【正文】 OSFET構(gòu)成的逆變橋；作為電壓型交一直一交主電路的整流、濾波單位；作為人機(jī)接口的鍵盤(pán)和數(shù)字顯示單位；作為控制、驅(qū)動(dòng)電源的開(kāi)關(guān)電源。此外，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是一種自控式調(diào)速系統(tǒng)，它無(wú)需像普通同步電動(dòng)機(jī)那樣需要啟動(dòng)繞組；在負(fù)載突變時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生振蕩和失步；無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)具有直流電動(dòng)機(jī)特性、交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)；無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)適合長(zhǎng)期低速運(yùn)轉(zhuǎn)、頻繁啟動(dòng)的場(chǎng)合，這是變頻調(diào)速器拖動(dòng)Y系列電動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的。電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱(chēng)星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等。永磁體NS交替交換，使位置傳感器產(chǎn)生相位差120176。每種狀態(tài)下，僅有兩相繞組通電，依次改變一種狀態(tài)，定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸線(xiàn)在空間轉(zhuǎn)動(dòng)60176。電度角空間位置，轉(zhuǎn)子在新位置上，使位置傳感器U、V、W按約定產(chǎn)生一組新編碼，新的編碼又改變了功率管的導(dǎo)通組合，使定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸再前進(jìn)60176。正因?yàn)闊o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的換向是自身產(chǎn)生的，而不是由逆變器強(qiáng)制換向的，所以也稱(chēng)作自控式同步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩正比于繞組平均電流: TM=Ktlav(N/M)電動(dòng)機(jī)兩相組反電勢(shì)的差比于電動(dòng)機(jī)的角速度: ELL=Keω(V)所以電動(dòng)機(jī)繞組中的平均電流為：Iav=(VmELL)/2Ra(A)其中，Vm=δ?VDC是加在電動(dòng)機(jī)線(xiàn)間電壓平均值，VDC是直流母線(xiàn)電壓，δ是調(diào)制波的占空比，Ra為每相繞組電阻。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定，取決于速度指令Vc的高低，如果速度指令最大值為+5V對(duì)應(yīng)的最高轉(zhuǎn)速：Vc(max)243。當(dāng)Vc設(shè)定以后，無(wú)論是負(fù)載變化、電源電壓變化，還是環(huán)境溫度變化，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于指令轉(zhuǎn)速時(shí)，反饋電壓Vfb變小，調(diào)制波的占空比δ就會(huì)變大，電樞電流變大，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩增大而產(chǎn)生加速度，直到電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相等為止；反之，如果電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速比指令轉(zhuǎn)速高時(shí)，δ減小，Tm減小?？梢哉f(shuō)，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在允許的電網(wǎng)波動(dòng)范圍內(nèi)，在允許的過(guò)載能力以下，其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相差在1%左右，并可以實(shí)現(xiàn)在調(diào)速范圍內(nèi)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)采用無(wú)錫市日弛電機(jī)有限公司生產(chǎn)的永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，：型號(hào)額定電壓（V）額定轉(zhuǎn)速（r/min）額定功率（W）效率SW0062419014074% 三端式穩(wěn)壓器78L05的工作原理現(xiàn)以具有正電壓輸出的78L系列為例介紹它的工作原理。