【正文】 ， R23， R4， R6， R7， R8 取 1 K? ； R5， R9 取 2 K? 即可實現(xiàn)四 倍放大。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 A1C1R P 1A2R2R3R6R9R7R4R1 R5R8V D 3V D 2V D 1TG+ 5 V+ 5 VUd 圖 速度檢測電路 圖 圖 中 ， R2取 99K? ； R3， R5， R8， R6 取 2 K? ； R1， R4， R7 取 1 K? 即可實現(xiàn) 四 倍放大 。當(dāng)取 1?nR?時 DNf ? （數(shù)字量），這樣可簡化轉(zhuǎn)速給定值 gdN 與反饋 fN 之間的偏差量的求取。 maxn 和 AN 選定后， CPU 從A/D 轉(zhuǎn)換器讀入的轉(zhuǎn)換值成正比。由于使用的頻率為12MHZ 的晶體振蕩器，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)超過 24μ s才能完成復(fù)位操作。而單片機復(fù)位電路設(shè)計的好壞，直接影響到整 個系統(tǒng)工作的可靠性。 AT89C51 單片機允許的振蕩晶體可在 ∽ 24MHz 之間選擇，取 。 鍵盤電路如圖 所示： S0 S 1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S 1 0 S 1 1 S 1 2 S 1 3 S 1 4 S 1 5 4. 7k 4. 7k4. 7k 4. 7k+ 5 VP C 0P C 1P C 2P C 3L E 1 L E 2 L E 3 L E 4 圖 鍵盤電路圖 時鐘電路的設(shè)計 時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。 常見的鍵盤布局如圖 1所示。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。 空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存 存儲內(nèi)容。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 存儲數(shù)據(jù)保存時間為 10 年。 本讀寫器以 AT89C51 為內(nèi)核。泵升電壓為 50v 為則 ? ? ? ?1 4 7 2 . 5 0 . 9 0 . 4 32 2 4 5 0 5 0mfdPItCFUU ??? ? ??? （ ） 取 1C 為 1 F? 、 1200V 的電容， 1R 阻值取 100? (5) 電抗器參數(shù)計算與選擇 對 絕緣柵雙極型晶體 管 直流調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)負(fù)載電流較小，會出現(xiàn)電流斷續(xù)的現(xiàn)象，使電動機的機械特性變軟，影響系 統(tǒng)的靜、動態(tài)性能。另外脈寬調(diào) 速系統(tǒng)的電動機減速或停車時，儲存在電動機和負(fù)載轉(zhuǎn)動部分的動能將由電容器吸收，所以電容量較大（一般容量在幾千瓦系統(tǒng)中，電容要幾千微法）這里選兩個 20xx F? 的電容并聯(lián)使用，使總?cè)萘窟_(dá)到 4000 F? ，電壓按大于 2倍電壓選取。 U5O P T O I S O 1D1D I O D EC1C A PR1R E S 2U1NOTC T R L A+ 5VR4R E S 2R5R E S 2R2R E S 2R3R E S 2R6R E S 2R8R E S 2R9R E S 2R7R E S 2Q1N P NQ2N P NQ3N P ND2D I O D EC5C A P A C I T O R+ 5V 圖 35 光電隔離及驅(qū)動電路 圖 X359 是一個帶有光電隔離器的功率放大電路，電路工作原理如下： 當(dāng) VT 1 為“ 1”時，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通，于是 VT1 與復(fù)合管 VT 2 導(dǎo)通 .VT1 導(dǎo)通使復(fù)合管 VT 3 截止， +5V 電源通過 VT2 和 Rf 輸出一驅(qū)動電流，使 GTR 導(dǎo)通。因為 MOSFET 關(guān)斷后， PNP 晶體管的存儲電荷難以迅速消除，造成漏極電流較長的尾部時間， td(off)為關(guān)斷延遲時間，trv 為電壓 Uds(f)的上升時間。 （ 3） 動態(tài)特性 IGBT 在開通過程中，大部分時間是作為 MOSFET 來運行的，只是在漏源電壓 Uds 下降過程后期， PNP 晶體管由放大區(qū)至飽和，又增加了一段延遲時間。最高柵源電壓受最大漏極電流限制，其最佳值一般取為 15V 左右。 IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓 Ugs 為參變量時，漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線。因此對散熱風(fēng)扇應(yīng)定期進(jìn)行檢查，一般在散熱片上靠近 IGBT 模塊的地方安裝有溫度感應(yīng)器，當(dāng)溫度過高時將報警或停止 IGBT 模塊工作。為此，通常采用雙絞線來傳送驅(qū)動信號，以減少寄生電感。