基于單片機的單相電動機調(diào)速方法及其實現(xiàn)
&TD、D型斗式提升輸送機nbsp;摘要:本文介紹在三速單相電動機中采用分時接通的方法提高電動機的轉(zhuǎn)速檔次,使電動機具有二十檔轉(zhuǎn)速的調(diào)速能力和更好的節(jié)能效果,這種方法無需增加較多的硬件,僅在控制器中采用新的調(diào)速程序,即可達到提高風扇風速檔次和節(jié)能的目的。
關鍵詞:調(diào)速;單相電動機;懸掛輸送機單片機
&n鄂式粉碎機bsp; 0 前言
&FQ系列不銹鋼輸送機nbsp; 目前,三速單相電動機結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,控制方便,它使電風扇具備高、中、低三檔轉(zhuǎn)速,提高了電風扇的供風質(zhì)量,因此,這種單相電動機在家用電風扇得到廣泛的應用。但是,當需要進一步提高電風扇的質(zhì)量和品位時,僅具有三檔轉(zhuǎn)速的單相電動機就不能滿足電風扇的要求,必須提高單相電動機的調(diào)速能力。我們使用無觸點開關分時接通的方法,在硬件電路基本不變的條件下,使三速單相電動機具有二十檔轉(zhuǎn)速的調(diào)速能力。
 礦用膠帶輸送機; 1 三速單相電動機開關調(diào)速的原理
三速單相電動機調(diào)速電路如圖1所示,L、M、H分別為單相電動機的低速抽頭、中速抽頭和高速抽頭,單相電動機采用電容運行方式,三個抽頭與電源的連接由三個雙向晶閘管TL、TM、TH來控制,當TL導通時電動機的低速抽頭與電源連接,電動機低速運轉(zhuǎn),同樣,TM導通時電動機中速運轉(zhuǎn),TH導通時電動機高速運轉(zhuǎn)。我們采用分時接通L、M、H的方法,可以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速,使三速單相電動機獲得多于三檔轉(zhuǎn)速的變速能力。設電源頻率為50HZ,其周期為0.02S,取調(diào)速周期TS=8T(T為電源周期),低速調(diào)速時,調(diào)速周期內(nèi)不接通任何一個晶閘管,則電動機的轉(zhuǎn)速0,調(diào)速周期內(nèi)全接通晶閘管TL,則電動機低速運轉(zhuǎn),但如果在8個電源周期內(nèi),N個周期接通晶閘管TL(0≤N≤8),其他時間不接通,那么,在電動機的低速下可獲得8檔更低的轉(zhuǎn)速。同樣,中速調(diào)速時,調(diào)速周期內(nèi)全接通晶閘管TL,則電動機低速運轉(zhuǎn),全接通晶閘管TM,則電動機中速運轉(zhuǎn),如果在8個電源周期內(nèi)N個周期接通晶閘管TM,(8-N)個周期接通TL,那么在電動機的低速和中速之間可獲得8檔轉(zhuǎn)速。同樣道理,在中速和高速間又可獲得8檔轉(zhuǎn)速。由此可見采用分時接通的方法,可以使只有三檔轉(zhuǎn)速的三速單相電動機具有二十四檔轉(zhuǎn)速的調(diào)速能力。XZS系列旋振篩
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&巖石破碎機nbsp; 2 三速單相電動機開關調(diào)速的硬件和軟件設計
三速單相電動機調(diào)速電路如圖1所示,某家用電風扇的單相電動機采用單片機ATMEL89C2051控制,單片機的輸出端口P1.5、P1.6、P1.7經(jīng)反相器與晶閘管TL、TM、TH的控制極連接,當P1.5=“0”時,晶閘管導通,電動機可低速運轉(zhuǎn),反之,P1.5=“1”時,晶閘管截止,電動機停轉(zhuǎn),即由P1.5輸出電位控制電動機的低速檔;同樣,由P1.6輸出電位控制電動機的中速檔,P1.7控制電動機的高速檔。同步電路每個電源周期產(chǎn)生一個脈沖信號,并在電源電壓由負變正時產(chǎn)生脈沖的下降沿。同步信號由INT0中斷口輸入單片機。