych zadań do realizacji praktycznej.

12. Zamieszczony materiał niem al w całości przetestowany w urządzeniach przem ysłow ych i laboratoryjnych, jest wynikiem kilkuletnich badań teoretycznych i eksperymentalnych, prow adzonych przez autora.

13. Praca zawiera osiem przykładów realizacji mikroprocesorowego sterowania urządzeń energoelektro- nicznych, które obejm ują większość współczesnych przekształtników od klasycznego prostow nika tyrystorowego do falownika napięcia MSI.

14. Do w łasnych osiągnięć autora zaliczyć należy:

- przedstawienie całościow e problematyki projektowania i realizacji układów sterow ania przekształtników, - opracowanie zagadnienia uzasadnienia doboru systemu mikroprocesorowego przy projektow aniu

sterownika,

- przedstawienie środow iska realizacji mikroprocesorowych układów sterowania,

- pokazanie na przykładach rozw iązania podstawowych, praktycznych problem ów z zakresu sterow ania urządzeń energoelektronicznych.

15. Informacje zawarte w pracy m ogą być przydatne dla celów inżynierskich jak i badaw czych naukowych.

16. Ponadto praca może stanowić podstawę do opracowania odpowiedniego program u-system u ekspertowego.

D O D A T K I

DODATEK 1

sygnałem nośnym do generow ania impulsów sterujących. Cały zakres częstotliwości wyjściowej jest podzielony na kilka podzakresów, w których stosunek częstotliwości sygnału nośnego do m odulującego je st stały (15, 21, 30, 42, 60, 84, 120, 168). Granice stref są wyznaczone poprzez podanie wartości maksymalnej częstotliwości przełączeń zaworów. Układ jest przeznaczony do sterowania falownikami tyrystorowym i i tranzystorowymi. W obecnej chwili znaczenie m ają tylko te drugie, ale fakt ten pokazuje długą historię tego elementu.

W ybór typu falow nika je st dokonywa­

ny za pom ocą sygnału logicznego na wej- ś c i u / ( r y s .D l.l):

1=0 - falownik tranzystorowy 1= 1 - falownik tyrystorowy.

Reszta rozw ażań będzie dotyczyć falowni­

ków tranzystorowych. Zadaw anie częstotli­

wości wyjściowej następuje poprzez wejście F C T sygnałem cyfrow ym o częstotliwości, je st jeszcze uzależniona od częstotliwości f FCT, w tedy dla zadanego w spółczynnika

głębokości m odulacji M otrzymujemy:

fvcr = 2 ffCT/M

Jest to w ygodne rozw iązanie dla pracy falownika w trybie U /f = const, bo dla zmian częstotliwości wyjściowej, otrzymujemy liniow ą zmianę napięcia, o ile nie nastąpi przekroczenie wartości M=1 (przejście w nadm odulację). D la bardziej skomplikowanego kształtu charakterystyki U /f, napięcie wyjściowe należy zadawać przez odpow iedni blok nieliniowy. Kształt tej charakterystyki w postaci analogowej otrzymujemy na w yjściu VAV.

U kład um ożliw ia określenie maksymalnej częstotliwości przełączeń za pom ocą częstotliwości sygnału na wejściu RCT:

facr = 280 f ^

W efekcie otrzymuje się także granice obszarów, w których obow iązują stale w artości stosunku częstotliwości nośnej do m odulującej. Zm ianę kolejności faz (kierunek wirowania silnika) um ożliw ia sygnał CW.

Sygnały sterujące tranzystoram i s ą zgrupowane dla każdej z trzech faz R, Y, B z rozdzieleniem na oba tranzystory półmostka. Czas zwłoki ą** pom iędzy wyłączeniem jednego tranzystora i załączeniem drugiego w tym samym półm ostku, je st określony sygnałami O C T i K :

t ^ = 8(K+1)Toct

gdzie K = 0 .. 1 Dodatkowe sygnały A,B,C, są przeznaczone do testowania układu przez producenta.

