【正文】 L2 L3K M 1 K M 1KMK M 2X Y ZA C 3 80 V 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 相異步電動機(jī)，其定子額定電壓是 380V，連接方法是 Δ 形。串入電阻對理想空載轉(zhuǎn)速 n0、最大轉(zhuǎn)矩 Tm 沒有影響，但臨界轉(zhuǎn)差率 Sm則隨著串入電阻的增加而增大，適當(dāng)?shù)拇腚娮杓瓤梢燥@著的限制啟動電流，還A C 3 80V MW 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 可以大大的提高啟動轉(zhuǎn)矩，理想情況下使啟動轉(zhuǎn)矩等于最大轉(zhuǎn)矩。 直接起動的條件：（只需滿足下述三個條件中的一條即可） （ 1） 容量 在 以下的三相異步電動機(jī)均可采用。 繞線式三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。 三相異步 電動機(jī) 的 工作原理 (1)當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相交流電源 (各相差 120 度電角度 )時， 就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。后來，雅可比做了一個 大型的裝置。 電機(jī)是一種基于電磁力定律而實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn) 換成機(jī)械能。 既要為智能控制打下良好基礎(chǔ) ， 又要降低電動機(jī)起動時對電網(wǎng)的沖擊 。由于各種實際工程系統(tǒng)的規(guī)模越來越大、復(fù)雜性越來越高，常規(guī)控制的理論和技術(shù)已無法滿足工程上對提高自動化水平和擴(kuò)大自動化范圍的要求。并且該設(shè)計采用 ATmega16 八位微處理器進(jìn)行啟動的程序控制，鍵盤和顯示部分則采用了功能強(qiáng)大的 CH447L 讀寫顯示芯片，最終實現(xiàn)電機(jī)降壓啟動的智能保護(hù)和功能完善的人機(jī)界面。為了獲得強(qiáng)大的磁場 ，不論電動機(jī)還是發(fā)電機(jī)，都以使用電磁鐵為宜。后來，格拉姆證明向直流發(fā)動機(jī)輸入電流，其轉(zhuǎn)子會象電動機(jī)一樣旋轉(zhuǎn)。 (3)根據(jù)電磁力定律，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。常用的方法有全壓直接啟動、 自耦 減壓啟動、 YΔ 形 啟動、 延邊三角形啟動 、 軟啟動、變頻啟動等。 KWKV AII NST ??? 443 STI —— 啟動電流 NI —— 額定電流 KVA —— 變壓器容量 KW—— 電動機(jī)功率 定子串電阻或電抗器降壓啟動 異步電動機(jī)采用定子串電阻或電抗器的降壓啟動原理接線圖如圖 11所示 。 Y/Δ 形降壓啟動 采用 Y/Δ 啟動時， 接觸器的觸電 KM 和 KM1 閉合， KM2 斷開，將定子繞組接成 Y形；待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將 KM1 斷開， KM2 閉合，將定子繞組接成 Δ形，電動機(jī)啟動完成而轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。 這種接法與 Y/Δ 換接啟動法比，延邊 Δ 形 接法的相電壓較 Y接法的大，所以，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩都較大，具體大多少，則由Y形部分繞組與 Δ 形 部分繞組匝數(shù)之比來確定。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第 2章 電機(jī)智能啟動器的總體設(shè)計方案 本設(shè)計是針對小型電動機(jī)，其最大功率不超過 千瓦。 本設(shè)計中 的電動機(jī)的智能啟動器 采用減壓啟動方式。 鍵盤電路 由用戶設(shè)定電機(jī)保護(hù)動作的整定值。智能電機(jī)啟動器可以對交流信號進(jìn)行有效值轉(zhuǎn)換計算 ， 實現(xiàn)對電動機(jī)運(yùn)行中的電壓、 電流參數(shù)及時準(zhǔn)確的測量。 在本設(shè)計中我選用 的 ATmega16 是 AVR 眾多子系列中的一種。 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash，擦寫壽命 : 10,000 次 一個具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時器 /計數(shù)器 上電復(fù)位以及可編程的掉 電檢測 正常模式 : mA ATmega16 的 增強(qiáng) RISC 結(jié)構(gòu) ： ALU 支持寄存器之間以及寄存器和常數(shù)之間的算術(shù)和邏輯運(yùn)算。