【正文】 正向偏離虛地，則運放 A的輸出端的電位將降低，因而光電耦合器的發(fā)光強度將增強，則使其集射極電壓減小，最后使運放 A 的反相端的電位降低，回到正常狀態(tài)。因此， 同一臺智能電動調節(jié)閥可以在一定范圍內具有不同的運行速度和關斷力矩。 當一個氣動調節(jié)閥和電動調節(jié)器配套使用時，可采用電一氣閥門定位器或電一氣轉換器。對于氣體，它接近于等溫絕熱狀態(tài)，偏差取決于氣體的非理想程度 (焦耳一湯姆遜效應 )。在調節(jié)器的低能量級和執(zhí)行流動流體控制所需的高能級功能之間，最終控制元件完成了必要的功率放大作用。整定電流采用數字設定，通過操作面板按鈕來 操作，用戶可以根據自己實際使用要求和保護情況在現(xiàn)場自行對各種參數修正設定，采用數碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，如 ModBUS、 ProfiBUS 等，價格相對高些，用于較重要場合，目前高壓電動機保護均采用智能型。 合理選用電機保護裝置，實現(xiàn)既能充分發(fā)揮電機的過載能力，又能免于損壞，從而提高電力拖動系統(tǒng)的可靠性和生產的連續(xù)性。機械式限位開關精度低，在運行中易松動，可靠性差。 第三章 關鍵技術問題的解決 該電動執(zhí)行機構采用了最新的變頻調速技術，電機驅動功率小于 5． 5kW。位置環(huán)主要根據當前位置與設定位置的差值，通過速度給定發(fā)生器向內環(huán)提供速度的設定值。速度調節(jié)器采用模糊神經網絡控制算法 (具體內容另文敘述 )。采用組態(tài)顯示方式。 寄存器 A UIP：更新周期正在進行位。 晶振控制位 ： DS12887 出廠時，其內部晶振被關掉，以防止鉭電池在芯片裝入系統(tǒng)前被消耗。第二種，在三個定鬧字節(jié)中插入一個或多個不關心碼。 RESET（復位輸出）：當該腳保持低電平時間大于 200ms，保證 DS12887 有效復位。選擇 Intel 時序時， DS 稱作（ RD）， RD與典型存貯器的允許信號（ OE）的定義相同。 (機電一體化只能大流量電動執(zhí)行機構 ) 17 原理及引腳說明 DS12887 內部由振蕩電路，分頻電路，周期中斷 /方波選擇電路， 14 字節(jié)時鐘和控制單元， 114 字節(jié)用戶非易失 RAM，十進制 /二進制累加器，總線接口電路，電源開關寫保護單元和內部鋰電池等部分組成。 DS12887 主要功能簡介 （ 1）內含一個鋰電池，斷電后運行十年以上不丟失數據。 內部集成兩個 RS232C 接收器 。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數據通道。 (6)使用方便制動電路中的 IGBT 導 UM 采用陶瓷絕緣結構，直接安裝在散熱板上；直流輸入 (P、 N)、制動單元輸出 (B)和變頻輸出端子直接用螺釘連接；輸入、輸出控制端子并排成一列，可用通用插座連接。 (2)欠電壓保護每個驅動電路都具有欠電壓 (W)保護功能。導電塑料電位器目前較 (機電一體化只能大流量電動執(zhí)行機構 ) 13 為流行，但它是有觸點的，壽命也不可能很長，精度也不高。 圖 17 單相全橋逆變電路 圖中的逆變全橋由 4 個開關管和 4 個續(xù)流二極管組成 ,工作時開關管在高頻條件下通斷．開關瞬間開關管電壓和電流變大 ,損耗大 ,結溫升高 ,加上功率回路寄生電感、振蕩及噪聲等．極易導致開關管瞬間損壞 ,以往常用分立元件設計開關管的保護電路和驅動電路 ,導致電路龐大且不可靠。為了保證緩沖電路的可靠性 ,可以根據功率大小選擇封裝好的圖 16 所示的緩沖電路。也避免了集電極電壓和集電極電流同時達到最大值。圖 16(a)為單只無感電容器構成的緩沖電路 ,對瞬變電壓有效且成本低 ,適用于小功率 IPM。 (機電一體化只能大流量電動執(zhí)行機構 ) 9 4． 2 軟件 IPM 有故障時． FO 輸出低電平 ,FO 信號通過高速光耦送到控制器進行處理。 PWM信號經過 3態(tài)收發(fā)器后送至 IPM接口電路． IPM的故障輸出信號 FO 經光耦隔離輸出送入與非門。 C1 為 2端與 地 間 的 O ． 1μF 濾 波 電 容 器 ,PWM 隔 離 光 耦 的 要 求 是tPLHO． 8μF,trm0 ． 