XY-4巖心鉆機(jī)升降機(jī)的設(shè)計(jì) (2)帶CAD圖,XY-4巖心鉆機(jī)升降機(jī)的設(shè)計(jì),(2)帶CAD圖,XY,巖心,鉆機(jī),升降機(jī),設(shè)計(jì),CAD 機(jī)電控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目：電機(jī)啟動(dòng)與速度控制 班 級(jí)：機(jī)械140306班 學(xué)生姓名：胡軍雄 指導(dǎo)老師：劉順安 設(shè)計(jì)時(shí)間：2007年3月22日 目 錄 第1章設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義 1.2設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì) 第2章設(shè)計(jì)總體方案 2.1設(shè)計(jì)的基本依據(jù) 2.2總體方案的確定 第3章電氣原理設(shè)計(jì) 3.1概述 3.2電氣系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 3.3電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第4章程序設(shè)計(jì) 4.1程序設(shè)計(jì)的任務(wù) 4.2具體程序 第5章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 參考資料 第1章設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1設(shè)計(jì)技術(shù)要求及意義 1.1.1技術(shù)要求 總體的要求是實(shí)現(xiàn)對(duì)中大功率的三相鼠籠式交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和速度控制。在電氣控制系統(tǒng)中，要求起動(dòng)平穩(wěn)，速度控制精確，并且對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行數(shù)碼顯示。對(duì)電機(jī)的起動(dòng)要求用PLC實(shí)現(xiàn)。要求有電氣原理圖和功能框圖，6000字的文字說(shuō)明書(shū)。 1.1.2設(shè)計(jì)的意義 本次課程設(shè)計(jì)的目的在于要將過(guò)去所學(xué)的電工學(xué)，電子學(xué)，測(cè)試與傳感技術(shù)，微機(jī)原理，機(jī)電傳動(dòng)控制等課程綜合運(yùn)用，并在生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)用這些知識(shí)。要求知道并了解三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的三種方法以及他們存在的利弊。知道電器元件的使用方法和怎樣選擇這些元件。要掌握PLC的內(nèi)鋪構(gòu)造，指令系統(tǒng)，還有編程的方法，并將其應(yīng)用實(shí)踐生產(chǎn)中。 1.2設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì) 1.2.1電機(jī)啟動(dòng)的設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)出三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y---△降壓?jiǎn)?dòng)的原理圖，電路圖以及接線圖。 1.2.2電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的設(shè)計(jì)任務(wù) （1）實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速的檢測(cè)； （2）實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速的顯示。 第2章設(shè)計(jì)總體方案 2.1設(shè)計(jì)的基本依據(jù) 2.1.1Y---△降壓?jiǎn)?dòng)的設(shè)計(jì)依據(jù) 采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械。對(duì)電動(dòng)機(jī)的主要要求如下： （1）有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，保證生產(chǎn)機(jī)械能正常啟動(dòng)。一般場(chǎng)合下希望啟動(dòng)的越快越好，以提高生產(chǎn)效率。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。 （2）在滿(mǎn)足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求的前提下，啟動(dòng)電流越小越好。因?yàn)檫^(guò)大的啟動(dòng)電流沖擊，對(duì)于電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)本身都不利。 （3）要求啟動(dòng)平滑，即要求啟動(dòng)時(shí)平滑加速，以減小對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊； （4）啟動(dòng)安全可靠，力求簡(jiǎn)單，操作方便； （5）啟動(dòng)過(guò)程中的功耗越小越好; 其中，（1）（2）兩條是衡量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能的主要技術(shù)指標(biāo)。 