Z podanego opisu m ożna wnioskować o małym przystosowaniu tego m odulatora do układów mikroprocesorowych. W iększość informacji zadających jest przekazywana w postaci częstotliwości sygnału wejściowego. Jest to postać sygnału wygodna w układach sterowania, w ykonanych w technice analogow o- cyfrowej starszej generacji. W układach m ikroprocesorowych wygodniejsze byłoby transm itow anie inform acji w

R y s.D l.l Schem at m odulatora Philips HEF4752

dodatek 1 - Opis w ybranych specjalizowanych układów scalonych do sterowania fa lo w n ika m i napięcia M SI

postaci 8- lub 16-bitowej szyny danych. Dodatkowo brak tutaj ochrony przed zbyt krótkimi i m p u l s a m i

przełączającymi zawory, bo samo określenie maksymalnej częstotliwości przełączeń f max tego nie zapewnia.

2. GEC Plessey MA 818

Jest to układ m odulatora zaprojektowany z m yślą o możliwości prostego przyłączenia do systemu mikroprocesorowego. W ymiana informacji je st dokonywana przez m ultipleksow aną 8-bitow ą szynę adresów/danych, a sygnały sterujące są podawane w standardzie Intela lub Motoroli. Zasadniczym zadaniem jest generowanie sześciu sygnałów sterujących dla tranzystorów falownika m etodą niesynchronizow aną z sygnałem nośnym. Zapewnia on przy tym możliwość zadawania wartości czasu martwego i ustaw ienie czasu minimalnego przełączenia.

Podstawowe param etry w yjściow e układu to:

• częstotliwość sygnału nośnego - m a \. 24 kHz

• maksymalna częstotliwość napięcia wyjściowego - do 4kHz

• gradacja zadawania częstotliw ości wyjściowej - 12 bitów

• zadawanie napięcia w yjściowego - na podstawie charakterystyki znajdującej się w zew nętrznym EPROM -ie Schemat w yprow adzeń układu został przedstawiony na rysunku D l.2. Ośm iobitowa szyna adresów/danych AD0-AD7 łączona jest z m agistralą systemu mikroprocesorowego. Sygnały sterujące m ogą być przyłączone zgodnie ze standardem Intela lub M otoroli, co je st samoczynnie rozpoznawane przez układ w początkowej fazie pracy.

Sygnał zegarowy CLO CK nie jest związany z parametrami magistrali systemowej, a tylko z procesem modulacji. Dla najczęściej spotykanego w Polsce standardu Intela wykorzystywane są sygnały sterujące: WR\, RD\, ALE, które można odpow iednio podłączyć do każdego mikrokontrolera z rodziny M C S 5 1 lub M CS96.

AD0-AD7 c J 24-bitowych rejestrów: inicjalizującego i sterują­

cego. Transmisja do tych rejestrów poprzez ośm iobitową szynę danych je st w ykonywana w postaci ładowania trzech rejestrów chwilowych, 8-bitowych przechowujących czasowo dane. Po ich skompletowaniu inform acja je st przeładow yw ana do właściwego rejestru (sterującego lub inicjalizujące­

go). Inicjalizacja tego przepisania następuje przez dokonanie operacji zapisu do jednego z dwóch umownych rejestrów dowolnej wartości. W przestrzeni adresowej zostały przeznaczone dla rejestrów tego modulatora następujące adresy:

• ADR = 0 - rejestr tym czasowy R0, A D R = 1 - rejestr tym czasowy R l, ADR = 2 - rejestr tym czasow y R2, ADR = 3 - adres, pod który zapis danej, powoduje przepisanie zaw artości rejestrów tymczasowych do 24-bitow ego rejestru sterują­

cego,

ADR = 4 - adres, pod który zapis danej, powoduje przepisanie zaw artości rejestrów tymczasowych do 24-bitow ego rejestru inicja­

lizującego pracę m odulatora.