8μF,CMR10kV ／ μs, 可選用 HCPIA503 型、 HCPIA504 型、PS204l 型 (NEC)等高速光耦 ,且在光耦輸入端接 1 只 O． 1μ 的退耦電容器 (圖中未畫出 )。噪聲干擾將可能誤觸發(fā)內部驅動電路。需要自己設計部分外圍電路。介紹 IPM應用電路設計和在單相逆變器中的應用。短路保護程序可在外接負載大于額 定負載２００％時 ,立即關閉系統(tǒng)。ＳＡ８２８２是英國ＭＩＴＥＬ公司生產的全數字化三相ＰＷＭ發(fā)生器，它頻率范圍寬、精度高，并可與微處理器進行接口 ,同時能夠完成外圍控制功能 ,因而可實現(xiàn)智能化。 EA / VPP： EA = 1 ，訪問內部程序內存當 PC 值超過內 ROM 范圍（ 0FFFH）時，自動轉執(zhí)行外部內存的程序 EA = 0 ， 只訪問外部程序內存。 ⑦ 時鐘電路 :內振、外振 。逆變模塊工作時所需要的直流電壓信號由整流電路對 380V電源進行全橋整流得到 。實際運行表明，該執(zhí)行機構工作穩(wěn)定，性能可靠。現(xiàn)有的國產大流量電動執(zhí)行機構存在著控制手段落后、機械傳動機構多、結構復雜、定位精度低、可靠性差等問題。 學習 單片機、 PWM 波發(fā)生器、 IPM 逆變器、 A/D、 D/A轉換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測和報警電路等 的相 關 理論知識和實踐 操作。該執(zhí)行機構將閥門、伺服 電機 制器合為 一體，采用 8031 技術實現(xiàn)了閥門的動作速度和位置控制，解決了閥門的精確定位、閥門柔性開關、極限位置判斷、 電機 模擬信號隔離等技術問題。筆者設計的大流量電動執(zhí)行機構，采用機電一體化技術，將閥門、伺 腹點 機、控制器合為一體，利用異步電動機直接驅動閥門的開與關。執(zhí)行驅動部分主要包括三相伺報電機和位置傳感器。 ④ 并行輸入 /輸出口（ I / O）（ 32 條） :作系統(tǒng)總線、擴展外存、 I / O 接口芯片 。 3)、控制或復位引腳 ： RST / VPD 兩個機器周期高電平，單片機復位。 SA8282 是專用大規(guī)模集成電路，具有獨立的標準微處理器接口，芯片內部包含了波形、頻率、幅值等控制信息 ＳＡ８２８２的功能特點 ＰＷＭ控制技術是通過控制電路按一定 規(guī)律 來控制開關管的通斷 ,以得到一組等幅而不等寬 的矩形脈沖波形并使其逼近正弦電壓波形。軟啟動決定著系統(tǒng)開機時輸出電壓由低逐漸升高的緩變過程。該功率模塊集功率開關和驅動電路、制動電路于一體，并內置過電流、短路、欠電壓和過熱保護 以及報警輸出，是一種高性能的功率開關器件。 IPM 將輸出故障信號 FO。防止干擾：驅動電源絕緣電壓至少是 IPM極間反向耐壓值的 2 倍 (2Vces)。 Rl 根據控制電路的輸出電流選?。缬?DSP 產生 PWM．則 R1 的阻值可為330Ω 。 4 IPM 的保護電路設計 由于 ， IPM 本身提供的保護電路不具備自保護功能．所以要通過外圍硬件或軟件的輔助電路將內部提供的： FO 信號轉換為封鎖 IPM 的控制信號．關斷 IPM,實現(xiàn)保護。與非門輸出為高電平。 以上 2種方案均利用 IPM 故障輸出信號封鎖 IPM 的控制信號通道．因而彌補了 IPM 自身保護的不足 ,有效地保護了器件。若 同時配合使用圖16(a)所示的緩沖電路。 圖 16 中的電阻值和電容值按經驗數據選?。喝?PM200DSA060 的電容值為0． 221xF0． 47xF,耐壓值是 IGBT 的 1． 1 倍 1． 5 倍 ,電阻值為 10— 20,電阻功率按 P=fCU2xlO6 計算 ,其中 f 為 IGBT 工作頻率 ,u 為 IGBT 的工作峰值電壓。 6 IPM 在單相全橋逆變器中的應用 圖 17所示的單相全橋逆變電路主要由逆變電路和控制電路組成。在傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構 中多采用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。 圖 18 IPM輸出電流和電壓檢測 IPM 的主要特點 ： IPM 是將主開關器件、續(xù)流二極管、驅動電路、過電流保護電路、過熱保護電路和短路保護電路以及驅動電 源不足保護電路、接口電路等集成在同一封裝 (機電一體化只能大流量電動執(zhí)行機構 ) 14 內，形成的高度集成的智能功率集成電路。