減少雜波干擾的可控硅調速電路設計

摘要：為了改善傳統電機調速系雜波干擾大，系統復雜的缺點(diǎn)，設計一種以工業(yè)單片機為核心運算控制芯片，可控硅采用過(guò)零檢測觸發(fā)方式，主回路由軟件、硬件協(xié)調完成，控制可控硅進(jìn)行電機調速的電路，達到了減少主電路雜波干擾的目的，控制靈活，系統設計簡(jiǎn)單，檢測和維護方便。
關(guān)鍵詞：雜波干擾；可控硅調速；過(guò)零檢測；觸發(fā)

可控硅具有功率大，效率高，體積小，重量輕，無(wú)噪音，控制靈敏等優(yōu)點(diǎn)，而且還具有使用小電流，小功率來(lái)控制大電流大功率的特點(diǎn)，其應用范圍，前途都非常廣泛。用單片機實(shí)現可控硅過(guò)零調速，相比于變頻調速，不僅可使可控硅的導通角控制由軟件完成，觸發(fā)電路有結構簡(jiǎn)單，控制靈活，精度可通過(guò)軟件補償，任意調節轉速等特點(diǎn)，還可以避免類(lèi)似移相調速，脈寬調速(PWM)，正弦脈寬調速(SPWM)等在調速過(guò)程中產(chǎn)生大量噪聲和高次諧波，對電路器件耐壓值要求較高的。

1 可控硅過(guò)零檢測調速控制的方法
數字實(shí)現可控硅過(guò)零控制的示意圖如圖1?？梢钥闯?，過(guò)零調速通過(guò)的工作電壓是完整的正弦波形，過(guò)零導通且過(guò)零截止。調速時(shí)通過(guò)改變在給定的時(shí)間內改變加在負載上的交流正弦波個(gè)數來(lái)調節電機的轉速。由于可控硅是在電壓(電流)過(guò)零時(shí)觸發(fā)導通的，導通時(shí)的波形是完整的正弦波或半波，所以不存在可控硅移相調壓調速所存在的一些缺點(diǎn)，如：產(chǎn)生大的射頻干擾，高次諧波等。這樣就解決了第一個(gè)問(wèn)題，同時(shí)也提高了電路器件的安全系數。


數字實(shí)現可控硅過(guò)零調速控制需要解決2個(gè)問(wèn)題：實(shí)現工頻電壓的正負過(guò)零檢測，并在過(guò)零時(shí)產(chǎn)生脈沖信號；過(guò)零脈沖信號必須受單片機輸出信息控制，從而控制可控硅過(guò)零觸發(fā)時(shí)間。
過(guò)零脈沖信號的個(gè)數和時(shí)間間隔可以通過(guò)軟硬件協(xié)調解決。直接控制導通脈沖個(gè)數和截止脈沖個(gè)數就可以了，調速范圍可以從零到最高速度(加入完整的工頻電壓時(shí)的速度)。設最高速度轉速為n0，導通脈沖個(gè)數為k，截止脈沖個(gè)數為s，速度為n，理論上：
n=(k／s)n0 (1)
實(shí)際工作中要根據驅動(dòng)負載設定轉速范圍。

2 硬件電路設計
硬件電路設計框圖如圖2所示。單片機為控制器的核心部件，其主要工作是接收220 V交流電的過(guò)零信號，根據過(guò)零檢測信號控制可控硅的導通時(shí)間；接收掉電檢測電路送來(lái)的掉電信號；檢測電機轉速等級并在數碼管上顯示。