單相交流通用電動機控制電路ppt課件

1、 單相交流通用電動機控制公用單相交流通用電動機控制公用電路設(shè)計電路設(shè)計 6.5.1 基于MLX90804的單相交流電機控制電路 1. MLX90804的主要技術(shù)性能與特點 MLX90804是MELEXIS公司消費的一個功率控制集成電路，利用Triac三端雙向可控硅控制交流電動機的轉(zhuǎn)速。從SET引腳端輸入一個電壓通常采用電位器調(diào)理即可設(shè)定電動機的轉(zhuǎn)速。這個轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓與在SPD引腳端輸入脈沖比較。SPD引腳端輸入可以接受感應(yīng)式或磁敏式如霍爾傳感器檢測器信號。Triac所需觸發(fā)相位角由PI調(diào)理器計算，是完全數(shù)字式的。芯片具有軟起動、過載和超速維護功能，可消除電動機起動時出現(xiàn)大沖擊電流問題。內(nèi)部鎖相

2、環(huán)PLL)電路用來補償電網(wǎng)線電壓頻率的變化，使觸發(fā)頻率穩(wěn)定。最小和最大轉(zhuǎn)速、軟起動延時，整定PI調(diào)理器的增益等參數(shù)可以編程存儲在掩模存儲器中。 MLX90804的電源電壓VDD1為1418V，電流耗費5mA，內(nèi)部基準電壓VDD為5V，三端雙向可控硅門極驅(qū)動電流為3090mA。 2. MLX90804的引腳功能與封裝方式的引腳功能與封裝方式 MLX90804采用采用DIP-8、PDIP-8、DIL-8或者或者PDIL-8封裝，封裝，引腳功能如表引腳功能如表6.5.1所示。所示。 3. MLX90804的內(nèi)部構(gòu)造與控制原理的內(nèi)部構(gòu)造與控制原理 MLX90804內(nèi)部構(gòu)造方框圖如圖內(nèi)部構(gòu)造方框圖如圖6

3、.5.1所示，芯片內(nèi)部包含所示，芯片內(nèi)部包含有穩(wěn)壓器、振蕩器、有穩(wěn)壓器、振蕩器、PLL、過零檢測、過零檢測、ADC、控制邏輯、控制邏輯、雙向可控硅驅(qū)動等電路。雙向可控硅驅(qū)動等電路。圖6.5.1 MLX90804內(nèi)部構(gòu)造方框圖1速度調(diào)理速度由一個PI調(diào)理器控制，PI調(diào)理器參數(shù)Kp和Ki可編程。Kp和Ki參數(shù)是在掩模時配置。2速度丈量可采用一個線圈或一個霍爾傳感器獲得電動機轉(zhuǎn)速脈沖。3速度設(shè)置速度設(shè)置由加到SET引腳端上的電壓確定。SET引腳端上的電壓輸入到ADC轉(zhuǎn)換成一個4bit的數(shù)碼，對應(yīng)存儲在內(nèi)部ROM的表格地址，表格內(nèi)容表示了16種不同的速度，輸入電壓與對應(yīng)速度之間的關(guān)系可以自在選擇，無須

4、線性。4軟起動存儲的軟起動程序可保證電動機實現(xiàn)平滑的起動，軟起動函數(shù)是在掩模時配置。電動機開場運轉(zhuǎn)延遲時間最大為300ms。5速度斜坡設(shè)定運轉(zhuǎn)中，當設(shè)定速度改動為新的速度時，在內(nèi)部產(chǎn)生一條速度變化斜坡，以優(yōu)化PI調(diào)理器暫態(tài)性能。這一個斜坡函數(shù)是在掩模時配置。 4. MLX90804的運用電路的運用電路 MLX90804的運用電路如圖的運用電路如圖6.5.2所示，圖中，所示，圖中，L端是相線，端是相線，N端是中線，端是中線，Load端銜接電機，速度檢測可采用線圈作為端銜接電機，速度檢測可采用線圈作為速度傳感器或者霍爾速度傳感器如速度傳感器或者霍爾速度傳感器如MLX5881。R1、R2、R3、R4

5、、VD1和和C1構(gòu)成芯片的電源電路。圖中數(shù)值構(gòu)成芯片的電源電路。圖中數(shù)值適宜在電網(wǎng)線電壓為適宜在電網(wǎng)線電壓為220V運用。電阻功率普通需求運用。電阻功率普通需求0.5W或更高的。設(shè)定速度需求采用一個線性的電位器，電位器或更高的。設(shè)定速度需求采用一個線性的電位器，電位器的阻值約的阻值約200k。電阻。電阻R7用來限制用來限制Triac的柵極驅(qū)動電流，的柵極驅(qū)動電流，不是必要的。不是必要的。TEST測試端可開路或銜接到測試端可開路或銜接到VDD上。上。 MLX90804內(nèi)部參數(shù)的編程需參考內(nèi)部參數(shù)的編程需參考MLX90804用戶手冊。用戶手冊。圖6.5.2 MLX90804的運用電路 6.5.2