Przygotowanie do pracy układu polega na załadowaniu rejestru inicjalizującego w łaściwym i danymi określającymi częstotliwość sygnału nośnego, m aksym alną częstotliwość w yjściow ą m odulatora, wartość czasu martwego i czas najkrótszego dopuszczalnego im pulsu przełączającego zawory (im pulsy krótsze od tego będą eliminowane). Znaczenie poszczególnych bitów rejestrów tymczasowych zostało przedstaw ione poniżej:

dodatek 1 - Opis wybranych specjalizowanych układów scalonych do sterow ania fa lo w n ika m i napięcia M S I

RO : _{C R P D T s} P D T5 P D T , P D T3 p d t2 P D Ti P D T o

zerowanie licznika modulatora

bity określające kod czasu trwania najkrótszego impulsu:

PD T 6-0: 1111111 PD T6-0: 1111110

- pdf = 1 - pdf = 2 PD T 6-0: 0000000 - pdf = 128

Na podstawie wartości p d t m ożna obliczyć minimalny czas impulsu przełączającego zawory na podstawie zależności:

p d t tpd, = r . 512

J nos

przy czym f ms to częstotliw ość sygnału nośnego określonego w rejestrze R1

R1 : FRS2 ^{FRS, FRS}0 ^{X X CFS}2 ^CFS, CFSo

J

bity określające mnożnik dla obliczenia maksymalnej częstotliwości wyjściowej:

bity określające mnożnik dla obliczenia częstotliwości sygnału nośnego:

F R S 2-0: 110 - m = 64 F R S 2-0: 101 - m = 32

C F S 2-0: 101 C F S 2-0: 100

n = 32 n = 16 F R S 2-0: 000 - m = 1 C F S 2-0: 000 - n = 1

Podobnie ja k wyżej, posługując się odpowiednimi zależnościami można obliczyć częstotliw ość sygnału nośnego /ro i m aksym alną częstotliwość w y jścio w ą/n ar:

r f nos r _ f :lock

J m a x ~ 3 8 4 m ’ ~ 5 1 2 - / 7

gdzie: m, n to mnożniki określone wyżej

fciock - częstotliwość sygnału zegarow ego z wejścia CLOCK.

X X P D Y j P D Y < P D Y j p d y2 P D Y , P D Y o

bity określające kod czasu martwego dla sterowania zaworami półmostka:

P D Y 5-0: 111111 - pdy= 1 PD Y 5-0:111110 - p d y = 2 P D Y 5-0: 000000 - pdy = 64

dodatek 1 - Opis wybranych specjalizowanych układów scalonych do sterowania fa lo w n ika m i napięcia M SI

Wartość czasu martwego tpdy oblicza się w oparciu o ustaloną częstotliwość sygnału nośnego z zależności:

p dy

t Pdy r . 5 1 2

J nos

Przed odblokowaniem m odulatora powinien zostać także załadowany 24-bitow y rejestr sterujący. Wtedy znaczenie każdego z trzech rejestrów tymczasowych R2, R l, RO jest następujące:

RO : p f s7 p f s6 ^{P F S}5 p f s4 P F Sj p f s2 P F S , P F S o

V. J

młodsza czę ść bitów określających częstotliwość wyjściową modulatora

R1 : F / R O M I N H X P F S , , P F S , o P F S , P F S ,

J

bit kierunku:

0-lewo 1-prawo

bit blokady impulsów 0-zablkokowane 1-odblokowane

bit nadmodulacji:

0-zablokowana 1-odblokowana

r

starsza czę ść bitów określających częstotliwość wyjściową

modulatora

Bity p fs z rejestrów R l i RO określają częstotliwość w yjściow ą zgodnie z zależnością:

/

^{./max r}

vyi ~

4096

Oznacza to, że częstotliwość w yjściow ą można zadawać z 12-bitową gradacją względem zakresu / M .. 0. Dla częstotliwości maksymalnej / „ = 100 Hz otrzymujemy rozdzielczość ok. 0,025 Hz. B it IN H pozw ala na blokadę impulsów.

Po ustawieniu bitu nadm odulacji OM, zadana amplituda napięcia wyjściowego w zrasta o 100%. U kład pozwala także na zmianę kolejności faz (kierunku wirowania silnika), poprzez zmianę wartości bitu F/R.