然而，異步電動(dòng)機(jī)在接入電網(wǎng)啟動(dòng)的瞬時(shí)，由于轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以最快的相對(duì)速度切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出很大的轉(zhuǎn)子電勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流，從而引起很大的定子電流，一般啟動(dòng)電流可達(dá)到額定電流的5-7倍，但因啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)差率S=1，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)φ很低，因而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻不大，一般=0.8-1.5。 顯然，異步電動(dòng)機(jī)的這種啟動(dòng)特性和生產(chǎn)機(jī)械的要求是相矛盾的。因此所采用的啟動(dòng)方法必須限制啟動(dòng)電流和提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，降壓?jiǎn)?dòng)便是一種在生產(chǎn)實(shí)際中經(jīng)常使用的一中啟動(dòng)方法。 電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)的方法很多，如用電阻或電抗器降壓?jiǎn)?dòng)，Y---△降壓?jiǎn)?dòng)，自藕變壓器降壓?jiǎn)?dòng)和延邊三角形啟動(dòng)等，經(jīng)過(guò)具體的分析，并結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用，本方案中，采用Y---△降壓?jiǎn)?dòng)，具體的原理如下： Y---△降壓?jiǎn)?dòng)的接線圖如上圖所示，啟動(dòng)時(shí)，接觸器的觸點(diǎn)KM和1KM同時(shí)閉合，2KM斷開(kāi)，定子繞組接成星形；待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后（本次設(shè)計(jì)的是額定轉(zhuǎn)速），再將1KM斷開(kāi)，2KM閉合，將定子繞組結(jié)成三角形，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程完成，并進(jìn)入正常運(yùn)行。 設(shè)U1為電源電壓，及為定子繞組分別接成星形及三角形的啟動(dòng)電流，Z為電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)每相繞組的等效阻抗。則有 所以，=/3，即定子接成星形時(shí)的啟動(dòng)電流等于接成三角形啟動(dòng)時(shí)電流的1/3，而接成星形時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩所以及Y連接降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有星形連接啟動(dòng)時(shí)的1/3。 這種啟動(dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、啟動(dòng)電流??；由于這種方法應(yīng)用廣泛，我國(guó)規(guī)定4kM及以上的三相異步電動(dòng)機(jī)，其定子額定電壓為380V，連接方法為三角形。當(dāng)電源線電壓為380V時(shí)，就可以采用這種方法進(jìn)行啟動(dòng)。 用PLC實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的Y---△降壓?jiǎn)?dòng)。PLC的可靠性高，邏輯功能高，體積小，可在線修改控制程序，具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)的功能，易于與計(jì)算機(jī)接口，能對(duì)模擬量進(jìn)行控制，具備高速計(jì)數(shù)器和位控等高性能模塊等，已經(jīng)日益取代由大量中間繼電器，時(shí)間繼電器，計(jì)數(shù)繼電器等傳統(tǒng)繼電—接觸控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)實(shí)際中已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，因此，在本方案中，利用PLC來(lái)進(jìn)行Y---△降壓?jiǎn)?dòng)。 2.1.2轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)和顯示的設(shè)計(jì)依據(jù) 本方案中，轉(zhuǎn)速的監(jiān)測(cè)和顯示用集成化數(shù)字轉(zhuǎn)速儀，利用霍爾傳感器對(duì)電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行采集，信號(hào)放大，調(diào)整，最終用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。 