【正文】 AIN_0,1 迷你型 BNC 為模擬電壓輸入端。 J22 VREF 接線端。 J16, J18 端口 2 3 connectors。 按串口中所設(shè)定的數(shù)值使電機進入所要求的工作狀態(tài)即所要求的轉(zhuǎn)速 按串口決定工作模式 機械效率實驗 潤滑實驗 耐久性實驗 齒輪磨損實驗 采樣時間到？ N Y 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 39 圖 C8051F060 目標板 圖 C8051F060 目標板資料 J9 連接至 UART0 接收引腳 ()。 J4 連接 JTAG 在片調(diào)試器。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 37 圖 程序運行時串口中的數(shù)據(jù)流動圖 單片機軟件設(shè)計 單片機程序框圖如圖 系統(tǒng)初始化： 系統(tǒng)時鐘初始化 系統(tǒng)串口初始化 定時器初始化 系統(tǒng) I/O 口初始化 D/A 初始化 PCA 模塊初始化 開始 開中斷 關(guān)看門狗 掃描串口 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 38 圖 單片機程序框圖 單片機軟件采用 C語言編寫，由 Silicon Laboratories IDE 編譯器編譯，本設(shè)計需購買 cygnal(新華龍 )公司的 C8051F060 開發(fā)板，開發(fā)板如圖 ，目標板上的資料如圖 。 潤滑試驗，耐久性試驗和齒輪磨損試驗都是在圖 的參數(shù)輸入界面，和機械效率實驗唯一不同的是在實驗進程中，不用顯示效率和轉(zhuǎn)矩，只顯示時間和轉(zhuǎn)速，實驗結(jié)束后由人工打開變速器用肉眼觀察。實驗進程如圖 。根據(jù)試驗?zāi)康模O(shè)計 VB 界面如圖 。 圖 JN338 與單片機的連接 本章小結(jié) 本章在閉式功率流變速器實驗臺控制系統(tǒng)設(shè)計的原理基礎(chǔ)上，選擇了此實驗臺的硬件部分，包括電動機的選擇，單片機的選擇，變頻器的選擇，鎖存器的選擇，傳感器的選擇以及通信硬件 RS232 的 DB9 以及電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 的選擇。＝ 1KΩ，現(xiàn)選擇電阻為 500Ω，則發(fā)光二極管中通電電流為： 247。 104PF,VCC 為電源正，為＋ 5V。 4 光電隔離器的選擇 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 29 JN338 轉(zhuǎn)矩傳感器輸出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速信號經(jīng)光電隔離后送入單片機系統(tǒng)；通過光電隔離既能將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號電平轉(zhuǎn)換成 TTL 電平信號，又能提高單片機的抗干擾能力。 RS232 OUTPUTS 端口：是把 TTL 或 CMOS 的信號轉(zhuǎn)為 RS232 的信號輸出，輸出為正負 12V 到電腦。 上位機的串口為 DB9 的 9 針串口，各引腳號見圖 ，各引腳功能見表 。 當(dāng) OE 為低時，若 LE 為高，則輸出 Q 與輸入 D直通， 若 LE 為低，則輸出 Q 為上一次的輸出值。 圖 轉(zhuǎn)矩值與輸出頻率值對應(yīng)曲線 JN338 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器實物見圖 圖 JN338 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器實物 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 27 鎖存器的選擇 因本設(shè)計有四路顯示驅(qū)動電路，共需發(fā)光二級管 LED（采用共陰級類型）個數(shù)為： 3（顯示效率用）＋ 3（顯示時間用）＋ 3（顯示轉(zhuǎn)矩用）＋ 4（顯示轉(zhuǎn)速用）＝ 13。 下面給出轉(zhuǎn)矩測量計算公式。 (5) 轉(zhuǎn)矩傳感器的信號輸出 JN338 轉(zhuǎn)矩傳感器信號輸出形式如下： 1) 零轉(zhuǎn)矩： 10KHz177。 1V 的強信號，再通過 V/F 轉(zhuǎn)換器 LM331變換成頻率信號，此信號通過信號環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器，從旋轉(zhuǎn)軸傳遞至靜止的次級線圈，再經(jīng)過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、整形后即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號輸出。 5V 的直流電源電壓。電路板上包含整流穩(wěn)壓電源，儀表放大電路及 V/F 變換電路。 根據(jù)表 ，選擇 200 規(guī)格的 JN338 轉(zhuǎn)矩傳感器。 傳感器的主要技術(shù)參數(shù)及規(guī)格參數(shù) JN338 轉(zhuǎn)矩傳感器的主要技術(shù)參數(shù)和產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)分別見表 和表 。 