A M P7 A M P S A M P s A M P * A M P j A M P2 A M P , A M P o

V J

słowo określające wartość amplitudy sygnału modulującego

Wartość procentow a am plitudy sygnału modulującego względem sygnału nośnego, je st określona w procentach zależnością ( z uw zględnieniem bitu O M rejestru R l):

+o m \ ■ 1 0 0 %

V 255 J

mod

K olejność kroków program ow ania układu, po pojawieniu się napięcia zasilania, je st następująca:

1 • wymuszenie sygnału RST\=0,

2. załadowanie rejestrów R0, R l , R2 zaw artością przynależną 24-bitowemu rejestrowi inicjalizującem u, 3. zapisanie dowolnej w artości pod adres rejestru R4,

4. załadowanie rejestrów R0, R l , R2 zaw artością startow ą 24-bitowego rejestrowu sterującego, 5. zapisanie dowolnej w artości pod adres rejestru R3,

6. ustawienie sygnału RST\= l, co odblokuje impulsy sterujące dla falownika.

dodatek 1 - Opis wybranych specjalizowanych układów scalonych do sterowania falow nikam i napięcia M SI

Dalej, jeśli je st taka potrzeba, m ożna zmieniać zawartość rejestru sterującego, pow tarzając kroki 4 i 5 powyższego schematu. Jeśli istnieje konieczność zmiany param etrów zapisanych w rejestrze inicjalizującym, to należy przejść do zablokow ania m odulatora i powtórzyć czynności 1 ..6.

Oprócz amplitudy sygnału m odulującego istotny jest jego kształt. Typowo w m etodzie m odulacji z sygnałem nośnym w ykorzystywana je st sinusoida, czasami zniekształcana trzecią harmoniczną.

W przypadku m odulatora M A818 istnieje dowolność określania kształtu przebiegu. U kład ten w procesie generacji im pulsów sterujących korzysta z danych zamieszczonych w pam ięci typu ROM , które opisują sygnał m odulujący. S ą to 8-bitowe wartości spróbkowanego sygnału (tylko dodatnia półfala), przedstawione w takiej postaci, że am plituda (największa znaczenie tylko w fazie przygotowywania danych i zapisu ich do EPROM -a. Proces pobierania próbek w czasie pracy m odulatora odbywa się samoczynnie, łącznie z odtworzeniem dolnej półfali sygnału modulującego.

Jak m ożna policzyć, rozdzielczość sygnału m odulującego je st duża i na przykład dla przebiegu sinusoidalnego wynosiłaby: 0.23°, co pozwala na bardzo dobre odtworzenie kształtu przebiegu. S ą oferowane także wersje m odulatora z w ew nętrzną pam ięcią PROM.

W przypadku sinusoidalnego sygnału modulującego nie jest możliwe, bez przejścia w nadm odulację, osiągnięcie w układzie 3-fazowego falownika napięcia, znamionowego napięcia 1-harmonicznej na wyjściu.

Nadmodulacja pow oduje niekorzystne efekty pracy urządzenia i zwykle je st unikana w rozwiązaniach praktycznych. A lternatyw ą wobec nadmodulacji je st zmiana sygnału m odulującego przez dodanie do podstawowej sinusoidy trzeciej harmonicznej w odpowiedniej proporcji. Pozw ala to na podniesienie wartości skutecznej 1-harmonicznej napięcia wyjściowego o ok.15%. Jednocześnie trzecia harm oniczna, która pojawi się w napięciu wyjściowym falownika nie pow oduje przepływu prądu w układzie 3-fazowym bez przewodu ich zastosowaniem może być forma przetwornika cyfrowo-analogowego, w tedy dodatkow ą zaletą takiego rozwiązania je st możliwość łatwej separacji takich sygnałów. Ich funkcjonowanie polega na przetw orzeniu wartości liczbowej o określonej długości w bitach, na sygnał cyfrowy o stałej częstotliwości i wypełnieniu proporcjonalnym do tej liczby. Zasadę tę ilustruje rysunek D l.4. W większości przypadków są to układy 8-bitowe i w tedy zależność między w artością zadaną i wypełnieniem przedstawia się następująco:

800h

dodatek 1 - Opis wybranych specjalizowanych układów scalonych do sterowania falow nikam i napięcia M SI energoelektronicznymi. Polega to na takim form owaniu wartości zadanej do układu PW M, aby na wyjściu uzyskać sygnały sterujące jak dla modulacji z sygnałem nośnym. Jeśli przyjmie się za sygnał m odulujący sinusoidę, to zadając kolejne w artości do układu PW M , odpowiednio spróbkowanego sygnału sinusoidalnego o żądanej częstotliwości wyjściowej, otrzymuje się sterowanie dla jednej fazy zaw orów falownika. Zm ianę w artości skutecznej pierwszej harmonicznej napięcia wyjściowego uzyskuje się przez zmianę amplitudy fali m odulującej.

