【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 出波形，而圖 8 e 為 R、 Y 兩相聯(lián)系輸出的信號(hào)的差，它代表了逆變器輸出的線電壓 UUV。當(dāng)輸出頻率超過(guò)最大值 fM 時(shí)，經(jīng)雙邊調(diào)制后的脈沖已開(kāi)始合并，輸出電壓波由 SPWM 波方向轉(zhuǎn)換，因而輸出電壓不再隨輸出頻率成線性變化，如圖 8 所示。 圖 9 不同分頻數(shù)下 fr 與 f 關(guān)系 圖 10 開(kāi)關(guān)頻率 fr 與輸出頻率 f 的關(guān)系 HEF4752 輸出的 SPWM 波的輸出頻率 f 與開(kāi)關(guān)頻率 fr，決定于頻率控制時(shí)鐘 FCT。如式（ ）所示， FCT 時(shí)鐘輸入經(jīng)載波比 N 的 8 個(gè)值對(duì)應(yīng)的 8 組分頻器分頻后得到。這 8 組分頻器分頻數(shù)分別是 224（對(duì)應(yīng) N=15）、 160、 1180、 5 2 20（對(duì)應(yīng)于 N=168）。圖 9 是開(kāi)關(guān)頻率 fr 與輸出頻率 f 的關(guān)系曲線。必須根據(jù)逆變器開(kāi)關(guān)器件一些的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)限制最高 開(kāi)關(guān)頻率 fma x。當(dāng)所要求的 fmax 決定以后，由式（ ）可確定應(yīng)該輸入的 RCT 時(shí)鐘頻率 fRCT。fma x 一經(jīng)確定， fmin 也就由式（ ）確定。圖 9 中 fr 與 f 的關(guān)系曲線，經(jīng) fr max與 fmin 限制后，如圖 10 所示。在 fma x、 fmin 限制區(qū)的每一根 frf 曲線上標(biāo)明了相應(yīng)的載波比 N。由圖可見(jiàn)，在每一載波比切換點(diǎn)附件，形成一個(gè)“繼電器特性”。這可以避免在切換點(diǎn)上引起開(kāi)關(guān)頻率以及輸出電壓值的不穩(wěn)定現(xiàn)象。表1000 500 20 分頻數(shù) 224 fr/Hz 0 10 20 30 40 50 f/Hz 120 84 60 42 30 21 N=15 frmax frmin 1000 600 fr/Hz f/Hz *********大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 12— 1 給出了切換點(diǎn)詳細(xì)計(jì)算。 表 1 各切換點(diǎn)的開(kāi)關(guān)頻率值 輸出頻率 f/Hz 載波比 N 開(kāi)關(guān)頻率 fr/Hz ～ 168 600～ 1000 ～ 120 600～ 1000 ～ 84 600～ 1000 ～ 60 600～ 1000 ～ 42 600～ 1000 ～ 30 600～ 1000 ～ 21 600～ 1000 ～ 15 600～ 1000 紅外 線遮斷 開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì) [2] 12345678N E 55 51 00 u0 .0 1 uFGNDVDDT X 05 C TVDD2GND3OUTT X 05 C RC10 .0 1 U+ C24 70 UV T 19 01 4R11KR31KVDI N 4 1 48K2R E L A Y S P D TV T 28 05 0+ 12 VR21M 圖 11 紅外線遮斷開(kāi)關(guān) 本電路采用模塊化的紅外線收發(fā)控制電路，具有電路 簡(jiǎn)單，工作可靠、功耗低的特點(diǎn)，可用于自動(dòng)照明、自動(dòng)水龍頭等的控制，還可以用于防盜報(bào)警等監(jiān)控裝置中。 電路組成 本電路由紅外線發(fā)射模塊 TX05C1T、接受模塊 TX05C1R、 NE555 等電路組成，電路原理如圖 11 所示 。 紅外線檢測(cè)模塊 介紹 TX05C1T/R 是一個(gè)對(duì)射式紅外線檢測(cè)模塊，采用數(shù)字編譯碼技術(shù)，當(dāng)遇*********大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 13— 到強(qiáng)光干擾或用光源進(jìn)行解密時(shí)，接收模塊的檢測(cè)電路將發(fā)出報(bào)警，而電路不會(huì)動(dòng)作，這一設(shè)計(jì)使得電路具有較強(qiáng)的抗干擾能力。發(fā)射模塊 TX05C1T 的工作電影為 5~12V，其工作電流分別 為 1 2 50、 70mA，有效作用距離分別為 7m。接收模塊的內(nèi)部電路設(shè)有微功耗穩(wěn)壓電路，其功耗極小，工作電壓為 7~12V，在接收到發(fā)射模塊發(fā)出的信號(hào)并正確譯碼時(shí)，其工作電流為1mA，在譯碼錯(cuò)誤時(shí)，工作指示燈閃爍發(fā)光。發(fā)射和接收模塊的外形尺寸為32mm 46mm 17mm,外部裝有工作指示燈，內(nèi)部原理框圖如圖 12 所示。 CRD I O D EL E D 2L E D 1N P N電源 限流電阻紅外發(fā)射管工作指示編碼電路 a） R?R E S 25V 穩(wěn)壓電源電源輸出端接收譯碼電路工作指示 b） 圖 12 a TX05C1T 內(nèi)部結(jié)構(gòu) b TX05C1R 內(nèi)部結(jié)構(gòu) NE555 定時(shí)器 介紹 [6] 555 定時(shí)器是一種應(yīng)用極為廣泛 的中規(guī)模集成電路。