JN338 轉(zhuǎn)矩傳感器被廣泛應(yīng)用于電動機、內(nèi)燃機、風(fēng)機、水泵、攪拌機、卷揚機、 鉆探機械等眾多的旋轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)中，此外，在近年來興起的數(shù)控機械加工中心及自動機床等機電一體化設(shè)備中也獲得了廣泛的應(yīng)用。 多功能運行信號輸出端 M M2──繼電器輸出端； P1～ P4──晶體管輸出端。 輸入控制端 :S1S12為多功能輸入控制端，具體功能均可通過功能預(yù)置來設(shè)定。 主電路圖 輸入端：容量小于 31KVA（配用 15KW 電動機）的變頻器，輸入線的標志為 R、 S、T，接電源進線。 100 腳 TQFP 和 64 腳 TQFP 封裝； 溫度范圍： 40176。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 存儲器 (1) 4352 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM（ 4K + 256） ； (2) 64KB FLASH；可以在系統(tǒng)編程，扇區(qū)規(guī)模為 512 字節(jié)； (3) 外部 64KB 數(shù)據(jù)存儲器接口，可編程為非復(fù)用方式。 (5) 電壓基準； (6) 精確 VDD 監(jiān)視器和欠壓檢測器。 LSB INL，保證無失碼； ③ 可編程轉(zhuǎn)換速率，最大 1 Msps； ④ 可作為兩個單端或一個差分轉(zhuǎn)換器； ⑤ 直接存儲器存取；數(shù)據(jù)存儲器到 RAM 中，不需額外軟件開銷； ⑥ 數(shù)據(jù)相關(guān)窗口中斷發(fā)生器； ⑦ 內(nèi)建溫度傳感器。 圖 電機的平衡點 圖中 T1──額定轉(zhuǎn)矩； Ts──啟動轉(zhuǎn)矩； Tk──臨界轉(zhuǎn)矩，又稱顛覆轉(zhuǎn)矩。 (1η )=100179。 179。 T24＝ T26 為變速器的最大轉(zhuǎn)矩檔位，即一檔時的機械特性曲線。 本章小結(jié) 本章分別從電機的轉(zhuǎn)速控制、電機的運轉(zhuǎn)時間和電機的轉(zhuǎn)向三個方面闡述了閉式功率流變速器實驗臺控制系統(tǒng)的工作原理，其中電機的轉(zhuǎn)速控制是本設(shè)計的控制主要工作，因此本章結(jié)合變頻器主電路圖的工作原理較詳細的說明了其控制方案，同時也從總體上闡述了電機的運轉(zhuǎn)時間控制和轉(zhuǎn)向控制的原理。 要使磁通量保持近似恒定 ,就要使 Ku=Kf () 圖 含用等寬載波的脈寬調(diào)制波形 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 為此，可采用脈 寬調(diào)制信號（ PWM）來同時滿足調(diào)頻時調(diào)壓，含用等寬載波的脈寬調(diào)制波形如圖 。 由于在阻抗上產(chǎn)生的壓降相對于加在繞組端的電源電壓 U很小，如果略去的話，則式 ()可簡化成 U≈ E () 這說明可以用加在繞組端的電源電壓 U來近似地代替 E。此時，如果外負載不變時， I2不變，由式 ()可知， I的增加將使 I1增加，也就是使磁通量 Φ 增加；根據(jù)式（ ）， Φ 的增加又使 E增加，達到一個新的平衡點。 變頻與變壓 根據(jù)電機學(xué)理論，交流異步電動機的定子繞組的反電動勢是定子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場磁力線的結(jié)果，其有效值可由下式計算 E＝ KfΦ () 式中 K── 與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)； f── 電源頻率； Φ──磁通 。 在 t6 時間段， T T T5 這 3只逆變管導(dǎo)通，電機線圈電流的方向是從 B 到 R和從 B 到 Y，得到線電壓為 UBR 和－ UYB。 在 t2 時間段， T T T6 這 3只逆變管導(dǎo)通，電機線圈電流的方向是從 R 到 Y從 R到 B，得到線電壓為 URY 和－ UBR。 （ b）是各逆變管的時序 ,其中深色部分表示逆變管導(dǎo)通?？墒钱?dāng)逆變開關(guān)管關(guān)斷時，該電阻又會阻止電容的充電，為了解決這個矛盾，在電阻兩端并聯(lián)二極管 D13～ D18，使電容在充電時 .避開電阻 ,通過二極管充電，在放電時，通過電阻放電，實現(xiàn)緩沖功能。另外 .當(dāng)電動機制動時，續(xù)流二極管為再生電流提供通道，使其回流到直流電源： 電阻 R1～ R電容 C1～ C二極管 D13～ D18 組成的緩沖電路，來保護逆變開關(guān)管。制動時 .通過控制電路使開關(guān)管 Tc 導(dǎo)通，形成放電通路。所以放電的時間較長 (數(shù)分鐘），幾百伏的高電壓會威脅人員安全，因此，在維修時 ,要等指示燈熄滅后進行。當(dāng)變頻器通電時，瞬時沖擊電流較大 ,為了保護電路元件，加限流電阻 Ra。它是變頻器常用的最基本的格式。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 主電路和逆變電路的工作原理 變頻凋速實質(zhì)上是向交流異步電動機提供一個頻率可控的電源。