Prosta formuła program u sterowania może polegać na stablicowaniu w pamięci EPROM przebiegu sinusoidalnego (lub innego, który będzie modulującym), w takim zakresie, że wartość 0 będzie odpow iadać 128 bitom, a amplitudy: dodatnia - 255 b, ujem na - l b .

lab 128 + m od[127 • s i n a ] gdzie: a- kąt bieżący próbki

Oczywiście dzięki pewnym symetriom wystarcza jedna ćwiartka przebiegu zgrom adzona w próbkach np.

co 2°. W tedy co odcinek czasu odpowiadający odległości próbek przeliczonych na zadaną częstotliwość, należy zmieniać wartość A, korzystając z opisanej tablicy. W zależności od napięcia zadanego, należy jej wartości przebiegu m odulującego byłyby przesunięte o 1/3 okresu.

W ten sposób cały proces generowania im pulsów sterujących falownika M SI je st realizow any przez część układow ą m ikrokontrolera. Należy jednak pamiętać, że system ten ma wszystkie zalety i wady m etody modulacji z niesynchronizowanym sygnałem nośnym. Typowe układy PW M pracują zwykle z dość du żą częstotliw ością

m ikrokontrolerów Intela 80C51FA\FB\FC i 80C51GB znajduje się układ PCA, pozwalający na wyprow adzenie maksym alnie pięć sygnałów typu PW M. W skład PCA

dodatek 1 - Opis wybranych specjalizowanych układów scalonych do sterow ania falow nikam i napięcia M S I małym zaangażow aniem programowym procesora.

W trybie PW M , ze w zględu na 8-bitow ą strukturę układu PCA, rozdzielczość wynosi 0,4%, a m aksym alna częstotliwość przełączeń dla rezonatora 12M H z wynosi 11,8 kHz. Ta ostatnia jest w artością graniczną i można j ą zmienić wykorzystując różne tryby taktow ania licznika PCA.

Funkcjonowanie w tym trybie pracy pojedynczego modułu przedstaw ia rysunek D l .5. W artość wypełnienia, po ustaw ieniu trybu pracy modułu PCA na PWM i odblokowaniu licznika PCA, je st wpisyw ana do starszej części rejestru buforowego wybranego modułu CCAPnH, gdzie n - oznacza num er wykorzystywanego modułu («=0...4). W chwili przepełnienia młodszej części licznika CL, do rejestru CCAPnL przeładowyw ana je st starsza część C CAPnH (zadane wypełnienie). Zawartość młodszej połow y licznika układu PCA (CL), je st porównywana z zaw artością rejestru CCAPnL w następujący sposób:

• CL < CCAPnL => wyjście pin CEXn = 0

• CL > CCAPnL => wyjście pin CEXn = 1.

O znacza to, że na wyjściu otrzymuje się sygnał o stałej częstotliwości i w ypełnieniu proporcjonalnym do zadanej wartości. Z punktu widzenia funkcjonalnego można to działanie porów nać z m odulacją naturalną z pilokształtnym sygnałem nośnym, symulowanym przez m łodszą część licznika PCA - CL i sygnałem modulującym, określonym zaw artością rejestru CCAPnL. Pewnym odstępstwem od analogowej idei jest regularne próbkow anie w artości sygnału modulującego, w chwilach przepełnienia młodszej części licznika PCA.

Przy dużej częstotliwości taktowania licznika i wolnozmiennym sygnale m odulującym , ma to mniejsze znaczenie. M ożliwe do osiągnięcia częstotliwości przełączeń układów PCA pracujących w trybie PWM, zostały przedstawione w tabeli D l .l . Jak widać możliwości w yboru trybu pracy licznika PCA, pozw alają na zmianę częstotliwości przełączeń w dużym zakresie od kiioherców do ułamków herca.

