Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/GEC/A19790215Elc004.shtml

Микропроцессорное управление электродвигателями

Что общего имеют металлообрабатывающие станки, кухонные комбайны, дисковые ЗУ и автомобили с радиоуправлением? Ответ: электродвигатели. Инженеры группы микроэлектроники фирмы General Instrument Corp. (Хиксвилл, шт.Нью-Йорк) считают, что все эти изделия являются прекрасными кандидатами для реализации преимуществ микрокомпьютерного управления. Более конкретно они имеют в виду семейство PIC 8-разрядных микрокомпьютеров, которые фирма GI продает в больших количествах для использования в таких изделиях развлекательного назначения, как телеигры.

Число используемых в США электродвигателей ошеломляюще велико. «Ежегодно изготавливается 50 млн. новых универсальных электродвигателей»,— утверждает Слейд, являющийся в фирме GI руководителем отдела применения микропроцессоров. Он добавляет, что универсальные электродвигатели, подобные используемым в домашних электроприборах и инструментах,— не единственный вид электродвигателей, в которых можно с выгодой применить микрокомпьютерное управление. «Эта идея применима для любого двигателя независимо от его размеров и скорости. Мы работаем также с двигателями переменного тока и двигателями с постоянными магнитами».

Применять цифровые методы управления электродвигателями целесообразно по многим причинам. Первая из них — экономичность: однокристальный микрокомпьютер ценой 2 долл. может заменить схемы аналогового управления с обратной связью, необходимые для регулирования скорости, которые стоят в общей сложности 10 долл. При этом схема регулирования, предлагаемая инженерами фирмы GI, по существу прежняя: замкнутый контур регулирования с отрицательной обратной связью, в которой, однако, функции регулирования осуществляет микрокомпьютер, соединенный со схемами формирования сигнала.

Микрокомпьютер не ограничивается подстройкой скорости двигателя по результату сравнения фактического ее значения с заданным. Он также сравнивает фактическое значение тока, потребляемого двигателем, с таблицей максимальных значений, хранимой в ПЗУ микрокомпьютера. Используя программу, также хранимую в этом ПЗУ, микрокомпьютер ограничивает кратковременные и длительные выбросы тока, что позволяет изготовителю оборудования снизить его стоимость путем применения меньшего по средней мощности, следовательно, более дешевого электродвигателя.

Не всегда, однако, следует стремиться к применению двигателя меньшей мощности, поясняет Флейд. «Возьмем для примера пылесос. В нем желательно иметь двигатель помощнее. Однако у такого двигателя броски тока могут быть слишком велики, так что организация UL откажется выдать на пылесос свой сертификат. Программа ограничения тока позволит уменьшить эти броски до приемлемого уровня».

Регулирование скорости электродвигателя (как аналоговое, так и цифровое) имеет еще одно преимущество. Универсальный двигатель без регулятора скорости набирает скорость, потребляя максимальный ток независимо от нагрузки. С другой стороны, микрокомпьютерный регулятор ограничивает скорость двигателя, согласуя ее с нагрузкой, и потребляемый ток можно при этом уменьшить вдвое.

Ввод и вывод сигналов скорости и управления осуществляются в микропроцессоре сравнительно просто. При одном из методов измерения скорости, совместимых с микропроцессором, используют переключатель на основе эффекта Холла и 10-полюсный магнитный диск. Это устройство воспринимает изменения вращающегося магнитного поля двигателя и преобразует их в числа, эквивалентные значениям скорости. После вычисления «ошибки» по скорости микропроцессор преобразует последнюю в значение фазового угла поджига триака одного из тех типов, что обычно используются в системах регулирования скорости электродвигателей. Значения скорости и момента вращения преобразуются в значения угла поджига триака с помощью еще одной поисковой таблицы, хранимой в ПЗУ микрокомпьютера.

Помимо фирмы GI собственные программы микрокомпьютерного управления электродвигателями на основе 4-разрядных микропроцессоров разработали фирмы National Semiconductor, Texas Instruments, Rockwell International. Слейд, со своей стороны, отстаивает применение для этой цели 8-разрядного микропроцессора. «Я не уверен, что 4-разрядные микропроцессоры обладают достаточной вычислительной мощностью, какая требуется при регулировании по замкнутому контуру. Наш микрокомпьютер PIC-1655 при крупносерийном производстве, возможно, будет стоить на 25—50 центов дороже 4-разрядного микрокомпьютера, но это небольшая плата за обеспечение дополнительных возможностей ограничения тока, нужных многим из наших заказчиков».

В настоящее время фирма GI проводит совместные работы с несколькими фирмами, изготавливающими электробытовые приборы и инструменты (конкретные названия этих фирм не сообщаются). Одной из первых ввела микрокомпьютерное управление фирма Hamilton-Beach (Уотербери, шт.Коннектикут), применившая регулятор с разомкнутым контуром на основе микрокомпьютера TMS 1000 фирмы TI. При этом, однако, она учитывала не столько интересы изготовителя, сколько спрос потребителей. Ожидается, что другие изделия с микрокомпьютерным управлением двигателями появятся уже в 1979г. [р.41].

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 52, No.04 (556), 1979г - пер. с англ. М.: Мир, 1979, стр.0

Electronics Vol.52 No.4 February 15, 1979 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Промышленная электроника





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/GEC/A19790215Elc004.shtml