三速單相電動機開關調(diào)速的控制方法如下:在每個電源電源電壓由負變正過零時,同步電路產(chǎn)生一個脈沖信號,向單片機申請中斷,單片機響應中斷后執(zhí)行調(diào)速程序,按給定的轉(zhuǎn)速代碼輸出轉(zhuǎn)速信號,調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速。取調(diào)速周期Ts=8T(T為電源周期),調(diào)速程序必須經(jīng)過8次中斷才能輸出一個轉(zhuǎn)速代碼的轉(zhuǎn)速,在調(diào)速周期內(nèi)不能接受新的轉(zhuǎn)速代碼,否則電動機的轉(zhuǎn)速將不受控制。在調(diào)速程序中,采用一個存儲單元(34H)作為轉(zhuǎn)速輸入單元,另一個存儲單元(37H)作為電源周期指示器,記錄已經(jīng)輸出的電源周期,控制器需要改變風扇的轉(zhuǎn)速時,隨時可以向(34H)單元寫入轉(zhuǎn)速代碼,但只有電源周期指示器的數(shù)值為零時,調(diào)速程序才能將(34H)單元的數(shù)據(jù)變成實際輸出的信號。電源周期指示器的初始值為00H,INT0每中斷一同步碎石封層車次調(diào)速周期定時器加1,直至電源周期指示器為08H時,重新清零,并且讀入轉(zhuǎn)速輸入單元(34H)的數(shù)據(jù)。
在調(diào)速程序中,我們采用8位數(shù)據(jù)記錄風扇的轉(zhuǎn)速代碼,其中低3位(b2b1b0)表示接通比例N,第4、5位(b4b3)表示接通檔次,高3位(b7b6b5)不用。接通檔次表示調(diào)速為低速調(diào)速、中速調(diào)速還是高速調(diào)速,其值為b4b3={00B,01B,10B,11B},當接通檔次為00B時,在轉(zhuǎn)速代碼設定的接通比例內(nèi)接通晶閘管TL,接通比例外不接通晶閘管;當接通檔次為01B時,在轉(zhuǎn)速代碼設定的接通比例內(nèi)接通晶閘管TM,接通比例外接通晶閘管TL,當接通檔次為10B時,在轉(zhuǎn)速代碼設定的接通比例內(nèi)接通晶閘管TH,接通比例外接通晶閘管TM;當接通檔次為11B時,接通比例只有00H一種,這時在整個調(diào)速周期內(nèi)接通晶閘管TH,電動機高速運轉(zhuǎn)。接通比例的取值范圍000B-111B,由此可知,轉(zhuǎn)速代碼的取值范圍為00H-18H,總共25個皮帶輸送帶代碼,其中00H為零速,01H-08H為低速檔代碼,09H-10H為中速檔代碼,11H-18H為高速檔代碼。所以電動機除零速外共有二十四檔轉(zhuǎn)速。這樣定義轉(zhuǎn)速代碼的優(yōu)點是三檔轉(zhuǎn)速的代碼時連續(xù)的,并且代碼的大小與轉(zhuǎn)速的高低相關。
&振動熱料輸送機nbsp; 調(diào)速程序的控制算法如圖2所示,電源周期指示器指示在一個調(diào)速周期內(nèi)已經(jīng)過的電源周期的數(shù)目,其初值為00H,N為轉(zhuǎn)速代碼中的接通比例。
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INT0每中斷一次電源周期指示器的值加1,直至08H時重新置零,因此,可以用電源周期指示器來控制接通晶閘管的電源周期數(shù),實現(xiàn)轉(zhuǎn)速代碼中接通比例對電動機轉(zhuǎn)速的控制。為了便于編程,我們引入一個控制位c,在轉(zhuǎn)速代碼設定的接通比例范圍內(nèi),控制位置c=1,在轉(zhuǎn)速代碼設定的接通比例范圍之外控制位置c=0,再根據(jù)轉(zhuǎn)速代碼的接通檔次,可以算出需要接通晶閘管的代碼,復合式破碎機即
晶閘管的代碼(t1t0)=(接通檔次位b4b3)+控制位(c)成套砂石生產(chǎn)線
這里晶閘管的代碼t1t0={00B,01B,10B,11B},其中00B表示不接通,01B表示晶閘管TL,10B表示晶閘管TTZSM系列煤粉篩M,11B表示晶閘管TH。晶閘管代碼算出之后即可根據(jù)晶閘管代碼與控制信號的邏輯關系獲得相應的控制信號,輸出相對應的信號,對電動機的轉(zhuǎn)速進行控制。晶閘管代碼與輸出控制信號的邏輯關系為:
