【正文】 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要 本文是在分析了目前國內(nèi)電冰箱保護(hù)器研究的現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的一種集過壓、欠壓、延時(shí)保護(hù)集于一體的多功能電冰箱保護(hù)器。文中首先探討了冰箱保護(hù)器的價(jià)值和發(fā)展?fàn)顩r，并提出了設(shè)計(jì)的主要任務(wù)和要求。然后分析了電網(wǎng)過、欠壓或突然斷電時(shí)，壓縮機(jī)受到的影響，并根據(jù)其工作原理，繪制電路原理圖，并且進(jìn)行元器件的選擇和計(jì)算以及電路的調(diào)試，最后得出結(jié)論。該電冰箱保護(hù)器具有電路結(jié)構(gòu)簡單、硬件調(diào)試方便、工作性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：電冰箱保護(hù)器；過壓；欠壓；延時(shí)Abstract This paper is the analysis of the current domestic refrigerator protector research present situation in the foundation, design a set of overvoltage, undervoltage, delay protection set in one of the multifunctional protector for refrigerator. This paper first discusses the refrigerator protector value and development status, and put forward the design of the main tasks and requirements. Then it analyzes the network, under voltage or power failure suddenly occurs, the pressor is affected by, and according to its working principle, drawing the circuit diagram, and the choice of ponents and calculation and circuit debugging, finally draws the conclusion. The refrigerator protector has simple circuit structure, hardware debugging convenience, the advantages of stable performance.Keywords：refrigerator protector。 overvoltage。 short。 time delay畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒論 1 課題背景 1 課題的目的和意義 1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 2 本課題研究的技術(shù)要求 3本章小結(jié) 3第2章 方案選擇 4 方案選擇 4 電壓取樣鑒別單元的設(shè)計(jì) 4 驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì) 5 直流電源的設(shè)計(jì) 5 延時(shí)電路 5 5本章小結(jié) 6第3章 系統(tǒng)單元電路的設(shè)計(jì)與分析 7 電壓取樣鑒別電路的設(shè)計(jì) 7 COMS與非門電路 7 電壓取樣鑒別電路及其工作原理 8 基本RS觸發(fā)器的設(shè)計(jì) 9 電路組成及邏輯符號(hào) 9 基本RS觸發(fā)器工作原理 10 延時(shí)電路的設(shè)計(jì) 11 555定時(shí)器的外部管腳及電路結(jié)構(gòu) 12 555電路的工作原理 13 555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工作原理 15 驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì) 16 直流電源的設(shè)計(jì) 16 電源變壓器 16 整流電路 17 濾波電路 18 直流電源電路設(shè)計(jì)及工作原理 18本章小結(jié) 19第4章 整機(jī)工作原理 20 欠壓、斷電運(yùn)行狀態(tài)分析 20 整機(jī)工作原理 21本章小結(jié) 23第5章 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 24 電路元器件選擇與計(jì)算 24 IC的選擇 24 與非門G1～G6的選擇 24 電壓取樣鑒別單元阻容元件的選擇 24 延時(shí)電路元件的選擇 25 驅(qū)動(dòng)單元元器件選擇和計(jì)算 25 直流穩(wěn)壓電源元器件的選擇和計(jì)算 26 安裝步驟 27 整機(jī)調(diào)試 27 調(diào)試中的問題及解決方法 28本章小結(jié) 29結(jié) 論 30致謝 31參考文獻(xiàn) 32附錄1 譯文 33附錄2 英文參考資料 35附錄 3 整機(jī)電路原理圖 38附錄 4 元器件表 3940第1章 緒論 課題背景隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的不斷提高。