下面對(duì)各部分電路作簡(jiǎn)單介紹。因此，必須用啟動(dòng)電路給恒流源的BJT TT5提供基極電流。當(dāng)輸入電壓V1高于穩(wěn)壓管DZ1的穩(wěn)定電壓時(shí)，有電流通過(guò)TT2，使T3基極電位上升而導(dǎo)通，同時(shí)恒流源TT5也工作。與此同時(shí)，T2因發(fā)射結(jié)電壓為零而截止，切斷了啟動(dòng)電路與放大電路的聯(lián)系，從而保證T2左邊出現(xiàn)的紋波與噪聲不致影響基準(zhǔn)電壓源。在電路設(shè)計(jì)和工藝上使具有正溫度系數(shù)的RRDZ2與具有負(fù)溫度系數(shù)的TDD2發(fā)射結(jié)互相補(bǔ)償，可使基準(zhǔn)電壓VREF基本上不隨溫度變化。這部分電路由T4～T11組成，其中TT11組成復(fù)合調(diào)整管；R1R13組成取樣電路；TT8和T6組成帶恒流源的差分式放大電路；TT5組成的電流源作為它的有源負(fù)載。當(dāng)IO減小時(shí)，IB10減小，IC8增大，待IC8增大到 ，則T9導(dǎo)通起分流作用。 減流式保護(hù)電路由T1R1R1R14和DZDZ4組成，R11為檢流電阻。首先考慮一種簡(jiǎn)單的情況。這時(shí)，如果穩(wěn)壓電路工作正常，即PCPCM并且輸出電流IO在額定值以?xún)?nèi)，流過(guò)R11的電流使 =IOR11，T12截止。由于它的分流作用，減小了T10的基極電流，從而限制了輸出電流。由于調(diào)整管的耗散功率PCM=ICVCE，只有既考慮通過(guò)它的電流和它的管壓降VCE值，又使PCPCM，才能全面地進(jìn)行保護(hù)。電路中如果（VI–IOR11–VO）（VZ3+ VZ4），則DZDZ4擊穿，導(dǎo)致T12管發(fā)射結(jié)承受正向電壓而導(dǎo)通。由于IO的減小，故上述保護(hù)稱(chēng)為減流式保護(hù)。在常溫時(shí)，T1T13是截止的，對(duì)電路工作沒(méi)有影響。調(diào)整管T10的基極電流IB10被T13分流，輸出電流IO下降，從而達(dá)到過(guò)熱保護(hù)的目的。值得指出的是：當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，上述幾種保護(hù)電路是互相關(guān)聯(lián)的。轉(zhuǎn)速屬于常規(guī)電測(cè)參數(shù)。但這種傳感器存在一些缺點(diǎn)：第一，靈敏度低，傳感器與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的最大間隙（亦稱(chēng)磁感應(yīng)距離）只有零點(diǎn)幾毫米；第二，在測(cè)量高速旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速時(shí)，因安裝不牢固或受機(jī)械振動(dòng)，容易與齒輪發(fā)生碰撞，安全性較差；第三，這種傳感器所產(chǎn)生的是幅度很低且變化緩慢的模擬電壓信號(hào)，因此，需要經(jīng)過(guò)放大、整形后變成沿口陡直的數(shù)字頻率信號(hào)，才能送給數(shù)字轉(zhuǎn)速儀或數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)速，而且外圍電路比較復(fù)雜；第四，它無(wú)法測(cè)量非常低（接近于零）的轉(zhuǎn)速，因?yàn)檫@時(shí)磁阻式傳感器可能檢測(cè)不到轉(zhuǎn)速信號(hào)。該傳感器性能優(yōu)良，安全性好，穩(wěn)定性強(qiáng)，是分立式轉(zhuǎn)速傳感器理想的升級(jí)換代產(chǎn)品。下面就以KMI151為例來(lái)介紹該系列集成轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理與具體應(yīng)用方法。它利用IC來(lái)完成信號(hào)變換功能，其輸出的電流信號(hào)頻率與被測(cè)轉(zhuǎn)速成正比，電流信號(hào)的變化幅度為7mA～14mA電流信號(hào)的變化幅度為7mA～14mA。KMI151器件的測(cè)量范圍寬，靈敏度高，它的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率范圍是025kHz，而且即使在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率接近于零時(shí)，它也能夠進(jìn)行測(cè)量。該傳感器抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)具有方向性，它對(duì)軸向振動(dòng)不敏感。KMI151的體積較小，其最大外形尺寸為8621 mm，能可靠固定在齒輪附近。