Введение

Сегодня в мире работает порядка 7 миллиардов электродвигателей. Электродвигатели потребляют около 50% общего количества произведенной электроэнергии и, соответственно, являются основными ее потребителями.

Сохранение электрической энергии становится важной частью общей тенденции по защите окружающей среды. Большинство электродвигателей работают в нерегулируемом режиме и, следовательно, с низкой эффективностью. Недавний прогресс в полупроводниковой индустрии, особенно в силовой электронике и микроконтроллерах, сделали приводы с регулированием скорости более практичными и значительно менее дорогими. Сегодня приводы с регулировкой скорости требуются не только в высокопрофессиональных и мощных промышленных применениях, таких как обрабатывающие машины или подъемные краны, но все больше и больше в бытовой технике, например, в стиральных машинах, компрессорах, небольших насосах, кондиционерах воздуха и т.п.

Последнее десятилетие прошлого века ознаменовалось значительными успехами силовой электроники — было освоено промышленное производство биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), силовых модулей на их основе, а также силовых интеллектуальных модулей (IPM) с встроенными средствами защиты ключей и интерфейсами для непосредственного подключения к микропроцессорным системам управления. Рост степени интеграции в микропроцессорной технике и переход от микропроцессоров к микроконтроллерам с встроенным набором специализированных периферийных устройств, сделали необратимой тенденцию массовой замены аналоговых систем управления приводами на системы прямого цифрового управления.

1 Техническое задание

Разработать систему микропроцессорного управления силовым модулем на IGBT транзисторах для асинхронного электродвигателя 5А80МА4 Владимирского электромоторного завода. Характеристики электродвигателя:

-               номинальная мощность, кВт                                                              1,1;

-               номинальная частота вращения, об/мин                                         1400;

-               коэффициент полезного действия, %                                                 74;

-               коэффициент мощности                                                                     0,8;

-               номинальный ток при 380 В, А                                                          2,8;

-               номинальный момент, Нм                                                                  7,5;

-               индекс механической характеристики                                                IV;

-               отношение пускового момента к номинальному моменту                  2;

-               отношение пускового тока к номинальному току                              4,8

-               отношение максимального момент к номинальному моменту         2,4;

-               динамический момент к инерции ротора, кг/м                            0,0034;

-               масса, кг                                                                                              13;

-               сервис – фактор                                                                                1,15.

Параметры рабочего режима асинхронного двигателя, которые затем будут загружены в микроконтроллер в качестве переменных, описывающих объект:

-               потребляемая мощность                                                              P₁, кВт;

-               потребляемый линейный ток                                                           I₁, А;

-               коэффициент полезного действия                                                    η, %

-               коэффициент мощности                                                                 cos φ;

-               скольжение                                                                                            s;

-               частота вращения ротора                                                      n1, об/мин.

В двигатель встроены температурные датчики для защиты в аварийных режимах, следствием которых может быть нагрев обмотки до недопустимой температуры. При разработке программного обеспечения программный код может дополняться подпрограммой автоопределения, при этом требуемые параметры электродвигателя могут определяться автоматически при подключении его к системе управления.