6、基于MLX90805的三端雙向可控硅單相交流電機控制電路 1. MLX90805的主要技術(shù)性能與特點 MLX90805是MELEXIS公司消費的一個功率控制集成電路，適宜采用三端雙向可控硅Triac控制的電阻性或電感性負載，主要用于交流電動機起動和轉(zhuǎn)速控制，也可用于白熾燈控制。 該芯片具有軟起動、過熱維護功能；可消除電動機起動時的浪涌電流；從最小到最大功率，Triac利用一個線性“斜坡進展控制；起動速度為0.53s，經(jīng)過改動選擇位選擇；片內(nèi)具有一個用來穩(wěn)定觸發(fā)點的頻率鎖相環(huán)；電源電壓VDDA為13.516.5V，基準電壓VREF為4.35.4V，Triac門極電流ITRG為90mA；掩?？捎喼?/p>

7、在50或60Hz任務(wù)。 2. MLX90805的引腳功能與封裝方式的引腳功能與封裝方式 MLX90805采用采用PDIP-8和和SOIG8封裝，引腳端功能如表封裝，引腳端功能如表6.5.2所示。所示。 3. MLX90805的內(nèi)部構(gòu)造與任務(wù)原理的內(nèi)部構(gòu)造與任務(wù)原理 MLX90805內(nèi)部構(gòu)造方框圖如圖內(nèi)部構(gòu)造方框圖如圖6.5.3所示。所示。圖6.5.3 MLX90805內(nèi)部構(gòu)造方框圖芯片內(nèi)部包含有：1穩(wěn)壓器芯片電源以交流線電壓經(jīng)半波整流器獲得，VDDA引腳端的電壓限制在15.5V以內(nèi)，芯片內(nèi)部的數(shù)字電路部分和一些外圍電路電源電壓由片內(nèi)穩(wěn)壓器提供，電壓為5V。2模擬電源導(dǎo)通復(fù)位模擬電源導(dǎo)通復(fù)位電路

8、跟蹤電源電壓VDDA，只需當VDDA13V時才產(chǎn)生Triac雙向三端可控硅觸發(fā)脈沖。3振蕩器振蕩器為芯片內(nèi)部電路提供時鐘。4頻率鎖相環(huán)頻率鎖相環(huán)電路從電流控制的振蕩器獲得一個以電網(wǎng)頻率作為參考的時鐘頻率，利用逐次近似計算法減少振蕩器調(diào)整時間。5基準電壓基準電壓來自外接的電位器，用來設(shè)定不同的速度。 6ADC 來自電位器的模擬信號用來設(shè)定速度，利用一個來自電位器的模擬信號用來設(shè)定速度，利用一個4bit的的ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。 7ROM 來自來自ADC的數(shù)字作為的數(shù)字作為ROM的表地址，的表地址，ROM表中存儲有不表中存儲有不同的導(dǎo)通角，總共有同的導(dǎo)通角，總共有16個不同的導(dǎo)通角

9、可選擇。個不同的導(dǎo)通角可選擇。 8過零點檢測過零點檢測 過零點檢測電路檢出電網(wǎng)線電壓過零點，準確的檢測可獲過零點檢測電路檢出電網(wǎng)線電壓過零點，準確的檢測可獲得好的同步，使驅(qū)動得好的同步，使驅(qū)動Triac的導(dǎo)通脈沖可以在正確的時辰的導(dǎo)通脈沖可以在正確的時辰產(chǎn)生。產(chǎn)生。 9控制邏輯控制邏輯 控制邏輯電路完成一切的控制功能，照實時同步、平滑軟控制邏輯電路完成一切的控制功能，照實時同步、平滑軟起動、起動、Triac觸發(fā)等，使電動機運轉(zhuǎn)在設(shè)定的速度上。觸發(fā)等，使電動機運轉(zhuǎn)在設(shè)定的速度上。10Triac驅(qū)動器驅(qū)動器Triac驅(qū)動器輸出經(jīng)過一個外接電阻驅(qū)動器輸出經(jīng)過一個外接電阻RT150驅(qū)動驅(qū)動Triac，

10、它確定，它確定Triac的門極電流和控制的門極電流和控制Triac作為開關(guān)任務(wù)。作為開關(guān)任務(wù)。11自動再觸發(fā)自動再觸發(fā)自動再觸發(fā)電路跟蹤自動再觸發(fā)電路跟蹤Triac在每個觸發(fā)脈沖后能否開通，假設(shè)一個觸在每個觸發(fā)脈沖后能否開通，假設(shè)一個觸發(fā)脈沖之后發(fā)脈沖之后Triac是關(guān)斷的，在是關(guān)斷的，在20s后，會再產(chǎn)生一個新的觸發(fā)脈沖。后，會再產(chǎn)生一個新的觸發(fā)脈沖。12過熱維護過熱維護芯片可以提供一個外部維護電路，典型的是利用一個芯片可以提供一個外部維護電路，典型的是利用一個NTC電阻作為基電阻作為基準電阻，用來跟蹤環(huán)境溫度。假設(shè)在準電阻，用來跟蹤環(huán)境溫度。假設(shè)在THP引腳端的電壓等于引腳端的電壓等于Vr

