1.3.4 Расчёт параметров силовой цепи

Расчётное сопротивление силовой цепи:

,

– сопротивление, вносимое за счёт коммутации анодных токов;

Ом.

Тогда Ом.

Расчётное значение индуктивности силовой цепи:

Гн.

Электромагнитная постоянная силовой цепи:

с.

1.4 Выбор аппаратуры управления и защиты

1.4.3 Выбор автоматического выключателя.

Номинальный ток тиристора:

А;

Коэффициент использования для крана К_и=0,4;

Допустимые перегрузки для двигателя 2ПФ 2I_н в течении 10с.

Пусковой максимальный ток фазы:

Выбираем автомат на наибольший из токов:

А;

А;

Выбираем автомат ВА51Г25 с номинальными параметрами (Табл. 6), [6, табл. 4.10]

Таблица 6

Тип автомата	Uн, В	Iн, А	Число полюсов	Ток в зоне перегрузки, А	Ток в зоне КЗ, А
ВА51Г25	~380	25	3	30	175

1.4.4 Датчик тока

В преобразователях переменного тока такие датчики обычно строятся с использованием трансформаторов тока. Пример такого датчика представлен на рис.3. Напряжение со вторичных обмоток трансформаторов тока TT, пропорциональное токам в фазах А, В, С преобразователя, выпрямляется и с потенциометра R поступает в схему защиты.

Рисунок 3. Датчик аварийного тока на основе трансформатора тока

Большие трудности возникают при построении датчиков постоянного тока. Обычный способ, применяемый в слаботочных цепях, с использованием измерительного резистора, неприемлем из-за больших потерь. Поэтому в системах защиты вентильных преобразователей в качестве датчиков постоянного тока широко применяются магнитоуправляемые контакты-герконы. Они обладают высокой помехоустойчивостью, стабильностью и надёжностью. Один типоразмер датчика может быть использован для измерения тока в широких пределах вплоть до тысяч ампер. Время срабатывания датчика составляет несколько десятков микросекунд.

1.4.4 Система управления на основе микроконтроллера.

Выбираем микроконтроллер с номинальными параметрами (Табл. 7), [9]

Тип микроконтроллера: TMS320F28069PN

Серия

CPU

Peak MMACS

f, МГц

FPU

CLA

VCU

RAM

OTP ROM, Кб

Flash, Кб

PWM

CAP /QEP

ADC, бит

12 bit A/D

28x Piccolo

1 C28x

80

80

+

1

1

+

100

2

19

7/2

12

12

Таблица 7

ADC, Время преобразо-вания, нс	I2C	UART	SPI	CAN	Таймер	GPIO	CORE Supply, В	I/O Supply,В	T, °С
525	1	1 SCI	2	1	3x32 бит, GP	54	1.8	3.3	-40 85

Описание микроконтроллера [10]:

F2806x Piccolo ™ из семейства микроконтроллеров обеспечивает мощность основного C28x ™ и принцип управления ускорителем (CLA) в сочетании с высокой степенью интеграции управления периферийными устройствами в устройствах с низким количеством выводов. Это семейство код совместимым с предыдущими 28x-код, а также обеспечение высокого уровня интеграции аналоговых.

Внутренний стабилизатор напряжения позволяет ограждать одной операцией контакта. Улучшения были сделаны в модуле HRPWM для обеспечения двойного предельного управления (частотная модуляция). Аналоговые компараторы с внутренними 10-битными связями были добавлены и могут быть направлены непосредственно для управления ШИМ выходами. АЦП преобразует от 0 до 3,3В фиксированного значения шкалы и поддерживает соотношение метрики VREFHI / VREFLO связи.