使用中當(dāng) IGBT 模塊集電極電流增大時，所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。 對于 PWM 變換器中的濾波電容，其作用除濾波外，還有當(dāng)電動機制動時吸收運行系統(tǒng)動能的作用。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 轉(zhuǎn)速環(huán)的作用： （ 1）使轉(zhuǎn)速環(huán) n跟隨給定電壓 Un 變化，達(dá)到靜態(tài)無差。 （ 2）啟動時保證系統(tǒng)在也許的最大電流下恒流啟動。 (3) 定頻調(diào)寬法 。如此反復(fù)，則電樞端電壓波形如圖 中所示。顯然靜特性優(yōu)于單閉環(huán)系統(tǒng)。而且工作可靠，能耗小，效率高。靜止可控整流器 和 直流斬波器和脈寬調(diào) 制變換器 ，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置 GT的控制電壓來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變 Ud，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速，且控制作用快速性能好，提高系統(tǒng)動態(tài)性能。而以往直流電動機的控制只是簡單的控制，很難進(jìn)行調(diào)速，不能實現(xiàn)智能化。軌道不平時，輪對與車架的 相對運動發(fā)生在軸箱的滑槽與車架的導(dǎo)軌之間，并依靠彈簧托架起緩沖作用。車架用 彈簧托架支承在軸承箱上。所以選用單片機作為控制系統(tǒng)的核心以提高整個系統(tǒng)的可靠性和可行性。為了提高控制系統(tǒng)的性能和可靠性 。再將 硬件 分成主電路和控制電路分別進(jìn)行 描述。而作為單片嵌入式系統(tǒng)的核心 — 單片機，正朝著多功能、多選擇、高速度、低功耗、低價格、大存儲容量和強 I/O 功能等方向發(fā)展。電氣部分包括：直流串激電動機、控制器、電阻箱、受電弓、空氣自動開關(guān)（架線式電機車）或隔爆插銷、蓄電池（蓄電池電機車）。驅(qū)動輪對有傳動齒輪，電動機經(jīng)齒輪減速后帶動輪對旋轉(zhuǎn)。 礦用電機車的齒輪傳動裝置有兩種型式：一種是單級開式齒輪傳動，另一種是兩級閉式齒輪減速箱。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第二章 方案比較與選擇 系統(tǒng)控制對象的確定 30NP KW? ； 220NUV? ； ? ； 2250 m inNnr? ?？紤]使電路簡單、經(jīng)濟且滿足性 能要求，選擇 IGBT 三相全控橋交流器供電方案。采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行串級聯(lián)接，這樣就可以實現(xiàn)在起動過程中只有電流負(fù)反饋，而它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋不同時加到一個調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，只靠轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不靠電流負(fù)反饋發(fā)揮主要的作用，這樣就能夠獲得良好的靜、動態(tài)性能。 設(shè)直流電源電壓為 Ud ，將電樞串聯(lián)成一個電阻 R，接到電源 Ua ，則穩(wěn)態(tài)電壓方程式為 Ua = Ud Ia R （ ） 顯然，調(diào)節(jié)電阻 R既可改變端電壓，達(dá)到調(diào)速的目的，但這種傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速方法，其效率太低，因此，隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)展了很多新的電樞電壓控制方法，如：由交流電源供電，使用 IGBT整流器進(jìn)行相控調(diào)壓；使用硅整流器將交流點整流成直流電，再由 PWM 降壓斬波器進(jìn)行斬波調(diào)壓等。 T1 保持一定 ， 使 T2 在 0~? 范圍內(nèi)變化 。 則可得到電動機電樞端電壓波形如圖 所示 。為了減少退飽和超調(diào)，采用積分分離的比例積分調(diào)節(jié)算法。主電路如圖33 所示 從圖中可以看出， 380V 電壓經(jīng)過六個二極管的全波整流，變?yōu)橹绷鳌?IGBT 與 MOSFET一樣也是電壓控制型器件，在它的柵極 — 發(fā)射極間施加十幾 V 的直流電壓，只有在 uA級的漏電流流過，基本上不消耗 功率。因此因靜電而導(dǎo)致柵極擊穿是 IGBT失效的常見原因之一。 在安裝或更換 IGBT 模塊時，應(yīng)十分重視 IGBT 模塊與散熱片的接觸面狀態(tài)和擰緊程度。 IGBT 模塊由于具有多種優(yōu)良的特性，使它得到了快速的發(fā)展和普及，已應(yīng)用到電力電子的各方各面。 IGBT 的轉(zhuǎn)移特性是指輸出漏極電流 Id 與柵源電壓 Ugs 之間的關(guān)系曲線。 通態(tài)電流 Ids 可用下式表示： Ids=(1+Bpnp)Imos 式中 Imos —— 流過 MOSFET 的電流。