家用電器的應(yīng)用幾乎遍及我們生活。而家用電器保護(hù)，則是發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)的重要器件。它幾乎滲透到所有用電領(lǐng)域，是人民生活正常生產(chǎn)和安全工作的重要保證，在國民經(jīng)濟(jì)和節(jié)能事業(yè)中有著不可替代的重要地位和作用。說到家用電器，讓我們不難想到電冰箱。在冰箱出現(xiàn)以前，我們一直在為食品存放時(shí)間一久就會(huì)變得不再新鮮甚至腐敗而煩惱。真正的電冰箱發(fā)明于20年代，1920年，紐約布魯克林一家平板印刷廠的一位名叫威利斯，設(shè)計(jì)出一種能控制溫度和濕度的系統(tǒng)。而我國電冰箱行業(yè)是從50年代起步的，期間迅速發(fā)展壯大。從改革開放前只有雪花一家，到80年代開始，海爾，海信，長虹，新飛等冰箱生產(chǎn)企業(yè)相繼崛起，從而奠定了我國制冷行業(yè)的基礎(chǔ)。電冰箱行業(yè)的迅速發(fā)展，極大的提高了我國城鄉(xiāng)居民生活的質(zhì)量。但是，從我國目前的供電情況來看，電網(wǎng)設(shè)備還不夠完善，供電電壓不太穩(wěn)定，電壓波動(dòng)值可能超出電冰箱的允許范圍（我國規(guī)定供電電壓穩(wěn)定度應(yīng)該在正負(fù)百分之十），而且局部斷電又時(shí)有發(fā)生，根據(jù)以上種種原因就應(yīng)運(yùn)而生了電冰箱的自動(dòng)保護(hù)器。電冰箱易損壞或壽命短是困擾人們的一個(gè)問題。究其原因，供電電壓波動(dòng)、瞬時(shí)斷電是電冰箱損壞或壽命縮短的主要原因之一。而對于絕大多數(shù)家用電冰箱來說，瞬時(shí)斷電與電壓波動(dòng)幾乎是不可避免的。為此，我們利用變壓器，再配以控制電路設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)穩(wěn)壓、自動(dòng)延時(shí)的電冰箱保護(hù)器，該多功能電冰箱保護(hù)器能夠根據(jù)負(fù)載電流判斷線路中的各種故障,并及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，最大限度的降低對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的電冰箱保護(hù)器。 課題的目的和意義電冰箱的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在一定的電壓范圍內(nèi)才能正常工作，供電電壓過高或過低很容易導(dǎo)致繞組線圈燒毀；另外，當(dāng)電冰箱正在工作時(shí)突然斷電而又立即通電時(shí)，電冰箱的壓縮機(jī)所承受的啟動(dòng)電流要比正常啟動(dòng)電流大好幾倍，導(dǎo)致壓縮泵內(nèi)壓力很高，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)負(fù)荷過載，也容易燒毀電機(jī)。從目前我國供電情況來看，供電電壓還不夠穩(wěn)定，而且局不斷電時(shí)有發(fā)生，所以電冰箱保護(hù)器具有重要的使用價(jià)值。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器不僅能保證電冰箱的穩(wěn)定工作，而且在工農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益和在節(jié)能事業(yè)中也有著重要意義。 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)任務(wù)傳統(tǒng)人們在用電時(shí)會(huì)因技術(shù)故障、人為故障、設(shè)備老化、質(zhì)量低劣、自然災(zāi)害等引起的電壓過高過低、停電再來電而燒毀電器，甚至因此發(fā)生火災(zāi)的問題，造成了人身的危害和資金的浪費(fèi)。為了避免上述危險(xiǎn)的發(fā)生，我們應(yīng)該給電冰箱配備一個(gè)冰箱保護(hù)器。該保護(hù)器的功能是：當(dāng)電網(wǎng)電壓過壓或欠壓情況下，使家用電器的供電系統(tǒng)停止供電，當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后使家用電器自動(dòng)恢復(fù)供電；當(dāng)家電正在工作時(shí)，一旦電源斷電而又立即供電時(shí)，本設(shè)計(jì)要使家用電器必須斷電3～5min后才能恢復(fù)供電。本保護(hù)器的設(shè)計(jì)需要考慮下面幾個(gè)方面的問題:(1)合適性 由于保護(hù)器的種類繁多，加之不同廠家生產(chǎn)的電機(jī)也有差別。