2.2總體方案的確定 本課程設(shè)計(jì)大致分為兩個(gè)部分，即啟動(dòng)控制和轉(zhuǎn)速顯示，相應(yīng)得我設(shè)計(jì)的方案也由兩大部分成，其結(jié)構(gòu)框圖如示： 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速顯示 霍兒傳感器 三相異步電動(dòng)機(jī) PLC控制的電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 第3章電氣原理設(shè)計(jì) 3.1概述 本方案的電氣系統(tǒng)由三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的主電路，Y---△降壓?jiǎn)?dòng)控制電路，轉(zhuǎn)速測(cè)量和顯示電路三部分組成，其中，主電路由電動(dòng)機(jī)，熔斷器，熱繼電器，交流接觸器等組成； Y---△降壓?jiǎn)?dòng)控制電路由PLC，控制按鈕等組成；集成化數(shù)字轉(zhuǎn)速儀組成轉(zhuǎn)速測(cè)量回路，具體見(jiàn)電氣原理圖。 3.2電氣系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 3.2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 由題目要求電動(dòng)機(jī)為中大功率，選用Y系列電動(dòng)機(jī)，其具體的技術(shù)指標(biāo)如下： 型號(hào) 額定功率/kM 滿(mǎn)載時(shí) 堵轉(zhuǎn)電流/額定電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高）/mm*mm*mm 電流/A 轉(zhuǎn)速/rpm 效率/% 功率因數(shù) Y225M---4 45 84.7 1480 91.5 0.87 6.5 1.8 2.2 815*356*225 3.2.2啟動(dòng)電流的計(jì)算： 由于交流異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流可以達(dá)到額定電流的5-7倍，而采用Y---△降壓?jiǎn)?dòng)的方法啟動(dòng)時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流時(shí)正常啟動(dòng)電流的1/3，因此采用Y---△降壓?jiǎn)?dòng)可以使鼠籠式交流電機(jī)的起動(dòng)電流達(dá)到額定電流的( 5-7）/3倍，大大降低了啟動(dòng)電流的大小，Y225M--4電機(jī)的滿(mǎn)載電流是I=84.7，所以采用Y---△降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的起動(dòng)電流為I（141.1---197.6)A。 3.3電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.3.1主電路設(shè)計(jì) 3.3.1.1刀開(kāi)關(guān)/斷路器型號(hào)的選擇 刀開(kāi)關(guān)又名閘刀，一般用于不需要經(jīng)常切斷與閉合的交流低壓的電路，在額定電壓下，其工作電流不能超過(guò)額定電流，因此，我們選擇三級(jí)刀開(kāi)關(guān)，其通過(guò)電流為200A的HS系列。 3.3.1.2熔斷器型號(hào)的選擇 熔斷器在電路中起保護(hù)作用，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，能自動(dòng)迅速熔斷，切斷電源回路，從而保護(hù)線路和電氣設(shè)備。熔斷器尚可用做過(guò)載保護(hù)，但用做過(guò)載保護(hù)的可靠性不高，熔斷器的保護(hù)特性必須與被保護(hù)設(shè)備的過(guò)載特性有良好的配合。熔斷器的選擇原則是保證設(shè)備正常工作是不熔斷，只有當(dāng)出現(xiàn)過(guò)大電流和短路時(shí)才熔斷。降壓?jiǎn)?dòng)的籠式異步電動(dòng)機(jī)所用熔斷器的熔體額定電流，可選為電機(jī)額定電流的1. 5至2倍，故熔體的額定電流為127.05A。 故選用RT0系列有填料管式刀型熔斷器，次系列熔斷器有具刀型觸頭的熔斷體和楔形結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)熔斷體內(nèi)的熔體熔斷后，其端蓋上 的熔斷指示器即彈出，由于熔斷器型號(hào)與交流接觸器相配合，故所選型號(hào)為RT0-200，熔體熔斷電流為200A。 3.3.1.3熱繼電器型號(hào)的選擇 電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中若過(guò)載不大，時(shí)間較短，只要電動(dòng)機(jī)繞組不超過(guò)容許溫升，這種過(guò)載是容許的。但當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，繞組超過(guò)容許的溫升時(shí)，將會(huì)加劇絕緣的 熔化，縮短電動(dòng)機(jī)的使用年限 ，嚴(yán)重時(shí)將電動(dòng)機(jī)燒毀。因此，應(yīng)采用熱繼電器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)和斷相保護(hù)，但本設(shè)計(jì)沒(méi)有斷相保護(hù)，則我們選擇（電動(dòng)機(jī)的額定電流(A)）為84.7A,型號(hào)為JR 10 84.7/3。 3.3.1.4交流繼電器型號(hào)的選擇 接觸器是在外界信號(hào)下能夠自動(dòng)的接通或斷開(kāi)帶有負(fù)載的主電路的自動(dòng)控制電器，它是利用電磁力來(lái)使開(kāi)關(guān)打開(kāi)火閉合的電器。