具有高抗干擾能力的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)
徐濤學(xué)，徐信穎（內(nèi)蒙古民族大學(xué)，內(nèi)蒙古通遼028043）
摘要：給出了有高抗干擾能力的變頻調(diào)速·剛?cè)绻菜到y(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)組成，詳細(xì)介紹了提高抗干擾能力的幾項(xiàng)措施。
關(guān)鍵詞：抗干擾i變頻調(diào)速；恒壓供水
中國(guó)分類號(hào)：TM921.51文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-6540(2009) -0049-03
O 引 言
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備已在廣大城鄉(xiāng)得到普及，受到用戶的歡迎。但在推廣使用這些設(shè)備的過程中人們也發(fā)現(xiàn)，其抗干擾能力很一般，在干擾較小的場(chǎng)合工作沒有問題，但在干擾很強(qiáng)時(shí)則不能正常工作。針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)r-種具有高抗干擾能力的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。本文將介紹該系統(tǒng)的組成及工作原理，以及硬件與軟件組成，并詳細(xì)闡述提高抗于擾能力的幾項(xiàng)措施。
1 系統(tǒng)組成及工作原理
具有高抗干擾能力的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由單片微機(jī)控制器（簡(jiǎn)稱控制器）、低通濾波器、交流變頻調(diào)速器（簡(jiǎn)稱變頻器）、直流穩(wěn)壓電源、壓力傳感器和電機(jī)水泵等幾部分組成，其框圖如圖1所示。工作時(shí)，安裝在水泵出水管卜的壓力傳感器，將管網(wǎng)水壓變成0-5V的模擬信號(hào)送給控制器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)。該信號(hào)與設(shè)定壓力信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算比較，若管網(wǎng)水壓小于或大于設(shè)定壓力，則控制器經(jīng)低通濾波器輸出給變頻器的控制信號(hào)幅度增加或減心，使其輸出的三相電壓頻率上升或下降，水泵轉(zhuǎn)速則提高或降低；當(dāng)管網(wǎng)水壓與設(shè)定壓力相等時(shí)，變頻器得到的控制信號(hào)幅度維持不變，其輸出的三相電壓頻率不變，水泵轉(zhuǎn)速不變。通過這樣的控制與調(diào)整，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓恒定：
變頻器輸入端接380 V 50 Hz交流電源，輸出端接電機(jī)水泵。其輸出由控制電壓的大小決定，電壓在0 -380 V，頻率在0-50 Hz范圍內(nèi)變化。水泵上的電機(jī)均為交流異步電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速與供電電源的頻率有關(guān)。當(dāng)用水量大時(shí)，變頻器輸出電壓頻率升高，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速增加；用水量少時(shí)轉(zhuǎn)速降低。轉(zhuǎn)速降低時(shí)，變頻器的輸出電壓、電流也減小，故能耗減少。所以該系統(tǒng)有非常好的節(jié)電效果。另外，變頻器可實(shí)現(xiàn)電機(jī)水泵的軟起動(dòng)，上電后，其工作電流緩慢上升，不產(chǎn)生大電流沖擊，也因此省去J7補(bǔ)償起動(dòng)設(shè)備。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件電路如圖2所示，CPU采用AT89S52。AT89S52是一種低功耗、高性能的CMOS 8位單片機(jī)，具有靈巧的8位CPU、8K可編程Flash存儲(chǔ)器，256字節(jié)RAM，32伉I/O口線，看門狗定時(shí)器，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，3個(gè)l16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路，是系統(tǒng)的核心部件。μA741、LM555等構(gòu)成不受電路參數(shù)影響的V-F變換型A/D轉(zhuǎn)換電路【1】。該電路用模擬開關(guān)CD4066控制3個(gè)模擬信號(hào)的輸入與計(jì)最。當(dāng)模擬開關(guān)S1 S2 S3在CPU的控制下分別接通時(shí)，送給A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入信號(hào)分別為+5 V(2)設(shè)定壓力和管網(wǎng)壓力：轉(zhuǎn)換后得到的脈沖信號(hào)經(jīng)光
電耦合器TLP521-I送CPU的P3 5，由計(jì)數(shù)器T1對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)的結(jié)果經(jīng)運(yùn)算處理后送P．口譯碼并顯示，同時(shí)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換與電流放大送給變頻器控制電杌水泵的轉(zhuǎn)速。模擬開關(guān)的控制信號(hào)由AT89S52的P3.1和P3.0輸出，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路74LS07和光電耦合器TLP521-4加至4個(gè)與非CD4011組成的澤碼電路的輸入端，譯碼電路的輸出控制S1-S3，的導(dǎo)通與截止。
DA C0832和LF356實(shí)現(xiàn)8位D/A轉(zhuǎn)換與電流放大，其輸出的0-5v模擬電壓信號(hào)經(jīng)K式低通濾波器送給變頻器的控制信號(hào)輸入端，其輸入的數(shù)字量由CPU的P�？诮�(jīng)74 LS273、74LS07和TI.P521_4提供。
時(shí)鐘電路中的晶體工作頻率選12 MHz，這將使系統(tǒng)有較高的工作速度，多數(shù)單字節(jié)指令只需1μs。
電源+5 V(1)為AT89S52、74LS273、74LS07、譯碼電路、顯示電路供電；+5 V(2)為D/A轉(zhuǎn)換電路提供基準(zhǔn)電壓VⅢ，并為壓力傳感器提供工作電壓；±12 V為A/D轉(zhuǎn)換電路供電。
譯碼顯示、復(fù)位、時(shí)鐘和直流穩(wěn)壓電源電路比較簡(jiǎn)單，采用的是常規(guī)設(shè)計(jì)，故只給出了框圖，這里不再贅述。
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