11、ef/2，維護功能有效，芯片即設(shè)定的觸發(fā)角是在維護功能有效，芯片即設(shè)定的觸發(fā)角是在ROM地址地址1存儲的數(shù)值。銜存儲的數(shù)值。銜接一個電阻到接一個電阻到FB引腳端，可以使檢測滯后。引腳端，可以使檢測滯后。13選項選項選項電路定義芯片的不同操作方式。選項電路定義芯片的不同操作方式。 4. MLX90805的運用電路的運用電路 1只需軟起動功能的運用電路只需軟起動功能的運用電路 采用采用MLX90805只需軟起動功能的運用電路如圖只需軟起動功能的運用電路如圖6.5.4所示，所示，可實現(xiàn)電動機的平滑軟起動，當電網(wǎng)電壓加上時，可實現(xiàn)電動機的平滑軟起動，當電網(wǎng)電壓加上時，MLX90805將產(chǎn)生將產(chǎn)生Tri

12、ac觸發(fā)脈沖，電動機開場升速，并觸發(fā)脈沖，電動機開場升速，并在預(yù)定時間之后到達最高速度電動機以全功率運轉(zhuǎn)。在預(yù)定時間之后到達最高速度電動機以全功率運轉(zhuǎn)。在軟啟動后，總是選擇最高速度運轉(zhuǎn)對應(yīng)于最高的在軟啟動后，總是選擇最高速度運轉(zhuǎn)對應(yīng)于最高的ROM表地址。圖中，表地址。圖中，SET引腳端銜接到引腳端銜接到Vss。圖6.5.4 只需軟起動功能的運用電路 2具有軟起動功能與采用具有軟起動功能與采用2線式設(shè)置速度的運用電路線式設(shè)置速度的運用電路 采用采用MLX90805具有軟起動功能與采用具有軟起動功能與采用2線式設(shè)置速度的線式設(shè)置速度的運用電路如圖運用電路如圖6.5.5所示，電路具有軟起動和速度控制

13、功所示，電路具有軟起動和速度控制功能。電位器采用能。電位器采用2線方式銜接到芯片，用來設(shè)置不同的速線方式銜接到芯片，用來設(shè)置不同的速度。一個與電位器阻值相等的電阻度。一個與電位器阻值相等的電阻RP接到接到VREF引腳端，引腳端，用來堅持用來堅持ADC輸入的比例。輸入的比例。ADC的輸入信號在的輸入信號在0和和VREF/2之間變化。對于最低速度，電位器調(diào)理到最大值；之間變化。對于最低速度，電位器調(diào)理到最大值；對于最高速度，電位器調(diào)理到最小值。當加上電網(wǎng)電壓后，對于最高速度，電位器調(diào)理到最小值。當加上電網(wǎng)電壓后，電動機啟動，在軟起動完成后，電機運轉(zhuǎn)到由電位器設(shè)定電動機啟動，在軟起動完成后，電機運轉(zhuǎn)

14、到由電位器設(shè)定的速度。的速度。 對于最低速度的設(shè)定，采用對于最低速度的設(shè)定，采用2線式設(shè)置速度是不利的，電線式設(shè)置速度是不利的，電位器絕對值的偏向使位器絕對值的偏向使SET引腳端的輸入電壓產(chǎn)生誤差，影引腳端的輸入電壓產(chǎn)生誤差，影響最低速度的準確度。運用響最低速度的準確度。運用3線式銜接可以防止這一缺陷。線式銜接可以防止這一缺陷。 R1、R2和和NTC熱敏電阻僅在過熱維護時才需求，通常可熱敏電阻僅在過熱維護時才需求，通?？刹徊捎谩２徊捎?。圖6.5.5 具有軟起動功能與采用2線式設(shè)置速度的運用電路 3具有軟起動功能與采用具有軟起動功能與采用3線式設(shè)置速度的運用電路線式設(shè)置速度的運用電路 采用采用MLX90805具有軟起動功能與采用具有軟起動功能與采用3線式設(shè)置速度的線式設(shè)置速度的運用電路如圖運用電路如圖6.5.6所示，電路具有軟起動和速度控制功所示，電路具有軟起動和速度控制功能。電位器采用能。電位器采用3線方式銜接到芯片，用來設(shè)置不同的速線方式銜接到芯片，用來設(shè)置不同的速度。度。ADC輸入信號在輸入信號在0和和VREF之間變化。對于最低速度，之間變化。對于最低速度