如果 UM中任意一 IGBT的 C 極電流大于過電流動作電流時間超過 10LLs 時， UM 將軟關斷，并且輸出過電流報警信號。功能是產生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232串 口電平的需要。 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉能力，能夠產生 +10V 和 10V 電壓V+、 V。 DS12887 芯片具有微功耗，外圍接 口簡單，精度高，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，可廣泛用于各種需要較高精度的實時時鐘系統(tǒng)中。 （ 6）有 128 個字節(jié) RAM 單元與軟件接口，其中 14個字節(jié)作為時鐘和控制寄存器， 114 字節(jié)為通用 RAM，所有 RAM 單元數據都具有掉電保護功能。 AD0AD7（雙向地址 /數據復用線）：總線接口，可與 Motorola 微機系列和Intel 微機系列接口。 IRQ（中斷申請輸入）：低電平有效，可作微處理的中斷輸入。時間，日歷和定 鬧字節(jié)是雙緩沖的，總是可訪問的。定鬧中斷的發(fā)生率可編程，從每秒一次到每天一次，周期性中斷的發(fā)生率可從500ms 到 122s 選擇。 DS12887每一秒執(zhí)行一次更新周期，保證時間、日歷的準確。選擇好的抽頭用于產生方波（ SQW 引腳）輸出和周期中斷，用戶可以： （ 1）用 PIE 位允許中斷。 圖 110 程序出格自恢復電路 工作原理為：一旦程序出格， WDO 由高變低，由于微分電路的作用，由 “ 與非 ” 門輸入引腳 2 變?yōu)楦唠娖?，引腳 2 電 平的這種變化使 “ 與非 ” 門輸出一個正脈沖，使單片機產生一次復位，復位結束后，又由程序通過 P1． 0 口向 MAX705的 WDI 引腳發(fā)正脈沖，使 WDO 引腳回到高電平，程序出格自恢復電路繼續(xù)監(jiān)視程序運行 程序出格自恢復電路 為了保證在鏹干擾下程序出格時系統(tǒng)能夠自動地恢復正常，選用 MAX705 組成程序出格自恢復電路，監(jiān)視程序運行。 閥位及速度控制（圖 21）采用雙環(huán)控制方案，其中內環(huán)為速度環(huán)，外環(huán)為 (機電一體化只能大流量電動執(zhí)行機構 ) 21 位置環(huán) 。 圖 22 執(zhí)行機構的典型運行速度 設第 i段速度的變化速率用 k 表示，則有： (機電一體化只能大流量電動執(zhí)行機構 ) 22 式中： Δv －－ 兩段點之間的速度變化值， m/s Δv=v i+1vi Δt=t i+1ti 顯然， 當 ki=0 時為恒速值， ki0 時為升速段， ki0 時為減速段。一旦輸出力矩達到或大于設定的力矩，自動降低速度，以避免閥門內部過度的撞擊，從而達到最優(yōu)關閉，實現(xiàn)過力矩保護。溫度傳感器內置于電機內部。 電子型：檢測三相電流值，整定電流值采用電位器旋鈕或拔碼開關操作，電路一般采用模擬式，采用反時限或定時限工作特性。 調節(jié)閥在現(xiàn)代化工廠的自動控制中，調節(jié)閥起著十分重要的作用，這些工廠的生產取決于流動著的液體和氣體的正確分配和控制。 調節(jié)閥在管道中起可變阻力的作用。閥門改變了流體的流量，使工藝參數達到了期望值。對于較慢的生產過程，如溫度控制或液位控制，閥的動態(tài)特性在可控性方面一般不是限制因素。因此采用LM358 和 4N25 組成了隔離線性放大電路（圖 31）， 177?？傊?，該執(zhí)行機構集測量、決斷、執(zhí)行 3 種功能于一體，順應了電動執(zhí)行機構的發(fā)展趨勢，它的研制成功給電動執(zhí) 行機構的研究開發(fā)提供了新的思路 。 最后，在此衷心的感謝重慶科創(chuàng)職業(yè)學院和那群不知疲倦地老師們。時間雖然過得 很 快，但是在 寫畢業(yè)論文 的 這幾個星期中 ， 還是讓我學到 和感悟到 了很多的 東西。12V 為兩組獨 立的正負電源。 (機電一體化只能大流量電動執(zhí)行機構 ) 26 智能電動調節(jié)閥集微機技術和執(zhí)行器技術于一體，是一種新型的終端控制單元，其電機是通過內部集成的一體化變頻器來控制。在這種情況下，確定閥位所需的能量是由壓縮空氣提供的，壓縮空氣應當在室外的設備中加