這個概念實現(xiàn)了指令的單時鐘周期運(yùn)行。 GND—— 公共接地，持續(xù)電流不小于 120mA。 鍵盤控制 內(nèi)置 64 鍵鍵盤控制器，基于 8 8 矩陣鍵盤掃描；內(nèi)置按鍵狀態(tài)輸入的下拉電阻和去抖動電路；鍵盤中斷，可以選擇低電平有效輸出或者低電平脈沖輸出；提供按鍵釋放標(biāo)志位，可供查詢按鍵按下與釋放；支持按鍵喚醒，處于低功耗節(jié)電狀態(tài)中的 CH447L 可以被部分按鍵喚醒。 XTAL1 與 XTAL2 分別為用作片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入和輸出，當(dāng) CKOPT 被編程時振蕩器在輸出引腳產(chǎn)生滿幅度的振蕩。在鍵盤掃描期間， DIG7～ DIG0 引腳按照 DIG0 至 DIG7 的順序依次輸出高電平 ；當(dāng)沒有鍵被按下時， SEG7～ SEG0 都 為低電平；當(dāng)有鍵被按下時，例如連接 DIG3 與 SEG4 的鍵被按下，則當(dāng) DIG3 輸出高電平時 ， SEG4 檢測到高電平；為了防止因為按鍵抖動或者外界干擾而產(chǎn)生誤碼， CH447L 實行兩次掃描，只有當(dāng)兩次R 1 42KR 1 52KR 1 62KR 1 72KR 1 82KR 1 92KR 2 02KR 2 12KS E G 0S E G 1S1S2S3S4S5S6S7S8S9S 1 0S 1 1S 1 2S 1 3S 1 4S 1 5S 1 6 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 鍵盤掃描的結(jié)果相同時，按鍵才會被確認(rèn)有效。 CH447L 支持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器中的字?jǐn)?shù)據(jù)左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)，并且支持各數(shù)碼管的獨立閃爍控制，在字?jǐn)?shù)據(jù)左右移動或者左右循環(huán)移動的過程中，閃爍控制的屬性不會隨數(shù)據(jù)移動。 并 通S E G 015S E G 116S E G 217S E G 318S E G 419S E G 520S E G 621S E G 722D I G 71D I G 62D I G 53D I G 44D I G 35D I G 26D I G 17D I G 08D C L K27D I N26L O A D25D O U T24V C C23H 3 L 214R S T12R S T 13G N D9G N D10U2C H 4 4 7 L D2 D3 D4D I G 4D I G 5D I G 6D I G 7D1D I G 0D I G 1D I G 2D I G 3D I G 4D I G 5D I G 6D I G 71234567abcdefg8dp9G N DabfcgdedpL E D 11234567abcdefg8dp9G N DabfcgdedpL E D 21234567abcdefg8dp9G N DabfcgdedpL E D 31234567abcdefg8dp9G N DabfcgdedpL E D 4R6R7R9R8R 1 2R 1 1R 1 3R 1 0S E G 0S E G 1S E G 2S E G 3S E G 4S E G 5S E G 6S E G 7S E G 0S E G 1S E G 2S E G 3S E G 4S E G 5S E G 6S E G 7S E G 0S E G 1S E G 2S E G 3S E G 4S E G 5S E G 6S E G 7S E G 0S E G 1S E G 2S E G 3S E G 4S E G 5S E G 6S E G 7S E G 0S E G 1S E G 2S E G 3S E G 4S E G 5S E G 6S E G 7S E G 0S E G 1S E G 2S E G 3S E G 4S E G 5S E G 6S E G 7S E G 0S E G 1S E G 2S E G 3S E G 4S E G 5S E G 6S E G 7 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 過鍵盤對顯示和時間等進(jìn)行設(shè)置，最終實現(xiàn)電動機(jī) 智能 啟動的 控制。串接限流電阻的阻值越大 ,段驅(qū)動電流越小，數(shù)碼管 顯示亮度越低， R47～ R54 的阻值一般在 100Ω至 1KΩ之間 。 