適用于頻繁操作，遠(yuǎn)距離控制強(qiáng)電流電路，并且有低壓釋放的性能。工作可靠，壽命長(zhǎng)和體積小等優(yōu)點(diǎn)。他是繼電器——接觸器控制系統(tǒng)中最重要常用元件之一。它的工作原理是：當(dāng)按下按鈕時(shí)，線圈通電，靜鐵心被磁化，并把驅(qū)動(dòng)鐵心吸上帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸使觸頭閉合從而接通電路，當(dāng)放開(kāi)按鈕時(shí)，過(guò)程與上述相反。根據(jù)要求選擇：CJ10——100型號(hào)。線圈的選擇：電壓：AC：220V，50HZ；線圈消耗功率：（VA/W）；啟動(dòng)：3578/790；吸持：250/118，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 3.3.1.5主電路設(shè)計(jì)說(shuō)明 電機(jī)選擇鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，借380V的三相交流電。保護(hù)裝置為斷路器，熱繼電器，電動(dòng)機(jī)采用Y---△降壓?jiǎn)?dòng)，交流接觸器KM的主觸點(diǎn)用于實(shí)現(xiàn)主電路的接通和關(guān)斷；交流接觸器KM1的主觸點(diǎn)用于電動(dòng)機(jī)星形連接的接通與關(guān)斷；交流接觸器KM2的主觸點(diǎn)用于控制電動(dòng)機(jī)的三角形連接的接通與關(guān)斷。 3.3.2 Y---△降壓?jiǎn)?dòng)控制電路設(shè)計(jì) 3.3.2.1PLC型號(hào)的選擇 PLC (可編程邏輯控制器)是一種以微處理為核心用作數(shù)字控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，由于PLC諸多功能上的優(yōu)點(diǎn)，本次課程設(shè)計(jì)選擇PLC為主要的控制環(huán)節(jié)控制電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行Y---△換接，PLC型號(hào)選擇三菱公司的F-40M型，具有24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出，性?xún)r(jià)比較高。 PLC電源電壓選擇220V交流電源，輸入輸出端均選用220V交流電源。 3.3.2.2控制按鈕型號(hào)的選擇 控制按鈕簡(jiǎn)稱(chēng)按鈕，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用廣泛的手動(dòng)安全電器。在控制電路中作遠(yuǎn)距離手動(dòng)控制電磁式電器用，也可以用來(lái)轉(zhuǎn)換各種信號(hào)電路和電氣連鎖電路等。其工作原理是：當(dāng)按下按鈕時(shí)，先斷開(kāi)常閉觸電，而后接通長(zhǎng)開(kāi)觸電，按鈕釋放后，在復(fù)位彈簧的作用下觸電復(fù)位。 控制按鈕用于輸入外界信號(hào)，LA10系列控制按鈕適用于交流50HZ，電壓380V，直流220V的電路中。次系列雖為老產(chǎn)品，但因結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，經(jīng)久耐用，故仍在普通使用。結(jié)合設(shè)計(jì)需要采用LA10——1H型號(hào)。 3.3.2.3電氣原理圖功能說(shuō)明 Y---△降壓?jiǎn)?dòng)是異步電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)控制線路之一。其主電路、PLC外部接線和控制電路如電氣原理圖所示，圖中，SB1為啟動(dòng)按鈕，SB2為停止按鈕，KM為電源接觸器，KM1為Y形連接接觸器，KM2為三角形連接接觸器。其具體的起動(dòng)過(guò)程如下： 按下啟動(dòng)按鈕SB1，動(dòng)合觸點(diǎn)400閉合，輸出繼電器430接通并自保，電源接觸器KM閉合給電動(dòng)機(jī)供電，定時(shí)器450開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)中間繼電器100接通，主控條件得到滿(mǎn)足，且觸點(diǎn)450，432閉合，輸出繼電器431接通，Y型連接接觸器KM1閉合，電動(dòng)機(jī)被接成Y形開(kāi)始啟動(dòng)。當(dāng)定時(shí)器450延時(shí)10s時(shí)間到后，其動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)，使431斷開(kāi)，切斷Y型連接接觸器KM1，電動(dòng)機(jī)斷電（此時(shí)電動(dòng)機(jī)已啟動(dòng)到某一轉(zhuǎn)速并由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)）。同時(shí)，動(dòng)斷觸點(diǎn)431閉合，定時(shí)器451開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)2s延時(shí)后，動(dòng)合觸點(diǎn)451閉合，接通輸出繼電器432，使三角形連接接觸器KM2閉合，電動(dòng)機(jī)接成三角形后繼續(xù)繼續(xù)起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速后進(jìn)入正常運(yùn)行。