Анализ микропроцессорных средств управления двухдвигательным асинхронным электроприводом

В соответствии с принятой силовой схемой двухдвигательного асинхронного электропривода (рисунок 2.7), к системе управления электроприводами предъявляются следующие требования при функционировании:

– с заданной частотой генерировать для основных VS1, VS3 и
вспомогательных VS2, VS4 тиристоров, управляющие импульсы, параметры которых (амплитуда тока и напряжения, крутизна фронта, минимальная длительность) должны быть достаточными для надежно­го управления тиристорами вне зависимости от разброса их характеристик и температуры окружающей среды;

– обеспечивать сдвиг импульсов управления тиристорами относительно друг друга в широком диапазоне, в соответствии с информацией поступающей от датчиков обратных связей по току статора, и напряжения, для обеспечения эф­фекта плавного регулирования добавочных сопротивлений R₁, R₃;

– обеспечивать жесткие механические характеристики при работе привода в зоне низких скоростей.

Выполнение этих условий на современном этапе, учитывая техническую реализацию и экономическую составляющую, наиболее целесообразно при использовании современной полупроводниковой техники и микроэлектроники, развитие и совершенствование которой пошло по пути специализации, определившие появление нового вида микропроцессорной техники – специализированных микроконтроллеров для управления двигателями. Эти ориентированные на применение в электроприводе средства, обладая производительностью в несколько десятков миллионов операций в секунду, позволяют реализовать, как высокоэффективные встроенные системы цифрового управления, так и схемы автоматизации технологического оборудования.

Таким образом, одним из возможных факторов совершенствования работы системы электропривода, является использование микроконтроллерного устройства автоматического импульсного регулирования скорости двухдвигательным асинхронным электроприводом.

Внедрение в схему импульсного регулирования двухдвигательного асинхронного электропривода микропроцессорного средства управления, характеризуется большой трудоемкостью, но все же оказывается весьма перспективным в связи с рядом преимуществ, которые, учитывая выше перечисленные требования, заключаются в следующем:

– электромеханическое преобразование энергии, осуществляется более проще – регулируемый с помощью микропроцессорного средства управления, двухдвигательный асинхронный электропривод позволяет устранить необходимость в трансмиссиях, коробках передач, редукторах;

– цена системы уменьшается путем эффективного регулирования во всем диапазоне скоростей;

– возрастает энергетическая эффективность системы – регулирование скорости снижает потери мощности в двигателях;

– управление вентильными преобразователями и создание выходных ШИМ-сигналов с высоко разрешающей способностью;

– модернизация функционирования – цифровое регулирование добавляет такие свойства, как изменение частотных свойств, диапазона контролируемых неисправностей и способность к взаимодействию с другими системами;

– возможность обновления программного обеспечения – система на базе микроконтроллера с флэш-памятью, способствует быстрому изменению при необходимости алгоритма работы и регулируемых переменных

На основе вышеизложенного, проведем обзор и сопоставительные характеристики существующих архитектурных решений в области полупроводниковой техники, на основе которых рассмотрим и выберем специализированное микропроцессорное средство управления двухдвигательным асинхронным электроприводом.

Основными требованиями, предъявляемыми к управляющим блокам устройств обработки информации и контроля параметров электропривода, к которым относится и разрабатываемое устройство автоматического импульсного регулирования двухдвигательного асинхронного электропривода, можно отнести:

– высокая надежность;

– низкая стоимость;

– малое энергопотребление;

– работоспособность в жестких условиях;

– высокая степень миниатюризации;

– универсальность.

В зависимости от области применения микропроцессора меняются требования к нему, в соответствии с этим определилось несколько основных классов, различающихся между собой по функционально структурным особенностям, среди которых можно выделить:

– RISC процессоры (Reduced Instruction Set Computer – компьютер с сокращенным набором команд);

– CISC процессоры (Complicated Instruction Set Computer – процессоры с полным набором команд);

– сигнальные микропроцессоры;

– микроконтроллеры.