因此，能型電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器應(yīng)該有較好的適應(yīng)性，即通過簡單方便的設(shè)置就可使保護(hù)器不同的保護(hù)特性的要求。(2)正確性 為了充分發(fā)揮電機(jī)自身的過載能力，同時(shí)還要對電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)。要求保護(hù)器的動(dòng)作要準(zhǔn)確。不準(zhǔn)確的動(dòng)作或造成電機(jī)的損壞，或不能充分發(fā)揮的過載能力，造成不必要的跳閘斷電，影響生產(chǎn)。(3)保障性 這一方面要求保護(hù)器在無故障時(shí)不能產(chǎn)生誤動(dòng)作，而在故障發(fā)生不能拒絕動(dòng)作，特別是在過壓、欠壓和突然斷電時(shí)。要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確、可靠地完成規(guī)定的保護(hù)功能，并且，設(shè)計(jì)的合理性以及制造時(shí)的工藝保證是非常重要的。 本課題研究的技術(shù)要求當(dāng)電網(wǎng)電壓≥250V或≤170V時(shí)，能自動(dòng)切斷電源；當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后3—5分鐘自動(dòng)接通電源。本章小結(jié)本章為緒論，主要介紹電冰箱保護(hù)器的課題背景和該設(shè)計(jì)的實(shí)用價(jià)值，以及介紹家用電器保護(hù)器在發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)的重要器件以及良好的商業(yè)前景。最后介紹本課題的主要任務(wù)和需要完成的技術(shù)要求。第2章 方案選擇 方案選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，所設(shè)計(jì)的電冰箱自保護(hù)器的基本思想為：電網(wǎng)電壓在正常范圍時(shí)，保護(hù)器不影響電冰箱的正常工作，而一旦電網(wǎng)電壓≥250V或≤170V時(shí)，保護(hù)器應(yīng)立即切斷用電器電源。正在工作的電冰箱一旦斷電又恢復(fù)供電時(shí)，保護(hù)器應(yīng)延時(shí)3～5min后再給電冰箱接通電源。不論是保護(hù)器立即斷電還是延時(shí)通電，都需要由繼電器觸電開關(guān)去控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，顯然該保護(hù)器還應(yīng)設(shè)有驅(qū)動(dòng)繼電器線圈的驅(qū)動(dòng)電路。為此，本電路主要由以下幾部分組成：電壓取樣鑒別單元、延時(shí)電路、驅(qū)動(dòng)單元、直流供電電源等。其主體方案示意圖如圖21所示。下面詳細(xì)地介紹系統(tǒng)各部分的組成及方案論證。 電壓取樣鑒別單元驅(qū)動(dòng)單元延時(shí)電路直流電源圖 21 方案示意圖 電壓取樣鑒別單元的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求保護(hù)器能夠?qū)﹄娋W(wǎng)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，檢測出電網(wǎng)電壓的過、欠壓異常，并根據(jù)電壓的異常與否輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。為此，必須具備有電壓取樣鑒別電路，以便能及時(shí)準(zhǔn)確的地按要求動(dòng)作。對于取樣電路的選擇方案有以下兩種：方案一采用由比較器組成的差分比較電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，方便調(diào)試。但延時(shí)要用LED燈顯示出來，用555定時(shí)器會(huì)在硬件連接上很有困難。方案二直接采用非門電容、電阻、電位器和二極管組成的采樣電路是最簡單的采樣電路。而且與555定時(shí)器會(huì)在硬件連接上更方便。所以本設(shè)計(jì)采用非門電容、電阻、電位器和二極管組成的采樣電路。 驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)單元主要實(shí)現(xiàn)對負(fù)載供電線路通斷狀態(tài)的控制。在本設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)單元主要由直流繼電器和該繼電器的驅(qū)動(dòng)電路組成。 直流電源的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求保護(hù)器在過、欠壓狀態(tài)下均能夠正常的工作，因此保護(hù)器自身的供電電源必須平穩(wěn)可靠?？刹捎么?lián)式直流穩(wěn)壓電源。由于驅(qū)動(dòng)電路與觸發(fā)器所用供電電壓的不同，該直流電源有兩路穩(wěn)壓電路輸出不同穩(wěn)壓值的電壓，該電源的基本組成為電源變壓器，橋式整流，電容濾波和穩(wěn)壓電路I和穩(wěn)壓電路Ⅱ。 延時(shí)電路正在