Особенность микроконтроллера:

• Высокий КПД 32 битной процессора

- 80 MHz (12.5 нс время цикла )

- управление доступом к среде передачи (MAC)

- 16 x 16 двойное управление доступом к среде передачи (MAC)

- Гарвардская архитектура шины

- Атомарная операция

- Быстрые прерывания на ответные действия и обработки данных

- Единая модель программирования памяти

- Эффективность программы

• Модуль для выполнения операций с плавающей точкой

- одинарная точность с плавающей запятой

• Программируемый принцип управления ускорителем (CLA)

- 32х битные арифметические операции ускорителя с плавающей запятой

- Расширенный интерфейс вызовов главного процессора

• Алгоритм Витерби, комплексная математика, единица циклического избыточного кода (VCU)

- Расширяет C28x ™. Набор инструкций для поддержки сложных алгоритмов, операций Витерби, и циклический избыточный код (CRC)

• Встроенная память

- До 256 Кб флэш-памяти (Flash)

- До 100 Кб оперативной памяти (RAM)

- До 2 Кб одноразовая программируемая память постоянных запоминающих устройств (OTP ROM)

Устройство контроллера представлено в виде функциональной диаграмме на Рис. 4.

Рисунок 4. Функциональная блок – схема микроконтроллера

Рисунок 5. Система управления привода постоянного тока на основе микроконтроллера

Microcontroller –микроконтроллер;

ADC – аналого - цифровой преобразователь (DAC – ЦАП);

Isolation – гальваническая развязка;

Relay driver – управляющая цепь реле;

Digital input – цифровой вход;

Auxiliary input/output – вспомогательный вход и выход;

Gate driver – генератор стробирующих импульсов;

Resolver (encoder) – энкодер (датчик по положению);

Motor – двигатель;

Battery management – управление батареей;

Микроконтроллер (Microcontroller), компании Texas instruments

Любое семейство MCU (микропроцессорное устройство управления) с четырьмя широтно-импульсными модуляторами (ШИМ), сигналы которых, могут быть использованы для преобразователя, который связан с щетками двигателя постоянного тока. В зависимости от сложности алгоритма управления, управление с обратной связью можно с помощью датчиков Холла или энкодеров.

Обе C2000 ™ и Stellaris ™ микроконтроллеры имеют QEI входы связаны со входами энкодеров. Семейство C2000 MCU предпочтительнее, так как высокая производительность и в режиме реального времени операция не требуется. Требования системы могут быть выполнены либо с C2000 или Stellaris микроконтроллеров. Учитывая его возможности ультранизкого энергопотребления в активном и спящем режимах, MSP430 компании TI могут быть идеальным выбором для контроля оборудования, с батарейным питанием щеток приводов постоянного тока.

Гальваническая развязка (isolation)

Цифровая развязка TI имеет дискретный вход и выход усилителя, разделенных диоксидом кремния компании TI (SiO2) гальванической развязкой, обеспечивая 4 кВ изоляции. Используется в сочетании с отдельными источниками питания, эти блочные устройства высокого напряжения, изолированы от оснований, и предотвращения шумовых токов поступающего в землю и повреждений чувствительности схемы.

Интерфейс / Подключение (Interface/Connectivity)

Традиционный аналог интерфейса RS-232/RS-485 остаётся популярным выбором для применения управления двигателя. Смотря наперед, дизайнеры интегрируют основной интерфейс, такой как Ethernet, USB и CAN в их продукцию. TI стремится предоставить решения как для традиционных так и новых промышленных интерфейсов. Например, TI был недавно представлен ISO1050, впервые выделен трансивер в мире CAN.

Управление энергопотреблением (Power Management)

Texas Instruments предлагает управление питанием интегрированных схемных решений, начиная от стандартных микросхем до высокопроизводительных включая дополнительный программный модуль, усилитель, цифровой мощности МОП-транзисторы и интегрированные силовые модули.

Выпрямитель и источники питания постоянного тока, линейные стабилизаторы и неизолированных регуляторов постоянного тока переходя к PMICs обладающие мощностью и устройством отображения. TI управляет питанием интегрированных схемных решений, которые могут помочь вам завершить проект.