[发明专利]一种内反馈电机调速控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电机调速控制系统技术领域。

背景技术

内反馈电动机三相交流高压电动机的一种，是在国家标准系列绕线型感应电动机的定子上增设了一套三相对称绕组，称为调节绕组，而将原来的定子绕组称为主绕组。为保证合理的磁负荷，适当加长电机定、转子铁芯的长度，以保证有效的铁芯面积不变。因此其相同规格具有相同(或相近)的安装尺寸，结构相似，便于现有风机、水泵的调速节能改造。

但目前的内反馈电动机的控制系统自动化程度还不够高，尤其在作为水泵使用时，不能根据管道内流量的变化做出反应。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种结构简单、自动化程度高的内反馈电机调速控制系统。

对于上述目的，本发明是这样实现的：

一种内反馈电机调速控制系统，其结构要点包括信号获取部分、I/O扩展、存储部分、控制部分、外设部分和继电器；所述的信号获取部分由依次串联的压力传感器、放大电路和A/D转换模块组成，存储部分包括EPROM和地址锁存器，控制部分采用PLC，外设部分包括LED显示电路和键盘；信号获取部分、存储部分、外设部分分别与I/O扩展相连，控制部分与存储部分相连并控制着继电器。

本发明的有益效果：

本发明不同于传统的电机变频调速，应用方便，成本低，误差小，配合内反馈电机节能效果明显。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

一种内反馈电机调速控制系统，包括信号获取部分、I/O扩展、存储部分、控制部分、外设部分和继电器；所述的信号获取部分由依次串联的压力传感器、放大电路和A/D转换模块组成，存储部分包括EPROM和地址锁存器，控制部分采用PLC，外设部分包括LED显示电路和键盘；信号获取部分、存储部分、外设部分分别与I/O扩展相连，控制部分与存储部分相连并控制着继电器。

压力检测电路选用电阻应变式传感器，利用应变效应制造的一种测量微小变化量的理想传感器。

(1)为提高传感器的输出灵敏度，将传感器四只桥臂做成等电阻值的，并以惠斯登电桥的形式粘贴在弹性元件上。弹性元件承载时R1、R3电阻增大，R2、R4电阻减小。

(2)为获得较好的线性及高的精确度，弹性元件的应变量ε建议为1000-1500微应变。

由于电阻应变式传感器输出的电压信号较弱，而且其中还包含工频、静电和电磁耦合等共模干扰对这种信号的放大就需要放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗，具有这种特点的放大器称为测量放大器或仪表放大器。本发明选用单运放组成的测量放大器，这是一种同相并联差动放大器。

经传感器转换和放大后的电信号，由于测量现场的电磁干扰、传感器本身以及放大电路等本身的影响，往往含有多种频率成分的噪声信号，严重情况下，这种噪声信号会淹没待提取的输入信号，造成系统无法获取被测信号。必须采取滤波措施，将不需要的杂散信号抑制掉，使系统的信噪比(S/N)增加，完成这一功能的电路就是滤波电路，本文选用RC网络无源网络作为滤波器。

实现模拟量变换成数字量的设备是模数转换器，即A/D转换器。A/D转换器的类型很多，其中逐次比较型A/D转换器转换速度较快，并且输出代码的位数多，精度高，本文选用8位逐次逼近式A/D转换芯片ADC0805，由于具有三态输出锁存器，可直接驱动数据总线，故与单片机的接口电路十分简单。

在单片机控制系统设计中，首先遇到的问题就是存储器的扩展。本文选用MCS-51系列中最常用的8031单片机，8031内部无ROM区，必须扩展程序存储器，在选择程序存储器芯片时，首先必须满足程序容量，其次在价格合理情况下尽量选用容量大的芯片。对于RAM可采用外扩8155这样的芯片。8031单片机的地址总线宽度为16位，因此其外部存储器直接寻址为64KB字节，16位地址总线由Po口经地址锁存器提供低8位地址(Ao-A7)；P2口直接提供高8位地址(A8-A1)。软件设计

主程序开始使各元件初始化，接着判断键盘选择，选通相应模拟输入信号，启动A/D转换，调用相应功能子程序，然后进行数据处理，最后送至显示电路进行显示。

根据硬件电路，8031的P1.2用来查询A/D转换是否结束，程序接口为输入时A转换通道，输出结果存在8031内部RAM的30H-34H单元中。

本发明的控制系统采用中断申请来判断A/D转换是否完毕。ADC0809的时钟由ALE两分频后提供，其频率为＝500KHz。使用A/D转换结束信号EOC作为中断请求信号，反相后接到8031的外部中断请求INT1端。在编程时，令P2.5＝0，A2A1A0给出被选择的模拟通道地址，地址为xx0xxxxxxxxxxA2A1A0B，执行一条外部数据存储器输出指令，锁存模拟通道地址，同时启动A/D转换。然后，当A/D转换结束时EOC＝1，INT1＝0，向CPU申请中断，在中断服务程序中，执行一条外部数据存储器输入指令，读取A/D转换结果，同时可根据需要再次启动A/D转换。