Курсовая работа: Вариатор скорости вращения асинхронного двигателя

Структурная схема замкнутой системы строится следующим образом. Электропривод с асинхронным двигателем управляется от тиристорного регулятора. С целью контроля температуры корпуса двигателя будет использоваться датчик температуры. Для получения информации о скорости вращения вала двигателя будет использоваться тахогенератор, вал которого жестко сопряжен с осью рабочего двигателя. Сигналы с датчиков поступают на блок управления, который подает управляющие сигналы на тиристорный регулятор скорости.

3 Выбор элементной базы

3.1 Выбор двигателя

В качестве объекта регулирования будем рассматривать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором общепромышленного назначения. Как уже было сказано выше, выбранный способ регулирования скорости вращения двигателя широко используется в устройствах малой мощности при сравнительно небольших частотах вращения. Поэтому выберем асинхронный двигатель закрытого исполнения с короткозамкнутым ротором типа АИР180М2 со следующими характеристиками:

- номинальная мощность 30 кВт;

- номинальная частота вращения 2935 об/мин;

- КПД 91%;

- коэффициент мощности 0.89;

- номинальный ток (380 В) 56.1 А;

- номинальный момент 98 Нм;

- отношение пускового момента к номинальному 2.3;

- масса 180 кг.

Двигатель выполнен в закрытом исполнении (рис. 4). Сердечники статора и ротора изготавливаются из штампованных листов высококачественной электротехнической стали, легированной кремнием. Сталь имеет термостойкое электроизоляционное покрытие. Обмотки статора двигателя выполняются всыпными из круглого эмалированного медного провода. Обмотки ротора выполняются короткозамкнутыми литыми из чистого алюминия. Превышение температуры обмоток статора над температурой окружающей среды должно составлять не более 83 ^о С.

3.2 Выбор и описание микроконтроллера

В настоящее время среди всех 8-разрядных микроконтроллеров семейство MCS -51 является несомненным чемпионом по количеству разновидностей и количеству компаний, выпускающих его модификации. Оно получило свое название от первого представителя этого семейства – микроконтроллера 8051, выпущенного в 1980 году на базе технологии HMOS . Удачный набор периферийных устройств, возможность гибкого выбора внешней или внутренней программной памяти и приемлемая цена обеспечили этому микроконтроллеру успех на рынке.

Важную роль в достижении такой высокой популярности семейства 8051 сыграла открытая политика фирмы Intel , родоначальницы архитектуры, направленная на широкое распространение лицензий на ядро 8051 среди большого количества ведущих полупроводниковых компаний мира.

В результате на сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров семейства 8051, выпускаемых почти 20-ю компаниями. Эти модификации включают в себя кристаллы с широчайшим спектром периферии: от простых 20-выводных устройств с одним таймером и 1К программной памяти до сложнейших 100-выводных кристаллов с 10-разрядными АЦП, массивами таймеров-счетчиков, аппаратными 16-разрядными умножителями и 64К программной памяти на кристалле. Каждый год появляются все новые варианты представителей этого семейства. Основными направлениями развития являются: увеличение быстродействия (повышение тактовой частоты и переработка архитектуры), снижение напряжения питания и потребления, увеличение объема ОЗУ и FLASH памяти на кристалле с возможностью внутрисхемного программирования и т.п. Основными производителями МК 51-го семейства в мире являются фирмы Phi l lips , Siemens , Intel , Atmel , Dallas , AMD , MHS , Gold Star и ряд других.

Для данной задачи микроконтроллер этого семейства является оптимальным, т.к. сочетает в себе большие возможности управления, необходимые для решения поставленной нами задачи. А также при серийном выпуске данного изделия большую роль будет играть его малая стоимость, высокую надежность работы. Итак, с учетом вышесказанного, будем использовать МК КР1816ВЕ51.

ОМК представляет собой СБИС, состоящую из:

· 8-разрядного МП;

· 2-х 16-ти разрядных счетчиков;

· 4-х 8-ми разрядных параллельных портов ввода/вывода, каждый бит которых можно настроить на ввод или вывод;

· последовательного порта;

· подсистемы прерываний;

· резидентного ОЗУ (128х8);

· резидентного ПЗУ (или РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием информации) 4Кх8;

· напряжение питания 5В;

· ток потребления 18 мА (КМОП-технология), 150-200 мА (n -МОП-технология);

· максимальная тактовая частота 12МГц, что обеспечивает время выполнения основных команд за 1 – 2 мкс, только умножение и деление выполняется за 4 мкс.

Архитектура МП реализует гарвардский принцип организации. Особенностью этой архитектуры является разделение общей памяти на память команд и память данных, при этом в ОМК используют раздельные команды для обращения к памяти и данным. Длина команды в машине фон Неймана (принстонская организация) получается больше, т.к. используются общие способы адресации для команд и для данных. В то же время, число необходимых способов адресации для команд значительно меньше, чем для данных. Применение раздельных команд существенно уменьшает длину каждой команды (при прочих равных условиях). Разделение памяти программ и данных при наличии двух независимых магистралей для обращения к ПЗУ программ и ОЗУ данных существенно упрощает организацию конвейерной обработки: после выборки очередной команды возможно одновременное обращение к ПЗУ за следующей командой и выборка данных из ОЗУ. В ОМК ВЕ51 раздельные магистрали не реализованы.

Форматы данных:

· данные с фиксированной запятой;