具有高抗干擾能力的變頻調速恒壓供水系統
徐濤學，徐信穎（內蒙古民族大學，內蒙古通遼028043）
摘要：給出了有高抗干擾能力的變頻調速·剛如共水系統的工作原理及系統組成，詳細介紹了提高抗干擾能力的幾項措施。
關鍵詞：抗干擾i變頻調速；恒壓供水
中國分類號：TM921.51文獻標識碼：A文章編號：1673-6540(2009) -0049-03
O 引 言
隨著科學技術的飛速發展，變頻調速恒壓供水設備已在廣大城鄉得到普及，受到用戶的歡迎。但在推廣使用這些設備的過程中人們也發現，其抗干擾能力很一般，在干擾較小的場合工作沒有問題，但在干擾很強時則不能正常工作。針對這種情況，設計r-種具有高抗干擾能力的變頻調速恒壓供水系統。本文將介紹該系統的組成及工作原理，以及硬件與軟件組成，并詳細闡述提高抗于擾能力的幾項措施。
1 系統組成及工作原理
具有高抗干擾能力的變頻調速恒壓供水系統由單片微機控制器（簡稱控制器）、低通濾波器、交流變頻調速器（簡稱變頻器）、直流穩壓電源、壓力傳感器和電機水泵等幾部分組成，其框圖如圖1所示。工作時，安裝在水泵出水管卜的壓力傳感器，將管網水壓變成0-5V的模擬信號送給控制器，經A/D轉換得到數字信號。該信號與設定壓力信號進行運算比較，若管網水壓小于或大于設定壓力，則控制器經低通濾波器輸出給變頻器的控制信號幅度增加或減心，使其輸出的三相電壓頻率上升或下降，水泵轉速則提高或降低；當管網水壓與設定壓力相等時，變頻器得到的控制信號幅度維持不變，其輸出的三相電壓頻率不變，水泵轉速不變。通過這樣的控制與調整，實現管網水壓恒定：
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范圍內變化。水泵上的電機均為交流異步電動機，其轉速與供電電源的頻率有關。當用水量大時，變頻器輸出電壓頻率升高，水泵電機轉速增加；用水量少時轉速降低。轉速降低時，變頻器的輸出電壓、電流也減小，故能耗減少。所以該系統有非常好的節電效果。另外，變頻器可實現電機水泵的軟起動，上電后，其工作電流緩慢上升，不產生大電流沖擊，也因此省去J7補償起動設備。
2 系統硬件設計
系統硬件電路如圖2所示，CPU采用AT89S52。AT89S52是一種低功耗、高性能的CMOS 8位單片機，具有靈巧的8位CPU、8K可編程Flash存儲器，256字節RAM，32伉I/O口線，看門狗定時器，兩個數據指針，3個l16位定時器／計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路，是系統的核心部件。μA741、LM555等構成不受電路參數影響的V-F變換型A/D轉換電路【1】。該電路用模擬開關CD4066控制3個模擬信號的輸入與計最。當模擬開關S1 S2 S3在CPU的控制下分別接通時，送給A/D轉換電路的輸入信號分別為+5 V(2)設定壓力和管網壓力：轉換后得到的脈沖信號經光
電耦合器TLP521-I送CPU的P3 5，由計數器T1對其進行計數，計數的結果經運算處理后送P．口譯碼并顯示，同時經D/A轉換與電流放大送給變頻器控制電杌水泵的轉速。模擬開關的控制信號由AT89S52的P3.1和P3.0輸出，經驅動電路74LS07和光電耦合器TLP521-4加至4個與非CD4011組成的澤碼電路的輸入端，譯碼電路的輸出控制S1-S3，的導通與截止。
DA C0832和LF356實現8位D/A轉換與電流放大，其輸出的0-5v模擬電壓信號經K式低通濾波器送給變頻器的控制信號輸入端，其輸入的數字量由CPU的P。口經74 LS273、74LS07和TI.P521_4提供。
時鐘電路中的晶體工作頻率選12 MHz，這將使系統有較高的工作速度，多數單字節指令只需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轉換電路提供基準電壓VⅢ，并為壓力傳感器提供工作電壓；±12 V為A/D轉換電路供電。
譯碼顯示、復位、時鐘和直流穩壓電源電路比較簡單，采用的是常規設計，故只給出了框圖，這里不再贅述。
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