該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器。因而廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。 目前生產(chǎn)的定時(shí)器有雙極型和 CMOS 兩種類型，其型號(hào)分別有 NE555（或5G555）和 C7555 等多種。它們的結(jié)構(gòu)及工作原理基本相同。通常，雙極型定時(shí)器具有較大的驅(qū)動(dòng)能力，而 CMOS 定時(shí)器電路具有低功耗、輸入阻抗高等*********大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 14— 優(yōu)點(diǎn)。 555 定時(shí)器工作的電源電壓很寬，并可承受較大的負(fù)載電流。雙極型定時(shí)器電源電壓范圍為 5~16V,最大負(fù)載電流可達(dá) 200mA； CMOS 定時(shí)器電源電壓范圍為 3~18V，最大負(fù)載電流在 4mA 以下。 圖 13 NE555 定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 555 定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化原理圖如圖 13 所示。它由 3 個(gè)阻值為 5kΩ的電阻組成的分壓器、 兩個(gè)電壓比較器 C1 和 C 基本 RS 觸發(fā)器、放電 BJT T以及緩沖器 G 組成。 定時(shí)器的主要功能取決于比較器，比較器的輸出控制 RS 觸發(fā)器和放電BJT T 的狀態(tài)。圖中 RD 為復(fù)位輸入端，當(dāng) RD 為低電平時(shí)，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，輸出 VO 為低電平。因此在正常工作時(shí)，應(yīng)接高電平。 由圖可知，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，比較器 C1 和 C2 的比較電壓 分別為 2/3VCC 和1/3VCC。 當(dāng) VI1 2/3VCC ， VI21/3VCC 時(shí)，比較器 C1 輸出低電平，比較器 C2 輸出高電平，基本 RS 觸發(fā)器被置 0，放電三極管 T 導(dǎo)通，輸出端 VO 為低電平。 當(dāng) VI1 2/3VCC ， VI21/3VCC時(shí)，比較器 C1 輸出高電平， C2 輸出低電平，基本 RS 觸發(fā)器置 1，放電三極管截止，輸出端 VO 為高電平。 當(dāng) VI1 2/3VCC ， VI21/3VCC 時(shí)，基本 RS 觸發(fā)器 R=1,S=1，觸發(fā)器狀態(tài)不變，電路亦保持原狀態(tài)不變。 由 NE555 構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 由 555 構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及工作波形如圖 14 所示。電源接通瞬間，電路有一個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程，即電源通過(guò)電阻 R 向電容 C 充電，當(dāng) vC 上升到 2/3Vcc時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位， vO 為低電平，放電 BJT T 導(dǎo)通，電容 C 放電，電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 5K5K5KT12345678VoV i cV i 1V i 2V c c RD控制電壓閥值輸入觸發(fā)輸入放電端復(fù)位電源C1C2RS*********大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 15— 若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號(hào)（ vI1/3Vcc），觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，vO 為低電平， T 導(dǎo)通，電容 C 放電，電路恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。 如果忽略 T 的飽和壓降，則 vC 從零電平上升到 2/3VCC 的時(shí)間，即為輸出電壓 vO 的脈寬 tW tW=RCln3≈ a) b) 圖 14 由 NE555 構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 a) NE555 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 b) 工作波形 這種電路產(chǎn)生的脈沖寬度可從幾個(gè)微妙到數(shù)分鐘，精度可達(dá) %。 通常 R 的取值在幾百歐姆至幾兆歐姆之間，電容取值為幾百皮法到幾百微法。由圖 14a 可知，如果電路的暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間內(nèi)，加入新的觸發(fā)脈沖，如圖 14a 中的虛線所示，則該脈沖不起作用，電路為不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)。 