【正文】 。R/W、AS、DS：用于“R/W”模式，分別接收讀/寫、地址、數(shù)據(jù)指令。CS：片選引腳。MUX：用于總線選擇。復(fù)位后，寄存器的INH、CR、WTE和RST各位為0。 SETTRIP：通過該引腳，可以快速關(guān)斷全部SPWM信號(hào)輸出，高電平有效。SA4828采用28腳的DIP和SOIC封裝。它既可以單獨(dú)使用，也可以與大多數(shù)型號(hào)的單片機(jī)接口。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用的便是SA4828 三相SPWM波控制芯片。為了使單片機(jī)從這一沉重的負(fù)擔(dān)中解脫出來，近些年來，一些廠商推出了專用于生成三相或單項(xiàng)SPWM波控制信號(hào)的大規(guī)模集成電路芯片，如HEF475SLE45SA4828等。過去通常的作法是：對(duì)計(jì)算做一些簡(jiǎn)化，并事先計(jì)算出交點(diǎn)坐標(biāo)，將其制成表格，使用時(shí)進(jìn)行查表調(diào)用。因此，在每一次調(diào)整時(shí)，都要重新計(jì)算交點(diǎn)的坐標(biāo)。正弦波的頻率和扶植時(shí)刻控制的，改變正弦波的頻率，就可以改變輸出電源的頻率，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；改變正弦波的幅值，也就改變了正弦波與載波的交點(diǎn)，使輸出脈沖系列的寬度發(fā)生變化，從而改變了輸出電壓。產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制波SPWM的方法是：用一組等腰三角形波與一個(gè)正弦波進(jìn)行比較，如圖所示，其相等的時(shí)刻（即交點(diǎn)）作為開關(guān)管“開”或“關(guān)”的時(shí)刻。我們把這樣的波稱為正弦脈寬調(diào)制波，簡(jiǎn)稱SPWM波。但是，雖然實(shí)現(xiàn)了變頻與變壓，可是逆變電路輸出的電壓波形仍然是一組矩形波，而不是正弦波，仍然存在許多高次諧波的成分，因此還要進(jìn)行改變。則等寬脈沖的占空比α為α=t1/（t1+t2）調(diào)節(jié)占空比α，就可以調(diào)節(jié)輸出的平均電壓；調(diào)節(jié)PWM波的頻率1/T，就可以改變電源頻率，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。怎樣實(shí)現(xiàn)變頻的同時(shí)也變壓？我們采用的方法是脈寬調(diào)制（PWM）。由于阻抗上產(chǎn)生的壓降相對(duì)于加在繞組端的電源電壓U很小，可略去。由于電動(dòng)機(jī)的磁通容量與電動(dòng)機(jī)的鐵芯大小有關(guān)，通常在設(shè)計(jì)時(shí)與達(dá)到最大容量，因此，當(dāng)磁通量增加時(shí)，將產(chǎn)生磁飽和，造成實(shí)際磁通量增加不上去，產(chǎn)生電流波形畸變，削弱電磁力矩，影響機(jī)械特性。為了使輸出的波形接近正弦波，可采用正弦脈寬調(diào)制波。 逆變輸出線電壓波形因此，只要按圖的規(guī)律控制6只逆變管的導(dǎo)通和關(guān)斷，就可以把直流電逆變成矩形波三相交流電；而絕、形波三相交流電的頻率可在逆變是受到控制。線電壓URY、UYB、。 在t5時(shí)間段，TTT4這3只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從Y到R和從B到R，得到的線電壓為URY和UBR。 在t3時(shí)間段，TTT6這3只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從R到B和從Y到B，得到的線電壓為UBR和UYB。 電路簡(jiǎn)圖和逆變管通斷時(shí)序在t1時(shí)間段,TTT5這3只逆變管導(dǎo)通，電機(jī)線圈電流的方向是從R到Y(jié)和從B到Y(jié)（設(shè)從R到Y(jié)、從Y到B、從B到R為正方向），得到線電壓為URY和UYB。（b）是各逆變管導(dǎo)通的時(shí)序，其中深色部分表示逆變導(dǎo)管。為了解決這個(gè)矛盾，在電子兩端并聯(lián)二極管（D13～D18），使電容在充電時(shí)，避開電阻，通過二極管充電，在放電時(shí)，通過電子放電，實(shí)現(xiàn)緩沖功能。所以增加電阻（R1～R6），限制電容的放電電流。由于開關(guān)管在開通和關(guān)斷時(shí)，要受集電極電流Ic和集電極與發(fā)射極間電壓VCE的沖擊，如圖所示，因此要通過緩沖電路進(jìn)行緩解。另外，當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，續(xù)流二級(jí)管為再生電流提供通道，使其回流到直流電源。逆變管可以選擇絕緣柵雙極晶體管IGBT、功率效應(yīng)管MOSFET。制動(dòng)時(shí)，通過控制電路使開關(guān)管Tc導(dǎo)通，形成放電通路。電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)過程中處于發(fā)電狀態(tài)，由于電路是處在斷開情況下，增加的電能無處釋放，使電路電壓不斷升高，將會(huì)損壞電路元件。