【文章內(nèi)容簡介】 繼電器對 排氣扇進行驅動。 在客戶的設計要求可以看出 ,對方使用的干衣機的 額定 工作電流大概有 10A 左右。所以在檢測電流的時候 ,電流檢測部分只需要 選用 穿心 式 電流 互感線圈。干衣機電源線的電流檢測到 1A 左右就可以證明干衣機在啟動了 ,而當 電流傳感器 穿心電流低于 1A 的時候 ,干衣機就停止工作了。因此選擇好的線圈和設計出色的處理電路是本設計的重點和難點。 本設計系統(tǒng)是開環(huán)系統(tǒng)。它由這幾部分組成的：檢測電流模塊，處理信號模塊， 4 和執(zhí)行器模塊。由下圖可以得知其相互關系。 當 干衣機開啟 的時候 ,電流通過電源 線電 流 處 理 電 路處 理 輸 出 開 關 信 號模 塊繼 電 器 模 塊排 氣 扇干 衣 機 電 流 檢 測 圖 21 總體方案框圖 5 電流互感器介紹 電力系統(tǒng)中廣泛采用的是電磁式電流互感器 (以下簡稱電流互感器 ),它的工作原理和變壓器相似。電流互感器的特點是 : (1) 一次線圈串聯(lián)在電路中 ,并且匝數(shù)很少 ,因此 ,一次線圈中的電流完全取決于被測電路 的負荷電流。而與二次電流無關 。 (2) 電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小。電流互感器一、二次額定電流之比 ,稱為電流互感器的額定互感比 : 21 InInkn ? （ 21） 因為一次線圈額定電流 In1 己標準化 ,二次線圈額定電流 In2 統(tǒng)一 為 5(1 或 0。5)安 ,所以電流互感器額定互感比亦已標準化。 kn 還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數(shù)比 ,即 21 / NNkn ? （ 22） 式中 N N2 為一、二線圈的匝數(shù)。 電流互感器的作用就是用于測量比較大的電流。電流互感器是電力系統(tǒng)中很重要的一個一次設備 ,其原理是根據(jù)電磁感應原理而制造的。它的一次線圈匝數(shù)很少 ,通常采用單匝線圈 ,即一根銅棒或一根銅排。二次線圈主要接測量儀表或繼電器的線圈。電流互感器的二次側不能開路運行 ,當二次側開路時 ,一次側的電流主要用于激磁 ,這樣會在二次側感應出很高的電壓 ,從而危及二次設備和人身的安全 ,也會造成電流互感器燒毀。它的主要作用是 : 將很大的一次電流轉變?yōu)闃藴实?5 安培 。 為測量裝置和繼電保護的線圈提供電流 。 對一次設備和二次設備進行隔離。 1. 普通電流互感器結構原理 電流互感器的結構較為簡單 ,由相互絕緣的一次繞組、 二次 繞組、鐵心以及構架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同 ,一次繞組的匝數(shù) (N1)較少 ,直接串聯(lián)于電源 線路中 ,一次負荷電流 ()通過一次繞組時 ,產(chǎn)生的交變磁通感應產(chǎn)生按比例減小的二 次電流 。二次繞組的匝數(shù)較多 ,與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷串聯(lián)形成閉合回路。穿心式電流互感器 6 結構原理 穿心式電流互感器其本身結構不設一次繞組 ,載流 (負荷電流 )導線由 L1 至L2 穿過由硅鋼片搟卷制成的圓形 (或其他形狀 )鐵心起一次繞組作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上 ,與儀表、繼電器、變送器等電流線圈 的二次負荷串聯(lián)形成閉合回路。