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)電路如圖 15 所示 當(dāng) vI 輸入負(fù)向 脈沖后，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，同時(shí) BJT T 導(dǎo)通，電容 C 放電。輸入脈沖撤除后，電容 C 充電，在 vC 未充到 2/3VCC 之前，電路處于暫穩(wěn)態(tài)。如果在此期間，又加入新的觸發(fā)脈沖， BJT T 又導(dǎo)通，電容 C 再次放電，輸出仍然維持在暫穩(wěn)態(tài)。只有在觸發(fā)脈沖撤除后且在輸出脈寬 tW 時(shí)間間隔內(nèi)沒(méi)有新的觸發(fā)脈沖，電路才返回到穩(wěn)定狀態(tài)。在本設(shè)計(jì)的紅外檢測(cè)電路中使用的就是這種由 555 定時(shí)器vI vC vO 2/3Vcc t t t 12345678N E 5 5 5RC VC0 .0 1 u FViVoV c c*********大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 16— 構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)電路。 a） b) 圖 15 由 NE555 構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)電路 a） NE555 構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)電路 b)工作波形 電路工作原理 接收模塊接收到發(fā)射模塊發(fā)出的紅外線信號(hào)并正確譯碼后，其輸出端輸出低電平信號(hào)（小于 ）， V T1 截止，其集電極為高電平，由 NE555 等原件組成的單穩(wěn)態(tài)電路不動(dòng)作。當(dāng)紅外線信號(hào)被人或其他物體遮擋住時(shí)，接受模塊接收不到紅外線信號(hào)，模塊輸出高電平信號(hào)， VT1 導(dǎo)通，集電極出現(xiàn)低電平跳變，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路， NE555 的 3 腳輸出高電平，晶體管 VT2 導(dǎo)通，繼電器吸合，其常開(kāi)觸電接通被控負(fù)載。經(jīng)過(guò)延時(shí)后， NE555 的 3 腳恢復(fù)低電平輸出， VT2 由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗^電器釋放。 本電路應(yīng)采用穩(wěn)壓電源供電，以防電壓波動(dòng)損壞模塊。 tW vI vC vO 2/3Vcc 失落脈沖 t t t 12345678N E 55 5R R10 . 0 1 uFV c cvoVI*********大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 17— 轉(zhuǎn)差頻率控制原 理 及調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)差頻率控制原理 由電機(jī)學(xué)知識(shí)可知 () 其中 22222222222 )( xsrEsxsrEI??????????? 電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)， s1，這時(shí)有 2r? s 2x? 。所以 222 rEsI ???? ， 1cos 2 ?? ， ssmm frfEmCmffrECrEsmCmT ???????? ????????21112222 1??? 當(dāng)采用恒磁通控制方式進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，11fE 近似恒定， m? 近似恒定，這時(shí)有 smfKT? （ ） 其中211rfECK mmm ?? ?近似為一常數(shù)， T 近似地正比與轉(zhuǎn)差頻率 sf 。因此通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)差頻率進(jìn)行控制，就可達(dá)到 控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用增量式轉(zhuǎn)差頻率調(diào)節(jié)方式，轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)為帶有死區(qū)的調(diào)節(jié)器，即 Us(K)=Us(K1)+K1Δ (K)=Us(K1)+ Δ Us(K) () 其中 ???????????????????????????nBnsMnnBnnAnnBsMnAnUKUUKUUKUUKUUUUKU)( ))(s i n ()( )()( 0U s ( K) )()()( KUKUKU nnn ??? ? 式中 Us(K)? —— 控制增量； 2222222222c o s xsrrxsrsr???????????22 co s??ICmT ??*********大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 18— )(KUn? —— 轉(zhuǎn)速誤差； )(KUn? —— 轉(zhuǎn)速給定； )(KUn —— 轉(zhuǎn)速反饋； Us(K) —— 調(diào)節(jié)器輸出，它反映轉(zhuǎn)差頻率。 因 ns fff ??1 ，所以 )(KUs 與 )(KUn 之和反映了頻率 f1，即為頻率指令信號(hào)?？刂平Y(jié)構(gòu)框圖和