濾波電容Cr容量通常很大；所以放電的時(shí)間較長（數(shù)分鐘），幾百伏的高電壓會(huì)威脅人員安全，因此，在維修時(shí)要等指示燈熄滅后進(jìn)行。延時(shí)一段時(shí)間后，通過控制電路使開關(guān)JK閉合，將限流電阻短路。整流后的直流電壓U= x 380V = 513V濾波電容Cr濾除整流后的電壓波紋，并在負(fù)載變化時(shí)保持電壓平穩(wěn)。 電壓型交直交變頻調(diào)速主田路（1）.主電路中各元件的功能主電路中各元件的功能如下。變頻器由兩部分組成：主電路和控制電路，其中主電路通常采用交直交方式，即先將交流電轉(zhuǎn)變成直流電（整流、濾波），再將直流電轉(zhuǎn)變成頻率可調(diào)的矩形波交流電（逆變）。變頻調(diào)速實(shí)質(zhì)上是向交流異步電動(dòng)機(jī)提供一個(gè)頻率可控的電源。 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理根據(jù)電機(jī)學(xué)理論，交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可由式()表示： ………………………………………………()式中: n電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 p電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù) f電源頻率 s轉(zhuǎn)差率由上式可知，影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的因素有：電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p、轉(zhuǎn)差率s和電源頻率f?，F(xiàn)代流行的交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方法是變頻變壓法（VVVF）。目前，交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已廣泛用于數(shù)控機(jī)床、風(fēng)機(jī)、泵類、傳帶機(jī)、給料系統(tǒng)、空調(diào)器等設(shè)備的動(dòng)力源或運(yùn)動(dòng)源，并起到節(jié)約電能、提高設(shè)備自動(dòng)化、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的良好效果。然而，長期以來，交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速始終是一個(gè)不好解決的難題。 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)交流異步電動(dòng)機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格便宜、維護(hù)方便的特點(diǎn)，在生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用。VCC:＋5V電源輸入線。這兩個(gè)端口可被獨(dú)立控制，也可看成一個(gè)8位端口。CNTL/STB:當(dāng)CNTL/STB開關(guān)閉合時(shí)將其拉到低電平，否則始終保持高電平， 對(duì)于鍵盤輸入方式，此線用作控制輸入端，當(dāng)鍵被按下時(shí)，按鍵位置就和控制輸入狀態(tài)一起被存貯起來，在選通輸入方式中，作選通用，把數(shù)據(jù)存入FIFO RAM中。RL0～RL7:回送線，經(jīng)過按鍵或傳感器開關(guān)與掃描線聯(lián)接， 這些回送線內(nèi)部設(shè)置有上拉電路，使之保持為高電平，只有當(dāng)一個(gè)按閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的返回線變?yōu)榈碗娖剑粺o按鍵閉合時(shí)，均保持高電平。在傳感器工作方式中， 每當(dāng)探測(cè)到傳感器信號(hào)變化時(shí)，中斷線就變?yōu)楦唠娖?。WR:寫信號(hào)輸入線，低電平有效，將緩立器讀出,將數(shù)據(jù)從外部數(shù)據(jù)總線寫入8279的緩沖器。 A0:緩沖器低位地址，當(dāng)A0為高電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上為命令或狀態(tài)， 當(dāng)為低電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上為命令或狀態(tài)，當(dāng)為低電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上為數(shù)據(jù)。 RESET:復(fù)位輸入線，8279復(fù)位后被置為字符顯示左端輸入，二鍵閉鎖的觸點(diǎn)回彈型式，程序時(shí)鐘前置分頻器被置為31,RESET信號(hào)為高電平有效。 