【正文】 功率電機頻繁啟動，其啟動電流大，容易燒毀電機，同時保護作用的接觸開關(guān)也經(jīng)不起大電流的頻繁沖擊。由 表 23 可知此時 555 的輸出端 3 腳的電位為 Vcc。由 表 23可知此時 555 的輸出端 3 腳的電位為 Vcc。 首先，先闡述水位開關(guān)的閉合對芯片的輸出端電位的影響規(guī)律。本設(shè)計通過 Multisim 仿真軟件對控制電路進行仿真，并測定相應(yīng)的電位。 控制電路由兩個 NE555 芯片構(gòu)成， IC1 專門控制 M1 電機電動機， IC2 專 門控制 M2電機電動機。供應(yīng)電壓的范圍是+ 伏特（最小值）至 +16 伏特（最大值）。 Pin 7 （放電） 這 個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為 ON 時為 LOW，對地為低阻抗，當(dāng)輸出為 OFF 時為HIGH，對地為高阻抗。當(dāng)計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下 ,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。它通常被接到正電源或忽略不用。于高電位時的最大輸出電流大約 200 mA 。 Pin 3 （輸出） 當(dāng)時間周期開始 555 的輸出腳位 。 Pin 2 （觸發(fā)點） 這個腳位是觸發(fā) NE555 使其啟動它的時間周期。功能表如表23 所示。 ② NE555 引腳圖 和功能表 NE555 芯片管腳圖如圖 24所示。 ，可直接推動多種自動控制的負載。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。 （ 1） NE555 系列芯片簡介 NE555 是屬于 555 系列的計時 IC 的其中的一種型號， 555 系列 IC的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩(wěn)定度、省 電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而 555 是一個用途很廣且相當(dāng)普遍的計時 IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈沖信號。電路圖如圖 23所示。常用的濾波電容為瓷介質(zhì)電容，這里選擇型號為 X7R（穩(wěn)定型）瓷介質(zhì)電容，其大小為 220? 。 2） 變壓器的容量應(yīng)能保證部分吸合的電器，在啟動其他電器時，仍能可靠吸合，同時又能保證將要啟動的電器也能啟動吸合。本設(shè)計根據(jù)以下兩個原則選用變壓器容量。 由于 整流后的直流實際是脈動的，也就是直流的波形不是平直的， 因此使用 大容量電容并聯(lián)在電路中，在電壓的波峰時儲能，在波谷時放能，使脈動的直流電壓波形接近平直 。 Es 為負半周時，對 D D4加正向電壓， D D4 導(dǎo)通；對 D D3加 反向電壓， D D3 截止。接通電源后，交流電流經(jīng)降壓整流部分，當(dāng)輸入交流電壓 為正半周時，對 D D3 加正 方向電壓， 使得 Dl、 D3導(dǎo)通；對 D D4 加反 方向 電壓，D D4 截止。電路圖如圖 21所示。 第 5 頁 2 單元電路設(shè)計 降壓整流電路設(shè)計 該部分由降壓一個變壓器 TF四個 1N4002 型的二極管構(gòu)成橋式整流電路、一個電容 C3 組成。本設(shè)計使用帶電磁脫扣器的斷路器 QF 做過載和短路保護，使用電流互感器和電流繼電器 并聯(lián) 做斷相保護。 但液面高于最高水位 H4時，浮力開關(guān) 4 閉合， NE555 芯片的復(fù)位端電位從 Vcc 立即降為接近 0V，使得芯片復(fù)位，輸出電壓為 0V，同理可知電機停機。當(dāng)水位達到 H2后（即浮力開關(guān) 2閉合）， NE555 芯片的 2 腳呈高電位， 6 腳呈低電位，此時輸出端狀態(tài)保持，仍呈高電位，電機保持運轉(zhuǎn)。為了敘述方便，以下 6腳呈高電位是指輸入電壓呈 31 Vcc和 32 Vcc。同樣 ， 在每個部分電路與電源直接相接處串聯(lián)保險絲以保護設(shè)備。在每個部分電路與電源直接相接處串聯(lián)保險絲以保護設(shè)備。 （ 3） 電機控制電路：此部分電路中配置熔斷器開關(guān)和交流接觸器線圈來實現(xiàn)相應(yīng)其他電路對所控制電機的啟動與停機以及備用電機的啟動。 （ 2） 電機保 護電路：電機有三臺，兩臺為主電機，一臺為備用電機。電機控制電路則直接從高壓端與電網(wǎng)中的兩相連的降壓變壓器獲取 220V電壓。 