CH447L 內(nèi)部具有 12位移位寄存器，在 DCLK 的上升沿， DIN 上的位數(shù)據(jù)被移入移位寄存器的最高位寄存器， LOAD 用于加載串行數(shù)據(jù)， CH447L 在其上升沿加載移位寄存器中的 12 位數(shù)據(jù)，作為操作命令分析并處理。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，在它的磁極處，有一個 動觸點，當(dāng)通電時 ，街鐵被吸 引過來，就可以實現(xiàn)與靜觸點的斷開或閉合，從而控制電路的通斷 ， 以實現(xiàn)低電壓弱電流控制高電壓強(qiáng)電流，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制及自動控制等 。 74HC00 芯片如圖 312 所示： 圖 312 74HC00 引腳配置 其內(nèi)部邏輯電路如圖 313所示 : 圖 313 互鎖邏輯電路 A11B12A412B413A24B25B310A39G N D7V CC 14Y1 3Y2 6Y3 8Y4 11U574H C 00123U 5 A7 4 H C 0 0456U 5 B7 4 H C 0 08910U 5 C7 4 H C 0 0111213U 5 D7 4 H C 0 0P B 1P B 2Y3Y4A11B12A412B413A24B25B310A39G N D7V C C14Y13Y26Y38Y411U574 H C 003 474 0 4B1 274 0 4A5 674 0 4CV C CR 22200R 261KR 271KR 23200R 251KR 352KR 342KR 3147KR 3247KR 3347KR 281KR 291KR 301KR 362KR 24200+ 5V+ 5V+ 5VQ1Q2Q3U6U7U8K1K2K3D 1 0D 1 1D 1 2 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 其真值表如下 : 表 32 74HC00 的真值表 PB1 PB2 3Y 4Y 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 注 : ‘ 1’表示斷開 , ‘ 0’表示閉合 單片機(jī)與 74HC00 的接口電路如圖 314 所示： 圖 314 單片機(jī)與 74HC00的接口電路 為了保護(hù)單片機(jī)，減少其功耗，在單片機(jī)輸出引腳加入了功率放大的74ALS04，用于增加單片機(jī)的輸出進(jìn)而來驅(qū)動繼電器。 為保護(hù) 光 電耦合器 ， 還 應(yīng)該在三極管和光藕之間加一 個 電阻，以免三極管 被 擊穿后，電流過大，將光 電耦合器 燒壞。 繼電器的驅(qū)動電壓為 12V，采用三極管的目的 是為了放大電流信號以驅(qū)動繼電器。 三 個 繼電器的驅(qū)動電路 如圖 311 所示 : 圖 311 三 個 繼電器的驅(qū)動電路 VS1～ VS3 應(yīng)根據(jù)電動機(jī)的功率大小來選擇電流參數(shù)，一般要取 5倍余量 。近年來電動機(jī)啟動保護(hù)裝置開始向智能化、微機(jī)化、數(shù)字化方向發(fā)展，但目前對電動機(jī)啟動階段的保護(hù)比較單一，一般都采用啟動定時限保護(hù)。 參考 圖 39，單片機(jī)從 CH447L 獲得按鍵代碼的過程是： 圖 39 單片機(jī)從 CH447L獲得按鍵代碼的過程圖 CH447L 具有硬件實現(xiàn)的高速 4線串行接口，包括 4個信號線：串行數(shù)據(jù)輸入線 DIN、串行數(shù)據(jù)時鐘線 DCLK、串行數(shù)據(jù)加載線 LOAD、串行數(shù)據(jù)輸出線 DOUT。 CH447L 的段驅(qū)動引腳串接了電阻 R47～ R54（ 270Ω），用以限制和均衡段驅(qū)動電流，在 5V 電源電壓下，串接 270Ω電阻通常對應(yīng)段電流 10mA。段驅(qū)動引腳 SEG6～ SEG0 分別對應(yīng)數(shù)碼管的段 G～段 A，段驅(qū)動引腳 SEG7 對應(yīng)數(shù)碼管的小數(shù)點，字驅(qū)動引腳 DIG7～ DIG0分別連接 8 個數(shù)碼管的陰極； CH447L 支持掃描極限控制，并且只為有效數(shù)碼管分配掃描時間。 鍵盤編碼 根據(jù)上述 對系統(tǒng)的功能分析，為了使電動機(jī)能適應(yīng)不同階段的數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)設(shè)置了如下 16 個數(shù)字鍵和功能鍵。 讀寫顯示模塊 一 、 鍵盤控制電路 通過查閱大量的有關(guān)鍵盤控制方面的資料，確定單片機(jī)通過 CH447L 讀寫顯示芯片來驅(qū)動 8個陰極數(shù)碼管顯示