工作溫度范圍寬達(dá)40——+85℃。為使IC處于較低的環(huán)境溫度中，設(shè)計(jì)時(shí)專(zhuān)門(mén)將IC與傳感元件分開(kāi)，以改善傳感器的高溫工作性能。其內(nèi)部主要包括：（1）磁敏電阻傳感器；（2）前置放大器A1；（3）施密特觸發(fā)器；（4）開(kāi)關(guān)控制式電流源；（5）恒流源；（6）電壓控制器。當(dāng)齒輪沿Y軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于氣隙處的磁力線(xiàn)發(fā)生變化，磁路中的磁阻也隨之改變，從而可在傳感器上產(chǎn)生電信號(hào)。這正是測(cè)量轉(zhuǎn)速所需要的。KMI151的輸出電流信號(hào)ICC是由兩個(gè)電流疊加而成的，一個(gè)是由恒流源提供的7ｍA恒定電流IH，另一個(gè)是由開(kāi)關(guān)控制式電流源輸出的可變電流IK。當(dāng)UK＝1（高電平）時(shí)，電流源被接通，IK＝7mA，從而使得ICC＝14mA。輸出波形的占空比D＝t1/t＝50％177。KMI151芯片中的電壓控制器實(shí)際上是一個(gè)并聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，可用于為傳感器提供穩(wěn)定的工作電壓UC。A2為誤差放大器，VT2為并聯(lián)式調(diào)整管。安裝方法KMI151應(yīng)當(dāng)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的旁邊。 KMI151的典型應(yīng)用電路(a)所示。通常取RL＝115Ω、CL＝。此外，還需注意，在存放KMI15系列產(chǎn)品時(shí)，不要將多個(gè)芯片放在一起以防磁化。譯碼器是實(shí)現(xiàn)組合邏輯的功能部件。74LS245芯片是一個(gè)八位的總線(xiàn)收發(fā)器，其輸入\輸出引腳分成兩組，其工作原理如下：允許E 方向控制DIR 操作 低電平 低電平 B數(shù)據(jù)線(xiàn)到A數(shù)據(jù)線(xiàn) 低電平 高電平 A數(shù)據(jù)線(xiàn)到B數(shù)據(jù)線(xiàn) 高電平 懸空 隔離6程序設(shè)計(jì)調(diào)速系統(tǒng)程序主要由主程序、INT0中斷服務(wù)程序、子程序等組成；主程序控制整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)；INT0中斷服務(wù)程序控制系統(tǒng)中的中斷；子程序包括延時(shí)子程序和PWM子程序，延時(shí)子程序具有定時(shí)功能，PWM子程序用于控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速。: INT0中斷服務(wù)程序在執(zhí)行INT0中斷服務(wù)程序時(shí)，首先要保護(hù)現(xiàn)，場(chǎng)然后讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果并將其送至顯示緩沖區(qū)，接著啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，最后回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)后返回。80C51芯片沒(méi)有PWM輸出功能，需要通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。占空比占用一個(gè)字節(jié)的PAM，占空比D=N/256。實(shí)現(xiàn)了從0%—100%線(xiàn)性可調(diào)。TH0DAT EQU 30H 。脈沖寬度ORG 0000HAJMP STARTORG 000BHAJMP PWMTUN 。脈頻率子程序START:CLR MOV TCON,00HMOV TMOD,03H 。200um頻率為50KHZMOV TL0,186 。本段為脈沖頻率 MOV TCON,00H CLR ET0 。12MHZ晶振時(shí)PWM為50KHZ,脈寬35% MOV TL0,186 。脈寬結(jié)束，輸出低電平CLR TR0 。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為了減少走彎路和節(jié)約時(shí)間，應(yīng)充分考慮抗干擾性能的要求，避免在設(shè)計(jì)完成以后再去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。在抗干擾設(shè)計(jì)中，軟件抗干擾是被動(dòng)措施，而硬件抗干擾是主動(dòng)措施，只要認(rèn)真分析系統(tǒng)所處環(huán)境的干擾來(lái)源以及傳播途徑，采用兩者相結(jié)合的方法，就能保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行