схема управление трехфазным двигателем микроконтроллером

МГТУ им. Н.Э. Баумана  В настоящее время существует тенденция к уменьшению числа механических узлов станка в связи с переносом отдельных функций на систему управления станком. Это позволяет повысить надежность станка, его КПД и расширить технологические возможности. Таким образом, система ЧПУ является важной составляющей современного станка, определяющей его характеристики. В связи с этим актуальность приобретает вопрос проектирования дешевой универсальной системы ЧПУ, позволяющей легко ее модифицировать для расширения ее возможностей. Современная элементная база позволяет разработать микропроцессорную (программируемую) систему ЧПУ, удовлетворяющую этим требованиям.В данной работе описан опыт проектирования, изготовления и испытания системы ЧПУ для управления трехкоординатным фрезерным станком. Для испытания и отладки проектируемой системы была разработана модель станка, позволяющая обрабатывать цветные сплавы и мягкие неметаллические материалы. Внешний вид и кинематика спроектированного станка показана на рисунке 1.aбРисунок 1. Внешний вид станка (а); кинематическая схема привода подачи (б)Приводы станка спроектированы на базе двигателей постоянного тока с возбуждением постоянными магнитами. Для построения системы управления спроектированы и изготовлены специальные измерительные преобразователи. Таким образом, система ЧПУ должна иметь возможность управления сервоприводами.Основными данными для проектирования системы ЧПУ являются кинематические и силовые характеристики станка:Максимальная скорость подачи 625 мм/мин.Максимальное усилие на одну координату 1000 Н.Номинальное напряжение на обмотках двигателя 12 В.Максимальный ток при пуске двигателя 8 А.Максимальная мощность, потребляемая одной координатой 150 Вт.Станок рассчитан таким образом, чтобы при максимальных нагрузках упругие смещения составляли не более 0,03 мм. Таким образом, система ЧПУ должна иметь дискретность не более 0,03 мм.            Спроектированная система ЧПУ состоит из двух частей: управляющей и силовой. Управляющая часть обеспечивает связь с ЭВМ, работу с клавиатурой и дисплеем на пульте управления, обработку данных с измерительных преобразователей и формирование управляющих команд на силовую часть. Силовая часть обрабатывает сигналы, поступающие на нее с управляющей части и формирует мощные сигналы на приводы станка.            Силовая часть состоит из шести одинаковых блоков, каждый из которых управляет одним приводом на базе двигателя постоянного тока. Электрическая схема одного блока приведена на рисунке 2.Рисунок 2. Блок управления двигателемУправление двигателем происходит при помощи мостовой схемы, состоящей из двух независимых полумостов. Это обеспечивает защиту от короткого замыкания и позволяет легко модернизировать схему для управления трехфазным двигателем (например, широко применяющимся в современных станках синхронным двигателем), путем увеличения количества полумостов до трех. Полумосты собраны на полевых транзисторах, которые обеспечивают:- высокий максимально допустимый ток в обмотках двигателя;- быстрое время переключения напряжения в обмотках;- минимальные потери на управление силовой частью.Для быстрой зарядки/разрядки затво

авторы: Никулин Ю. В., Ермолаев М., Куралина Н.

Инженерное образование # 01, январь 2012

77-30569/255469 Разработка и исследование микропроцессорной системы управления станком на базе микроконтроллера

Эл № ФС 77 - 48211. Государственная регистрация №0421200025. ISSN 1994-0408

Наука и Образование: научно-техническое издание: 77-30569/255469 Разработка и исследование микропроцессорной системы управления станком на базе микроконтроллера