基于單片機的邏輯無(wú)環(huán)流可逆調速系統設計

1 引言
生產(chǎn)中有許多機械要求既能正轉，又能反轉，而且常需要快速起動(dòng)和制動(dòng)，即需要可逆調速系統。由模擬電路實(shí)現的可逆調速系統，線(xiàn)路復雜，調整困難，可靠性低，缺乏靈活的控制。因此，這里給出一種基于單片機的邏輯無(wú)環(huán)流可逆調速控制系統設計方案。該系統設計采用全數字電路，實(shí)現數字脈沖觸發(fā)、數字轉速給定檢測和數字PI算法等功能，由軟件實(shí)現轉速、電流調節及邏輯判斷和復雜運算，具有不同于一般模擬電路的最優(yōu)化、自適應、非線(xiàn)性、智能化等控制規律，而且更改靈活方便。

2 系統組成和控制原理
2．1 系統組成
該數字邏輯無(wú)環(huán)流可逆調速系統是由AT89C51單片機實(shí)現雙閉環(huán)控制、無(wú)環(huán)流邏輯控制、觸發(fā)脈沖的形成及相位控制，如圖1所示。圖1中，ASR為速度環(huán)，ACR為電流環(huán)，DLC為無(wú)環(huán)流邏輯控制器，GT為觸發(fā)脈沖，TA為電壓互感器，TG為測速發(fā)電機，M為直流電動(dòng)機。主電路采用正組VF和反組VR兩組晶閘管裝置反并聯(lián)?？刂齐娐凡捎棉D速ASR和電流 ACR雙閉環(huán)系統。

2．2 控制原理
數字無(wú)環(huán)流邏輯控制是根據速度調節器輸出值的正負來(lái)選擇正組或負組晶閘管，根據主電路的電流是否為零進(jìn)行相應切換．并記憶工作組的工作狀態(tài)。通過(guò)轉矩極性檢測及零電流檢測做出相應邏輯判斷，釋放一組晶閘管，閉鎖另一組晶閘管。為此，在單片機中設置有2個(gè)存儲單元L1、L2，用于記憶正組晶閘管vF和反組晶閘管VR的工作狀態(tài)。

3 系統硬件設計
系統硬件設計是以AT89C51單片機為核心，由程序存儲器EPROM、地址鎖存器、A/D轉換器、2個(gè)可編程計數器，計時(shí)器、脈沖擴寬、光電隔離、脈沖放大、過(guò)零檢測及波沿檢測等電路構成，如圖2所示。

3．1 觸發(fā)器
主變壓器和同步變壓器均接為D／Y-11，對稱(chēng)的三相交流同步電壓經(jīng)阻容移相后滯后30°。使其交流波形的過(guò)零點(diǎn)對準觸發(fā)延遲角α=0°處，其觸發(fā)脈沖只能在0°～180°之間產(chǎn)生。阻容移相后的三相交流電壓經(jīng)過(guò)零檢測器變成互差120°、寬 180°的三相方波，加在單片機的P1.0、P1.1和P1.2引腳，作為檢測到的電源狀態(tài)，并以此狀態(tài)作為脈沖分配依據，確定VR和VF的觸發(fā)順序。方波經(jīng)波沿檢測器輸出間隔為60°的負脈沖作為單片機的外部中斷請求信號。三相變壓器在每個(gè)周期產(chǎn)生6個(gè)中斷信號，在每次中斷服務(wù)程序中完成脈沖的形成、分配和移項控制。