ВЕКТОРНОЕ ЧАСТОТНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ

Изобилие комплектов БИС заставляет провести анализ специ­фических требований к микропроцессорным системам управления электроприводом, и в частности переменного тока, по схеме ПЧ—АД.

Современный электропривод переменного тока включает управ­ление тиристорами преобразователя частоты, вычисление коорди­нат привода, организацию регуляторов по нескольким координа­там и диагностику всех узлов электропривода. Цикл программы* т. ё. время между одноименными управляющими воздействиями, для приводов с преобразователями частоты со ступенчатой фор­мой напряжения не должен превышать 0,003 с.

Точность промежуточных вычислений необходимо задавать вы­ше точности входных и выходных сигналов из-за накапливания ошибки округления. Для систем управления электроприводом сле­дует ориентироваться на применение 16-разрядных комплектов БИС, Выпускаемые комплекты БИС делятся на комплекты с фик­сированной системой команд, которые в большинстве случаев не­посредственно программно совместимы с универсальными ПЭВМ (табл. 3); секционированные комплекты, не имеющие своей сис­темы команд и программируемые на уровне микрокоманд (табл. 4), и однокристальные микроконтроллеры (табл. 5). Последние вклю­чают в себя процессор, ОЗУ, перепрограммируемое ПЗУ, двуна­правленные порты ввода—вывода информации, расположенные на одном кристалле, и являются законченными устройствами управ­ления.

Кроме отдельных наборов БИС, выпускаются одноплатные микроЭВМ и контроллеры, встраиваемые в систему (табл. 6). Комплекты БИС с фиксированной системой команд К1801, К1806, К1810, К588, а также одноплатные микроЭВМ и микроконтролле­ры «Электроника 80-01 - Д», «Электроника С5-41», «Электроника Параметры комплектов БИС с фиксированной системой команд

К1-50», которые по своим параметрам могут быть пригодны для использования в системах управления электроприводами.

Наиболее перспективными в этом классе являются микропро­цессоры К1801ВМ2 и К1810ВМ86 и разработанные на их основе одноплатные микроЭВМ «Электроника 80-01-Д» (МС 1101.02), микроконтроллеры «Электроника С5-41» и «Электроника К1-50». Программная совместимость с универсальными машинами позво­ляет создавать и отлаживать управляющие программы на ПЭВМ ДВК-3 и ЕС 1840, используя весь арсенал стандартного програм­много обеспечения, разработанного для этих машин, в том числе и трансляторы с языков высокого уровня.

Разработка и отладка систем управления на основе секциони­рованных комплектов БИС существенно сложнее всех остальных наборов БИС и предполагает наличие высокой квалификации у разработчика в области микропроцессорной схемотехники и про­граммирования. Секционирование позволяет легко получить тре­буемую точность представдения данных. Микропроцессоры, ис­пользующие секции (табл. 4), К1800, К1802, К1804 имеют высокое быстродействие и их можно применять для построения систем уп­равления электроприводом. Программирование на микропрограм­мном уровне, хотя и значительно сложнее программирования на ассемблере, делает возможной разработку команд, не имеющих аналогов в других машинах: например, табличное вычисление три­гонометрических функций, вычисление модуля и квадратного кор­ня, преобразование сигналов с датчиков и других команд, специ­фичных для систем управления приводом переменного тока. По­этому не следует копировать системы команд универсальных ПЭВМ. Для программирования секционированных микропроцес­сорных БИС разработаны специальные программные системы, ра­ботающие в среде операционных систем универсальных ЭВМ. Ре­зультатом работы такой системы является таблица «прожига» ПЗУ для конкретной конфигурации секционированного микрокон­троллера.

Однокристальные микроконтроллеры содержат все узлы мик­роЭВМ и являются наиболее перспективными для построения сис­тем управления электроприводом. Как следует из табл. 5, микро­контроллер К1801ВЕ1 обладает широкими функциональными воз­можностями, но имеет малое быстродействие, что затрудняет раз­работку на его базе систем управления электроприводами.

выводы

1. Система векторного управления приводом ПЧ-АД, базирую­щаяся на принципе ОПВН, может быть реализована на микропро­цессорных наборах и одноплатных микроЭВМ с быстродействием не менее 400 тыс. оп./с.

2. Система, наряду с регулированием скорости, позволяет ре­шать задачи быстродействия, точности, управления перегрузочной способностью, минимизации потерь.

3. Для реализации системы может быть использован ряд серий­ных отечественных преобразователей частоты при раздельном уп­равлении по каналам напряжения и частоты.

4. Датчики потокосцепления, одиночные проводники на пазовом клине асинхронного двигателя могут быть установлены на любом серийном двигателе без каких-либо конструктивных изменений двигателя.

[1] Здесь и ниже значения КПД указаны для номинального режима при ак­тивной нагрузке, коэффициент мощности — при номинальных значениях пита­ющего и выходного напряжений. Точность поддержания выходного напряжения по частоте указана в процентах от номинального значения частоты, по вели­чине — относительно заданного закона регулирования.

Все приводимые далее изготовители подчинены Министерству электротех­нической промышленности СССР.