動(dòng)斷觸點(diǎn)432使定時(shí)器450和451復(fù)位，定時(shí)器450和451只在啟動(dòng)過(guò)程中提供Y-△變換所需的延時(shí)時(shí)間，正常工作后不起作用。按下停止按鈕SB2，動(dòng)斷觸點(diǎn)401打開(kāi)，使輸出繼電器430斷開(kāi)，切斷電源接觸器KM，電動(dòng)機(jī)斷電停止，同時(shí)只能中間繼電器100斷開(kāi)，主控條件不滿(mǎn)足，切斷三角形連接接觸器KM2，恢復(fù)斷電常態(tài)。 3.3.3電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量及顯示電路的設(shè)計(jì) 3.3.3.1概述 此部分的設(shè)計(jì)任務(wù)由集成化數(shù)字轉(zhuǎn)速儀來(lái)實(shí)現(xiàn)，其具體的內(nèi)部元件連接情況見(jiàn)原理圖。轉(zhuǎn)速儀包括霍爾器件傳感電路，時(shí)基電路和計(jì)數(shù)，譯碼，顯示電路等。其中集成傳感器采用型號(hào)為SH13的集成傳感器，時(shí)基電路采用555集成時(shí)基電路。下面進(jìn)行分別敘述。 3.3.3.2霍爾集成傳感器 霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá)1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開(kāi)關(guān)器件無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、位置重復(fù)精度高（可達(dá)μm級(jí)）。取用了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá)－55℃～150℃。 按照霍爾器件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和 霍爾開(kāi)關(guān)器件 。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。按被檢測(cè)的對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為:直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測(cè)出受檢測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，用這個(gè)磁場(chǎng)來(lái)作被檢測(cè)的信息的載體，通過(guò)它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)變成電量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)和控制。 磁敏傳感器，顧名思義就是感知磁性物體的存在或者磁性強(qiáng)度(在有效范圍內(nèi))。這些磁性材料除永磁體外，還包括順磁材料(鐵、鈷、 鎳及其它們的合金)當(dāng)然也可包括感知通電(直、交)線包或?qū)Ь€周?chē)拇艌?chǎng)。集成磁敏傳感器又稱(chēng)霍爾集成電路，它具有將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將其放大或整形的功能。磁敏集成電路分為兩大類(lèi)，即開(kāi)關(guān)型磁敏集成電路和線性磁敏集成電路。轉(zhuǎn)速儀中采用的是開(kāi)關(guān)型磁敏集成電路。其基本結(jié)構(gòu)有霍爾元件、差分放大器，施密特觸發(fā)器，基準(zhǔn)電源和輸出電路著稱(chēng)。其中霍爾元件是用MOSFET構(gòu)成的。磁場(chǎng)垂直于溝道面，在垂直源漏電流方向獲取霍爾電壓。主要性能參數(shù)為磁場(chǎng)工作點(diǎn)，靈敏度，輸出電壓等。 3.3.3.3 555時(shí)基電路 555集成定時(shí)器是模擬功能和數(shù)字邏輯功能相結(jié)合的一種雙極型中規(guī)模集成器件。外加電阻、電容可以組成性能穩(wěn)定而精確的多諧振蕩器、單穩(wěn)電路、施密特觸發(fā)器等，應(yīng)用十分廣泛。 555定時(shí)器的外引線排列圖和內(nèi)部原理框圖如圖1-1、1-2所示，功能見(jiàn)表1-1。它是由上、下兩個(gè)電壓比較器、三個(gè)5kΩ電阻、一個(gè)RS觸發(fā)器、一個(gè)放電三極管 T以及功率輸出級(jí)組成。比較器 C1的反相輸入端⑤接到由三個(gè)5 kΩ電阻組成的分壓網(wǎng)絡(luò)的2/3Vcc處（⑤也稱(chēng)控制電壓端），同相輸入端⑥為閥值電壓輸入端。比較器C2的同相輸入端接到分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的1/3Vcc處，反相輸入端②為觸發(fā)電壓輸入端，用來(lái)啟動(dòng)電路。兩個(gè)比較器的輸出端控制RS觸發(fā)器。RS觸發(fā)器設(shè)置有復(fù)位端④，當(dāng)復(fù)位端處干低電平時(shí)，輸出③為低電平?？刂齐妷憾刷菔潜容^器C1的基準(zhǔn)電壓端，通過(guò)外接元件或電壓源可改變控制端的電壓值，即可改變比較器C1、C2的參考電壓。不用時(shí)可將它與地之間接一個(gè)O．01μF的電容，以防止干擾電壓引入。555的電源電壓范圍是+4.5～+18V，輸出電流可達(dá)100～200mA，能直接驅(qū)動(dòng)小型電機(jī)、繼電器和低阻抗揚(yáng)聲器。 