矢量控制的思路是：設(shè)法在三相交流異步電動機上模擬直流電動機控制轉(zhuǎn)矩的規(guī)律。由于計算機的產(chǎn)生 .以及近 20 年來新型快速的電力電子元件的出現(xiàn) .才使得交流異歩電動機的調(diào)速成為可能，并得到迅速的普及。 電機轉(zhuǎn)速控制原理 本設(shè)計要用到大轉(zhuǎn)矩，大功率的電機，故選用三相異步交流電機。 課題研究技術(shù)路線 本次設(shè)計的技術(shù)路線可用圖 來表示。 先進汽車變速器性能試驗裝置的類型及特點 目前比較先進的變速器性能試驗裝置是電功率流封閉變速器試驗臺。不宜進行大功率加載試驗，目前它適用于科研、教學(xué)和小型生產(chǎn)廠，例如吉林大學(xué)汽車試驗室、哈爾濱齒輪廠研發(fā)部等。 上述四種負載裝置中，目前應(yīng)用最多的是電渦流測功機和電力測功機。國內(nèi)外變速器總成效率試驗臺的形式很多，但就其功率循環(huán)的方式而言，傳統(tǒng)的汽車變速器試驗臺的形式主要分為以下幾種，即開式試驗臺和機械封閉式試驗臺，開式試驗臺與機械封閉式試驗臺相比較而言各有各的優(yōu)點和缺點 ,現(xiàn)分別介紹如 下： 開式功率流變速器試驗臺 常見的開式功率流汽車傳動系零部件試驗臺由驅(qū)動裝置、加載裝置、測量裝置，被試裝置等四部分組成。建立工程車輛變速箱齒輪傳動試驗臺，可以加強齒輪傳動特性研究，性能驗證及效率測試等。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 汽車變速器性能試驗臺的發(fā)展概況 隨著工程車輛工業(yè)的迅猛發(fā)展，變速箱以其傳動比固定，傳動力矩大，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，成為工程車輛的關(guān)鍵性傳動部件之一。 (6) 變速器單對齒輪疲勞試驗 實驗?zāi)康氖窃谝?guī)定的條件下測定變速器齒輪的彎曲疲勞壽命和接觸疲勞壽命。因為如果設(shè)計出一臺能夠試驗所有變速器的損壞形式的實驗臺，困難是非常大的，通常變速器的損壞試驗包括以下幾種： (1) 變速器效率實驗 主要用于衡量變速器性能、標志著變速器功率損耗的多少。此外，還應(yīng)滿足效率高、噪聲低、體小質(zhì)輕、制造容易、成本低等。 在汽車的傳動系中， 變速器起著非常重要的作用。因為這種方法要耗費太多的人力、物力和財力，且周期長，見效慢，明顯不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車發(fā)展的節(jié)奏。 雖然我國建國較晚，同時又受到世界上一些國家的封鎖造成我國汽車工業(yè)相對落后世界先進水平，同時我們也面臨著起步晚，經(jīng)驗不足，資金缺乏和技術(shù)落后等一系列困難，造成了我國汽車工業(yè)還仍然處于不完善狀態(tài)。得到了各國政府和企業(yè)家的重視，很多國家都把汽車工業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)，汽車工業(yè)的競爭也越來越殘酷，對技術(shù)和質(zhì)量的要求也越來越高。在我國，從1953 年第一汽車制造廠動土興工到現(xiàn)在，汽車工業(yè)的發(fā)展有了 50 年的歷史了。 Serial munication。s drive train because of its merits such as fixed ratio, t he big driving moment, pact structure and so on . Gear drive’s effi ciency influences the power, efficiency and emission of entire vehicles and so on. At present, transmission39。 本課題的研究方法是在已做出的物理結(jié)構(gòu)及查閱資料的基礎(chǔ)上，按照上下位機的結(jié)構(gòu)，上位機為 PC 機，負責(zé)控制模式的選擇，參數(shù)的設(shè)定，及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、時間、轉(zhuǎn)向和運算結(jié)果的顯示。齒輪傳動效率影響整個工程車輛的動力性，經(jīng)濟性和排放性等。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 閉式功率流變速器試驗臺 控制系統(tǒng)設(shè)計 The Graduation Design for Bachelor39。目前，國內(nèi)外大多將變速箱安裝在試驗臺上進行試驗，試驗臺主要分兩種形式，一種是采用開式功率流變速器試驗臺，它的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，試驗方法簡單，通用性好，但是由于需要采用原動機作為驅(qū)動電機來驅(qū)動，造價高，耗電量大。下位機采用 C8051F060 單片機，負責(zé)傳感器信號的監(jiān)測、電機驅(qū)動、多路顯示等。s expe riments are mostly carried on test platform both in home and abroad, the test platform can ma inly divided in two forms, one kind is open text platform which uses the power flowing