開關(guān)兩端分別與電源正極和 555 芯片管腳連接。 所以采用小功率 中間 繼電器作為兩者的紐帶。其信號端與水位 開關(guān) 電路相連，輸出端與繼電器線圈相連。 為控制電路提供穩(wěn)定的直流電。首先在弱電部分電路按功能 劃分后每部分的 實現(xiàn)方式如下： （ 1） 降壓整流電路：采用降壓變壓器從 220V市電中取得電能。故 采用 金屬不銹鋼等抗腐蝕材料， 和 利用浮力原理 控制 導(dǎo)線閉合的低壓器件作為檢測端口。但對于電機故障和備用電機的投切問題，可以在電機控制部分配置交流接觸器結(jié)合熔斷器來實現(xiàn)該要求。那么弱電部分可以從 220V 市電中采用降壓變壓器取得電能，強電 的 控制部分可以使用直接從與電機連接的三相電源中引出兩相與降壓變壓器高壓端相連的方式獲得 220V 電壓。在眾多芯片中采用 NE555 芯片構(gòu)成 RS 觸發(fā)器作為控制部分的核心。 水位（低到高 H1～ H4）與電機的開與關(guān)的 具體 關(guān)系如表 11所示。水位控制器是運用電力電子相關(guān)技術(shù)完成水位的檢測和控制電機的啟動與關(guān)閉，以及故 障電機的保護和備用電機的投入等一系列自動化工作。強電部分由熔斷器、交流接觸器（ KM）和電機等設(shè)備構(gòu)成。弱電部分由 降壓整流電路、 555 觸發(fā)電路（ NE555）、繼電器 （ KA）和浮力開關(guān)等 組成。本課程要求運用數(shù)字電子技術(shù)等知識設(shè)計一臺水位控制器。 但是由于知識和能力有限， 其中有諸多不完善之處 還需 改善。課程設(shè)計相對以往的課堂教學(xué)對我們提出更高的要求，需要基于所學(xué)或?qū)⒁獙W(xué)的專業(yè)知識進行靈活運用，并最終形成一個完整的產(chǎn)品。本文為課程設(shè)計的說明書，其主要介紹了本設(shè)計是如何運用數(shù)字電子及其他相關(guān)技術(shù)實 現(xiàn)水位的控制，并詳細介紹了各功能塊的實現(xiàn)方式和原理，以及所用到的元器件等?；趯?555 芯片和低壓繼電器的學(xué)習(xí)和了解，本設(shè)計采用 NE555 芯片結(jié)合繼電器和接觸器及浮力開關(guān)來實現(xiàn)水位的檢測與對電機的自動控制和保護。格式（另附）參考論文。 二、成果 設(shè)計說明書，不少于 6000字， 用 A4紙裝訂打印。 此處加入您的學(xué)校的 LOGO 電子技術(shù)課程設(shè)計 題 目 簡易水位控制器 學(xué)院名稱 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 學(xué)生姓名 年 月 日 簡易水位控制器（二周） 一、 設(shè)計任務(wù)與要求 簡便水塔水位控制器具有四個水位檢測輸入，由低到高分別為 HH H H4； 380V 交流驅(qū)動功率為 10KW的電機電動機分別為 M M2；控制器根據(jù)水位狀態(tài)控制電機工作。 控制要求 （ 1）水位檢測，要求不受長期水泡工作環(huán)境影響； （ 2）當(dāng)水位低于 H1 時， M1與 M2 同時工作；當(dāng)水位高于 H4 時， M1 與 M2同時停機； （ 3）當(dāng)水位由 H1 上升到 H3 時，關(guān)掉 M1； （ 4）當(dāng)水位由 H4 下降到 H2 時，打開 M1； 備用泵控制要求 當(dāng)兩臺工作電機任一臺發(fā)生故障時，應(yīng)能檢測出故障，并使備用電機投入工作，備用電機投入后，對故障電機有相應(yīng)指示。設(shè)計電路總圖一張，用 PROTEL軟件繪圖。另附 三、主要參考文獻 [1] 彭介華 . 電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo) [M]. 北京：高等教育出版社， 1997 [2] 康華光，數(shù)字電子技術(shù)，北京：高等教育出版社， [3] 電機拖動等， 目 錄 摘要 ...................................................... 1 引言 ...................................................... 2 1 系統(tǒng)概述 ................................................. 2 任務(wù)分析與設(shè)計方案確定 ................................................ 2 功能塊的劃分與實現(xiàn)方式 ..................