圖 1-1 555集成電路引腳排列圖 圖1-2 時(shí)基電路555電路結(jié)構(gòu)圖 表1-1 555芯片功能表 觸發(fā) 閾值 復(fù)位 IS 放電端 輸出 H 導(dǎo)通 L H 原狀態(tài) H 截止 H L 導(dǎo)通 L 3.3.3.4轉(zhuǎn)速儀工作過(guò)程 如原理圖所示，轉(zhuǎn)速儀奧擴(kuò)霍爾器件傳感電路，時(shí)基電路和計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路等。 圖中的轉(zhuǎn)盤(pán)即待測(cè)旋轉(zhuǎn)輪，監(jiān)測(cè)用的傳感器采用SH13型霍爾集成電路。當(dāng)安裝的小磁缸轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾器件將感知磁信號(hào)并記錄下來(lái)，經(jīng)放大，F(xiàn)1非門(mén)倒相，加至與非門(mén)F5。555和R3，RP1，C2等組成一個(gè)典型的無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，振蕩周期 T=0.693（R3+RP1）C2 振蕩周期可通過(guò)電位器RP1來(lái)調(diào)節(jié)，圖示參數(shù)的振蕩頻率約在0.05Hz---7Hz。IC3輸出的方波脈沖經(jīng)F2反相后，一路加至計(jì)數(shù)、譯碼、顯示組合集成電路CL102的LE端，呈寄存狀態(tài)；另一路經(jīng)F3、F4及R4、R6、R7、C6等微分電路，作為復(fù)位脈沖加至CL102，進(jìn)行清零。門(mén)5在555輸出高電平狀態(tài)時(shí)開(kāi)啟，使組合電路CL102進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)555輸出呈低電平，選通門(mén)5關(guān)閉，但仍使CL102呈送數(shù)狀態(tài)（LE端），計(jì)數(shù)內(nèi)容送至寄存器并顯示數(shù)字。當(dāng)?shù)诙€(gè)時(shí)基信號(hào)來(lái)時(shí)，進(jìn)行清零，并再次計(jì)數(shù)，寄存，譯碼，顯示。 CL102是一種Led-CMOS型組合器件，集計(jì)數(shù)，寄存，譯碼，驅(qū)動(dòng)，顯示于一體，集成化程度高，顯示亮度大。它可直接顯示出轉(zhuǎn)/秒或轉(zhuǎn)/分的數(shù)據(jù)。 第4章程序設(shè)計(jì) 4.1程序設(shè)計(jì)的任務(wù) 本次設(shè)計(jì)采用可編程邏輯控制器即PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)三相鼠籠式交流異步電動(dòng)機(jī)的Y---△降壓?jiǎn)?dòng)，故軟件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容即為PLC接線圖設(shè)計(jì)和梯形圖的設(shè)計(jì)。該P(yáng)LC要完成對(duì)對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，停止控制及啟動(dòng)中的Y---△換接起動(dòng)等功能。 4.2具體程序 程序內(nèi)容如下： LD 400 OR 430 ANI 401 OUT 430 ANI 432 OUT 450 K 10 LD 430 OUT 100 MC 100 LDI 450 ANI 432 OUT 431 LDI 431 ANI 432 OUT 451 K 2 LD 451 OR 432 OUT 432 MCR 100 END 第5章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 此次課程設(shè)計(jì)是用測(cè)速傳感器，555時(shí)基電路，CL102集成電路等將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)出并顯示出來(lái)。當(dāng)顯示的數(shù)值達(dá)到一定值時(shí)，用PLC控制三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的換接啟動(dòng)。這種控制，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制電動(dòng)機(jī)的換接啟動(dòng)，并且在啟動(dòng)過(guò)程中，啟動(dòng)平穩(wěn)，誤差小等優(yōu)點(diǎn)。但是，在信號(hào)的傳遞過(guò)程中一定存在誤差。因而，會(huì)使傳遞的信號(hào)丟失的現(xiàn)象出現(xiàn)。這啟動(dòng)的影響很小。 在這次設(shè)計(jì)中，綜合運(yùn)用了電工，機(jī)電，測(cè)試與傳感，單片機(jī)等方面的知識(shí)，可以說(shuō)是對(duì)大學(xué)四年所知識(shí)的一次小綜合，對(duì)以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)作一個(gè)鋪墊。 參考資料： [1]《機(jī)電傳動(dòng)控制》，鄧星鐘主編，華中科技出版社，2003年1月 [2]《機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，高春蒲主編，吉林大學(xué)出版社，2003年8月 [3]《實(shí)用電動(dòng)機(jī)控制電路350例》，任致程主編，人民郵電出版社，2002年11月[4] [4]《新編555集成電路應(yīng)用800例》，陳永甫主編，電子工業(yè)出版社，2000年1月 [5]《集成電路工業(yè)全書(shū)》，王陽(yáng)元主編，電子工業(yè)出版社，1993年6月