DB0～DB7:雙向數(shù)據(jù)總線，用來傳送8279與CPU之間的數(shù)據(jù)和命令。對(duì)于開關(guān)矩陣的接法大多數(shù)單片機(jī)的入門教科書上大多是采用8155作為鍵盤I/O的接口芯片，但8155芯片不具備中斷請(qǐng)求輸出端，于是不得不采用鍵盤掃描程序不斷的檢測(cè)是否有按鍵被使用，這樣就給單片機(jī)造成了很大的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，運(yùn)算量較大時(shí)有可能造成系統(tǒng)無法響應(yīng)，所以我們?cè)谶@里選用了專門用于鍵盤連接的8279芯片。8155的A口掃描輸出總有一位為高電平，8155的B口輸出相應(yīng)位的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使每一位顯示出一個(gè)字符，其余位為暗，依次改變A口輸出的餓高電平位及B口輸出對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)，6位顯示器就顯示出緩沖器的顯示字符。8155的RAM和各端口地址如下：RAM的地址：000H～00FFH命令口：0200HA口：0201HB口：0202HC口：0203H定時(shí)器低位：0204H定時(shí)器高位：0205H6位LED顯示器和8155的接口邏輯見附錄圖所示。（5）單一+5V電源，40腳雙列直插式封裝。（3）一個(gè)14位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器。 8155的邏輯結(jié)構(gòu)圖和引腳示意圖在8155內(nèi)部具有：（1）256字節(jié)的靜態(tài)RAM，存取時(shí)間為400ns。： 段碼位DDDDDDD顯示位dpgfedcbaLED要正常工作需要通過I/O接口芯片8155與8051相連。動(dòng)態(tài)顯示器因?yàn)槠涑杀据^低，多數(shù)顯示撕常常采用。對(duì)每一位顯示器而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。所謂靜態(tài)顯示，就是顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止，這種方式，每一顯示位都需要一個(gè)8位輸出口控制，占有硬件較多，一般僅用于顯示器位數(shù)較少的場(chǎng)合。將7段發(fā)光二極管陰極連在一起，稱為共陰接法，當(dāng)某個(gè)字段的陽極為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的字段就點(diǎn)亮。 顯示部分設(shè)計(jì)顯示設(shè)備有CRT、LCD、LED等，我們選用的是功能簡(jiǎn)單的LED數(shù)碼管顯示器。我們采用了地址法譯碼，譯碼芯片為2片74LS138。本次設(shè)計(jì)要擴(kuò)展8K8位的EPROM和8K8位的RAM各3片。當(dāng)向該片6000H單元寫有個(gè)數(shù)據(jù)DATA時(shí)，可用如下指令：MOV A，DATAMOV DPTA，6000HMOVX DPTR，A從7FFFH單元讀一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，可用如下指令：MOV DPTR，7FFFHMOVX A，DPTR上面討論的是8031擴(kuò)展一片EPROM或RAM的方法。6264的A～A這13條地址線與鎖存器的輸出及P2口對(duì)應(yīng)線相連，6264的D～D這8條數(shù)據(jù)線與8031的P0口對(duì)應(yīng)相連，6264的和與8031的和對(duì)應(yīng)，CS接高電平。下面對(duì)本文中所涉及的6264為例，介紹靜態(tài)RAM的擴(kuò)展。以下為靜態(tài)RAM與MCS51的接口：D～D地址 RAMP0口ALEP2口鎖存器譯 碼 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展原理圖8031單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，靜態(tài)RAM最為常用，因?yàn)檫@種這種存儲(chǔ)器無需考慮刷新問題。如在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理時(shí)，僅靠?jī)?nèi)部的RAM是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此必須擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。由于片內(nèi)編程所需要的高壓脈沖產(chǎn)生電路，因此無需外加編程電源和寫入脈沖。以后通過編程器可將這些程序固化到這些芯片中。：指令EPROMP0口ALEP2口 數(shù)據(jù)輸出鎖存器數(shù)據(jù)輸入 外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展原理圖外部程序存儲(chǔ)器可選用EPROM、EPROM、PAGED EPROM和KEPROM等。