當(dāng)選擇這些驅(qū)動電路時，必須基于以下的參數(shù)來進(jìn)行：器件關(guān)斷偏置的要求、柵極電荷 的要求、耐固性要求和電源的情況。 IGBT 導(dǎo)通時的飽和壓降比 MOSFET 低而和 GTR 接近，飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。整流二極管最高反電壓為： 26 6 1 9 2 4 7 0RMU U V? ? ? ? （ ） 取兩倍裕量，則二極管耐壓應(yīng)可達(dá) 940V。電阻 2R 的額定功率選為 10W，選取 RJ 系統(tǒng)金屬膜電阻。也稱為 Buck 變換器（ Buck Converter） 。其引腳圖如圖 ，各引腳 功能如表 示： P 101P 123P 112P 134P 145P 156P 167P 178R E S E T9R X D10T X D11I N T O12I N T 113T014T115WR16RD17X T A L 218X T A L 119G N D20V c c40P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732E A / V P P31P 2728A L E / P R O G30P S E N29P 2627P 2526P 2425P 2324P 2223P 2122P 2021A T 8 9C 51 圖 AT89C51 引腳 圖 它的特點可歸納為 ： 與 MCS51微控制器產(chǎn)品系列兼容。 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器。 VPD 是備用電源輸入端 30 ALE/PROG ALE 低字節(jié)地址鎖寸允許輸入端。在行線和列線的每個交叉點上設(shè)置一個按鍵。第二步，行線輪流輸出低電平，從列線 PA0PA3 讀入數(shù)據(jù)，若有某一列為低電平，則對應(yīng)行線上有鍵按下。單片機也可使用外部振蕩器脈沖信號，由 XTAL2 端輸入，直接接至內(nèi)部時鐘電路。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動。 + 5 V2 2 P F2 0 0R1 S W 1R21 0 KR S TA T 8 9 C 5 1 圖 上電 復(fù)位電路 圖 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端。本文采用的是 BHL 霍爾電流傳感器。 測速發(fā)電機 A/D 轉(zhuǎn)換器測速的檢測時間，包括 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間、微機執(zhí)行 A/D 轉(zhuǎn)換程序及轉(zhuǎn)向判別、轉(zhuǎn)速測量值運算程序等所經(jīng)歷的時間。如果式中的 Φ 、 r、 R都能保持為常數(shù)，則 U 與 n 之間呈線性關(guān)系。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 AD 轉(zhuǎn)換 電路 圖 310 為 8位分 辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求 其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在 05V之間 芯片轉(zhuǎn)換時間僅為 32μS ，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤 差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強 獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便 通過 DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇 單片機對 ADC0832 的控制原理：正常情況下 ADC0832 與單片機的接口應(yīng)為 4條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、 CLK、 DO、DI 但由于 DO端與 DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用 當(dāng) ADC0832 未工作時 其 CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的電平可任意 當(dāng)要進(jìn)行。圖 中，電位器 RP1 用來改變前置放大器 A1的輸出電壓，經(jīng) A2 與二極管組成的絕對值放大器獲得標(biāo)準(zhǔn)模擬電壓 Ud。 轉(zhuǎn)速反饋值為： RnDnN f ?? ?? （數(shù)字量） 由于分辨率 nR 與轉(zhuǎn)速無關(guān)，所以轉(zhuǎn)速系數(shù) ? 值的確定與 M 法測速相同。 設(shè)考慮到轉(zhuǎn)速超調(diào)時的最高轉(zhuǎn)速為 maxn ， A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)為 AN ， 則測速分辨率為： 12 max?? ANn nR (r/min) () maxn 一