3.2 IN T E L 80C 196K C

W ewnątrz struktury 16-bitowego m ikrokontrolera Intel 80C196KC znajdują się trzy 8-bitowe specjalizowane układy typu PWM. S ą one proponow ane jak o forma przetwornika C/A, ale m ogą służyć także do generow ania sygnałów sterujących dla zaw orów falow nika MSI.

Nie ma tu tak elastycznych m ożliwości zmiany częstotliwości przełączeń, ja k w przypadku wcześniej przedstawionego układu PCA. Jest ona określona częstotliw ością rezonatora kwarcow ego dołączonego do mikrokontrolera i wynosi dla XTAL1 = 16 M Hz: 31,25 kHz lub 15,63 kHz z m ożliw ością program ow ego wyboru.

Obsługa każdego z układów polega na w pisaniu do ich rejestru sterującego, w dowolnej chwili, w artości zadanej wypełnienia. Struktura pojedynczego układu PW M została przedstawiona na rysunku D l .6. 8-bitowy licznik porównywany z zadaną w artością wypełnienia jest układem niedostępnym dla programisty.

magistrala wewnętrzna

Rys. D l.6 Schemat blokow y układu PWM tab ela D l . l

DODATEK 2

P R O JE K T I R E A L IZ A C JA M IK R O P R O C E SO R O W E G O U K Ł A D U ST E R O W A N IA N A P Ę D U Z P O Ł Ą C Z E N IE M SPR Ę Ż Y ST Y M

Celem tego dodatku je st przedstaw ienie procesu realizacji mikroprocesorowego układu sterowania, od założeń wstępnych postawionego zadania, do wykonania i uruchomienia urządzenia.

Jako przykład wybrano sterowanie napędu z połączeniem sprężystym, który został zrealizow any w latach 1993-95 w Instytucie Elektrotechniki Teoretycznej i Przemysłowej Politechniki Śląskiej w Gliwicach, pod kierunkiem dr hab.inż. K. Gierlotki przez autora niniejszej pracy [G3].

1. Postaw ien ie zadania

Postawione zostało następujące zadanie: należy zbudować m ikroprocesorowy sterow nik napędu z przekształtnikiem D C/D C i silnikiem prądu stałego, który je s t połączony z maszyną roboczą za p om ocą elementu sprężystego. Schemat napędu przedstawiono na rysunku D 2 .1. Elem entem sprężystym je st cienka oś stalow a o średnicy 8,3 mm i długości 550 mm, łącząca silnik z prądnicą obciążającą [G4],

Rys.D2.1 Schemat funkcjonalny układu napędowego z połączeniem sprężystym

Param etry układu elektrom echanicznego są następujące:

- m oc znam ionowa silnika P n 2,2 kW

- prędkość znam ionow a silnika nn 1500 obr/min

- prąd znamionowy silnika In 11 A

- napięcie znam ionow e silnika Un 220 V

- m oment bezwładności silnika z ta r c z ą // 0,1125 kgm -- m oment bezw ładności prądnicy obciążającej Jj? 0,0125 kgm -- współczynnik sprężystości elem. sprężystego c 43 N m /rad - w spółczynnik tłum ienia elem. sprężystego p 0,25 Nms/rad.

Przekształtnik DC/DC, czterokwadrantowy jest zasilany z prostow nika diodow ego 6D, dołączonego do sieci 3x220V. Obwody główne przekształtnika zbudowany s ą zbudowane w oparciu o tranzystory IGBT.

dodatek 2 - Projekt i realizacja mikroprocesorowego układu sterowania napędu z połączeniem sprężystym

Przekształtnik (obwody główne, zasilacze, wzm acniacze wyzwalające oraz płyta zabezpieczeń) zakupiono w firmie ENEL z Gliwic.

Zadania dla sterow nika są następujące:

• obsługa zespołu w yświetlaczy i klawiatury dla kom unikacji z użytkownikiem,

• obsługa zespołu w yświetlaczy i klawiatury dla kom unikacji z użytkownikiem,

W dokumencie Mikroprocesorowe sterowanie urządzeń energoelektronicznych - analiza, projektowanie i realizacja (Stron 117-193)