由于穿心式電流互感器不設一次繞組 ,其變比根據(jù)一次繞組穿過互感器鐵心中的匝數(shù)確定 ,穿心匝數(shù)越多 ,變比越小 。反之 ,穿心匝數(shù)越少 ,變比越大 ,額定電流比 I1/n。式中 I1 穿心一匝時一次額定電流 。n 穿心匝數(shù)。 本設計的電流互感器是采用穿心式的。 穿心式電流互感器是一種常見的電工器件，其接線簡單，安裝方便，廣泛應用于計量、檢測及保護線路中。使用中如果稍不注意，會引起極大誤差而造成計量不準，保護失靈，而發(fā)生電氣事故，因此要注意使用方法。電流互感器的變流比要滿足負荷電流的需要，正常負荷電流應為電 流互感器一次額定電流的 1/3～ 2/3。最好選用準確度等級為 或 的電流互感器。 穿心時，一次回路標有“ L1”或“ +”的接線柱應接電源進線，標有“ L2”或“ — ”的接線柱應接出線。二次回路標有“ K1”或“ +”的接線柱要與電能表電流線圈的進線端連接，標有“ K2”或“ — ”的接線柱要與電能表的出線端連接。 穿心式電流互感器使用的關鍵是穿心匝數(shù)必須正確，不但要看銘牌上標明的變流比，還要看穿心的匝數(shù)。穿心匝數(shù)等于穿心一匝時的一次側電流與采用變流比對應的一次側電流之比。電流互感器二次回路的“ K2”或“ — ”的 接線柱、外殼和鐵芯都必須可靠接地。 21：電流互感器結構圖 7 3. 硬件設計 因為干衣機的電流最大能到 15A，而且市場上只有 20xx 匝和 4000 匝可以選用，因此本設計選用了 20xx 匝硅鋼片的電流互感線圈。 電流互感線圈輸出是交流信號，要準確控制其他交流用電器需要將交流信號進行整流。為了整個系統(tǒng)的簡潔性，所以驅動排氣扇選用的是交流電磁繼電器。因而設計一個電流互感器驅動交流電磁繼電器的電路。因此電路可以分為這幾部分： 1. 整流電路； 2. 穩(wěn)壓電路； 3. 驅動電路。 4. 電磁繼電器 整流電路分析和設計 整流 電路 是一種將 交流電 轉換成 直流電 的 電路。而整流電路可以分為半波整流和全波整流。本設計為了準確控制繼電器，因此使用了全波整流電路。 由圖 31 可看出，電路中采用四個二極管，互相接成橋式結構。利用二極管的電流導向作用，在交流輸 入電壓 U2 的正半周內(nèi)，二極管 D D3 導通， D D4截止，在負載 RL 上得到上正下負的輸出電壓；在負半周內(nèi)，正好相反， D D3 截止， D D4 導通，流過負載 RL 的電流方向與正半周一致。因此，利用電流互感器的一個副邊繞組和四個二極管，使得在交流電源的正、負半周內(nèi)，整流電路的負載上都有方向不變的脈動直流電壓和電流。橋式整流的名稱只是說明電路連接方法是橋式的接法，橋式整流二極管：大家常用的一般是由 4 只單個二極管封裝在一起的元件，取名橋式整流二極管 ,整流橋或全橋二極管。 關于整流二極管的選用，應該選用那些流過二 極管電流平均值和它所承受的31 整流電路分析及其伏安圖 8 最大反向電壓來選擇二極管型號。 本設計采用了二極管 1N4007。它是低的反向漏電流的普通塑封整流二極管，具有較強的正向浪涌承受能力。它的最大正向平均整流電流： ， 最高反向耐壓：1000V， 工作溫度：－ 50℃ ～ +150℃。又因為本設計的電流互感器是 20xx 匝的線圈，所以當穿心電流為 15A 的時候，次級線圈的電流為 左右。因此選擇 1N4007是比較合適的。 驅動電路 為了能驅動繼電器和選擇和適合的穩(wěn)壓電路，作者先選擇驅動電路。繼電器是交流繼電器，因此可以選擇場效應管來進行 對交流電流進行通斷。 場效應晶體管是一種通過電場效應控制電流的電子元件。它依靠電場去控制導電溝道形狀，因此能控制半導體材料中某種類型載流子的溝道的導電性。 N 溝道 MOS