MCS51系列單片機(jī)具有64KB的程序存儲(chǔ)空間，其中8058071片內(nèi)有4KB的程序存儲(chǔ)器，8031片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器。～；～，提供高位地址；～，產(chǎn)生片選信號(hào)；引腳ALE接地址鎖存器74LS378158279和SA4828的使能端；EA/VPP端因不訪問片內(nèi)存儲(chǔ)器而接地；XX2接6MHz的晶振；RESET端接重啟電路。在此我們選用了較為常用的8051芯片。將本次單片機(jī)的控制系統(tǒng)劃分為以下幾個(gè)模塊： 圖31 單片機(jī)模塊圖 單片機(jī)的選用及功能介紹MCS51系列單片機(jī)是美國INTEL公司在1980年推出的8位單片微型計(jì)算機(jī)。3 . 單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)同步頂升系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以是微機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器等，考慮到本次設(shè)計(jì)的頂升系統(tǒng)僅有4個(gè)千斤頂，控制器需要進(jìn)行的運(yùn)算量不大，而且本系統(tǒng)提供的功能并不復(fù)雜，單片機(jī)MCS51足以。這樣可提高同步系統(tǒng)的可靠性并延長泵站使用壽命。這個(gè)油泵站的外形尺寸（mm）為650x370x765，主要部件包含有1 、1個(gè)二位四通的電磁換向閥與溢流閥組件，一個(gè)ABB公司生產(chǎn)的M2QA 90L4A型電動(dòng)機(jī)、兩根63MPa高壓軟管和兩個(gè)軟管接頭。則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為：P=。這種液壓泵的額定工作壓力為40MPa，完全符合工作要求。所以液壓泵向液壓缸提供的最大流量為：q=若回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的10%估計(jì)，則液壓泵的總流量為Q==。 液壓泵與電動(dòng)機(jī)的選擇為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和泵的使用壽命，一般在固定設(shè)備系統(tǒng)中，正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右。綜合上述觀點(diǎn)，我們將液壓原理圖設(shè)計(jì)如下：，二位四通電磁換向閥的電磁鐵的工作狀態(tài)是由單片機(jī)控制的，當(dāng)換向閥電磁鐵通電時(shí)，換向閥左位接入系統(tǒng)，油液經(jīng)電磁換向閥和平衡閥進(jìn)入油缸下腔，使得千斤頂上升，再從油缸上腔流出，經(jīng)電磁換向閥和濾油器流回到油箱內(nèi)，這時(shí)平衡閥的作用相當(dāng)于一個(gè)單向閥；反之，當(dāng)換向閥電磁鐵斷電時(shí)，換向閥右位接入系統(tǒng)，油液經(jīng)換向閥流入油缸上腔，當(dāng)上腔壓力達(dá)到一定值時(shí)，平衡閥上位接入系統(tǒng)，這時(shí)平衡閥的作用相當(dāng)于一個(gè)節(jié)流閥，油液從油缸下腔流出，經(jīng)平衡閥、電磁換向閥和濾油器流回到油箱。為使液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度不受載荷變化的影響，保持穩(wěn)定，我們?cè)谟透椎南虑贿M(jìn)油口處安裝一個(gè)平衡閥，該閥不但能保證千斤頂升降時(shí)都處于進(jìn)油調(diào)速狀態(tài)，同時(shí)還具有單向閥的功能，所以無論是停電還是破管時(shí)，平衡閥均能無泄漏的立即將下腔封閉，保證工件不會(huì)自由下滑。在回油端設(shè)置一濾油器，保證油液清潔，可提高使用壽命。這樣在一般液壓系統(tǒng)中常用到的節(jié)流閥、調(diào)速閥、背壓閥、減壓閥等元器件可不必使用到，液壓回路得到極大的簡(jiǎn)化。為千斤頂?shù)恼９ぷ魈峁┍ＷC和保護(hù)措施。鎖母內(nèi)螺紋的公差直徑d為160mm，查表可知螺紋中徑d2為152mm彎曲力臂l*=(dd2)/2=4mm，許用彎曲應(yīng)力[σb]=[σ]=72Mpa經(jīng)計(jì)算σb=＜72Mpa．經(jīng)校驗(yàn)螺紋牙的彎曲強(qiáng)度在許用范圍之內(nèi)。螺紋牙的彎曲應(yīng)力：………………………………………………………()式中：l*為彎曲力臂。 鎖母螺紋牙剪切強(qiáng)度校驗(yàn)螺紋牙的剪切應(yīng)力：…………………………………………()式中: F為千斤頂?shù)淖畲筝d荷，本次為200000N； d為公差直徑； b為螺紋牙根部寬度； u為旋合圈數(shù)； [τ]為材料許用剪切應(yīng)力鎖母內(nèi)螺紋的公差直徑d設(shè)為160mm，查表可得 螺距P為16mm，梯形螺紋牙根寬度b==。油缸的材料為45號(hào)鋼，查表可得