Министерство Образования Российской Федерации

Уфимский Государственный Нефтяной

Технический Университет

Кафедра электротехники и электрооборудования предприятий

Курсовой проект

Анализ микропроцессорных средств в устройствах управления электроприводами.

Выполнил студ. гр. АЭ-01-01 А.Ю. Захлебин

Проверил доцент, к. т. н. В.Д. Ковшов

УФА – 2004

Содержание

Введение 2

1. Высокопроизводительные встраиваемые системы управления

двигателями на базе сигнального микроконтроллера TMS320F241 3

2. 8-разрядные RISC микроконтроллеры 6

2.1. Микроконтроллеры MICROCHIP PICmicro family 7

2.2. Микроконтроллеры с can-интерфейсом 9

2.3. Микроконтроллеры с can-интерфейсом 11

3. 8-разрядные микроконтроллеры 12

3.1. Микроконтроллеры samsung. Sam86, sam88 12

3.2. Микроконтроллеры PANASONIC. MN10100 15

Введение

    Силовая электроника — раздел электронной техники, занимающийся управлением электроэнергетическими потоками посредством электронных приборов. Электронные элементы силовых приводов работают либо в линейных режимах (при небольших мощностях), либо в импульсных. Подавляющее большинство современных силовых устройств работает именно в импульсных режимах, так как только они обеспечивают высокий КПД при минимальных весогабаритных показателях.     Революционный этап развития силовой техники начался в 80-е годы с появлением технологии мощных полевых транзисторов MOSFET, биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT, управляемых симисторов TRIAC, тиристоров с управляемым затвором GTO. Одновременно создавались интегральные схемы управления этими приборами — драйверы, осуществляющие ряд сервисных функций: защита от перегрузки, формирование сигналов обратной связи, контроля и индикации.     Развитие микропроцессорной техники позволило создать специализированные микроконтроллеры, предназначенные для работы совместно с драйверами и решения конкретных проблем, таких как, например, управление электроприводом. Специализированные микроконтроллеры на сегодняшний день выпускаются многими фирмами. Среди них MOTOROLA, Analog DeviceS и ряд других. Архитектура их адаптирована для выполнения рекуррентных полиномиальных вычислений, что сокращает время расчета. Хорошим примером может служить 16-разрядный цифровой сигнальный процессор ADSP-2181 фирмы Analog DeviceS. Время реализации алгоритма ПИД-регулятора у него в 10 раз меньше, чем у самых быстродействующих на сегодняшний день микроконтроллеров SAB80C166 фирмы SIEMENS.     Однако, именно силовые каскады приводов, осуществляющие непосредственное управление исполнительными двигателями, остаются узлами, определяющими надежность всей системы, мощностные параметры и во многом стоимость. Поэтому разработка любого привода должна начинаться с оптимального выбора элементов для силового каскада, расчета режимов работы с учетом специфики их применения.

1. Высокопроизводительные встраиваемые системы управления двигателями на базе сигнального микроконтроллера TMS320F241

     Рост функциональных возможностей цифровых систем управления позволил качественно решить задачу создания дружественного интерактивного интерфейса преобразовательной техники с оператором, а также задачу объединения нескольких приводов в локальную промышленную сеть. Последнее обстоятельство особенно важно при комплексной автоматизации производства.

    Ниже описываются функциональные возможности и технические характеристики модульной микропроцессорной системы управления, предназначенной для встраивания в преобразователи частоты для управления асинхронными, синхронными, вентильными и вентильно-индукторными двигателями, а также в системы бесперебойного, стабилизированного и автономного питания. Основным элементом системы управления является универсальный контроллер MK9.1, построенный на специализированном сигнальном микроконтроллере фирмы Texas Instruements TMS320F241 со встроенной периферией, оптимизированной для эффективного решения задач управления двигателями. Дополнительно может поставляться плата пульта оперативного управления ПУ9.1 и плата модуля дискретного ввода/вывода MВВ9.1. Кроме того, для совместной работы с контроллером MK9.1 разработан ряд малогабаритных инверторов, ориентированных на управление обычными коллекторными двигателями постоянного тока, а также шаговыми двигателями. Разработка выполнена в Учебно-научно-консультационном центре “Texas Instruements-МЭИ”, изделия производятся Экспериментальным заводом научного приборостроения, г. Черноголовка, Московской области.

    Контроллеры были разработаны для использования в отечественной серии преобразователей частоты “Универсал”, выпускаемой Заводом биомедицинского приборостроения, г. Пущино, Московской области (в диапазоне мощностей от сотен Вт до 150 кВт), но доступны и другим потребителям. Преимущественной сферой применения является область высококачественных, быстродействующих и широкодиапазонных систем векторного управления тяговыми приводами (электромобилей, трамваев, троллейбусов), приводами лифтов, подъёмников, кабельных автоматических линий. Контроллеры предназначены также для использования в станкостроении и робототехнике в приводах главного движения и подачи, для создания распределённых систем управления на базе CAN-интерфейса в задачах комплексной автоматизации производства. В последнем случае они могут выполнять функции не только управления двигателями и технологическим оборудованием, но и удалённого узла сбора аналоговой и цифровой информации о состоянии технологического процесса.