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根據(jù)上述控制算法,我們編寫控制程序,實驗證實上述方法可以調(diào)節(jié)三速單相電動機的轉(zhuǎn)速,使僅有三檔轉(zhuǎn)速的電動機具備二十四檔轉(zhuǎn)速的調(diào)速能力,但這個方法有一些缺點,主要是:
1)電動機的轉(zhuǎn)矩是脈動的,使電動機的機械噪聲增大,必須采取良好的潤滑和防止轉(zhuǎn)子軸向運動的措施減少噪聲。為了在調(diào)速周期內(nèi)電動機的轉(zhuǎn)矩較為平滑,減少脈動,可采用改進的控制位波形如圖3所示,在接通比例不變的前提下,平均分布接通控制位,減少電動機轉(zhuǎn)矩的脈動程度,從而減低電動機的噪聲。
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2)低速檔接通比例較低時,電風扇的風葉出現(xiàn)蠕行,不能正常送風,必須限制最小轉(zhuǎn)速代碼??扇サ舻退贆n轉(zhuǎn)速代碼中最低接通比例的四個代碼,保留轉(zhuǎn)速較高的二十檔轉(zhuǎn)速。
實驗證實,采用改進的控制位波形和限制最小轉(zhuǎn)速代碼之后,三速單相電動機在風扇應用中取得較好的調(diào)速和節(jié)能效果。三速單相電動機開關調(diào)速的實驗測試結(jié)果如下:
本試驗電動機所帶的負載為風扇,有關技術數(shù)據(jù)如下:
額定電壓:220V±10%,額定頻率:50Hz,風葉直徑:300mm,
轉(zhuǎn)速:高-1150r/min中-900r/min低-600r/min。
3 結(jié)束語
在家用電風扇控制電路中,采用晶閘管分時接通的方法,可以使僅有高、中、低三檔轉(zhuǎn)速的單相電動機具有二十檔轉(zhuǎn)速的調(diào)速能力,這種方法無需增加較多的硬件,僅在控制程序中采用新的調(diào)速算法,即可達到提高風扇風速檔次的目的,同時,電風扇的功率在調(diào)速時能隨著轉(zhuǎn)速下降而減少,使風扇具有良好的節(jié)能效果。這種方法的主要缺點是:
1)電動機的轉(zhuǎn)矩是脈動的,使電風扇的機械噪聲增大。
2)低速檔接通比例較低時,電風扇的風葉出現(xiàn)蠕行,不能正常送風。
對1)個問題,采用改進的控制位波形數(shù)據(jù),在接通比例不變的前提下,平均分布接通控制位,減少電動機轉(zhuǎn)矩的脈動程度,同時,采取良好的潤滑和防止轉(zhuǎn)子軸向運動的措施,減低電動機的噪聲。對2)個問題,采用限制最小轉(zhuǎn)速代碼即可防止電風扇在低速運行時風葉蠕行,不能送風。實驗證實,采用改進的控制位波形和限制最小轉(zhuǎn)速代碼之后,三速單相電動機在風扇應用中取得較好的調(diào)速效果和節(jié)能效果。
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- 波紋擋邊輸送機
- 大傾角波紋擋邊輸送機是散狀物料連續(xù)輸送設備,采用的是具有波紋擋邊和橫隔板的輸送帶。廣泛用于煤炭、糧食、建材、化工、水電和冶金等部門。
- 糧食輸送機械
- 移動糧食輸送機是一種常見糧食輸送機械,主要用于平房倉的散裝進倉作業(yè)。糧食輸送機主要由輸送部分,轉(zhuǎn)向部分和行走部分組成。主要適用于大、中型糧食倉庫的進倉作業(yè)。
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- 埋刮板輸送機是輸送粉塵狀、小顆粒及小塊狀等物料的連續(xù)運輸設備,可以水平、傾斜輸送,輸送物料時,刮板鏈條全埋在物料之中。本機具有結(jié)構(gòu)簡單,使用可靠,造價低廉,輸送距離長,并能輸送灼熱物料等優(yōu)點,是常用的礦山輸送機械。
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