单相异步电机调速控制电路设计

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1、专业综合设计报告设计课题：单相异步电机调速控制电路设计专业班级：小组成员：指导教师：设计时间：2010年12月30日单相异步电机调速控制电路设计（兼单相负载调功电路）一、设计任务与要求(1).设计一种将双极性信号变为单极性信号的电路，该电路通过使用双向可控硅调压实现电动机调速；(2).斩波系数180—90，连续可调；(3).平均电压调整范围220V—120V，连续可调。二、设计方案与论证220V交流电通过电压器、整流器、双电压比较器形成电流触发脉冲，通过对晶闸管导通教的控制，调节电动机转速。（1）、将220V电压全波整流整流成峰值电压为7.5V。整流电路如下图：整流电路整流管输出后：（2）、

2、过零检测：放大管具有半波整功能，找准基准点，才能正确判断导通角大小过零检测电路（3）、触发脉冲形成与调整电压比较器1输出：电压比较器2输出：电流脉冲：（4）、高低压隔离（5）、晶闸管（可控硅）斩波，通过对脉冲触发时间的控制实现斩波过程三、单元电路设计与计算（1）、电压比较器LM393他是双电压比较器集成电路。该电路的特点如下：工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：2～36V，双电源：±1～±18V；消耗电流小，ICC=0.8mA；输入失调电压小，VIO=±2mV；共模输入电压范围宽，VIC=0～VCC-1.5V；输出与TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；输出可以用开路集电极

3、连接“或”门；采用双列直插8脚塑料封装（DIP8）和微形的双列8脚塑料封装（SOP8）方框图与引出端功能﹣—﹣—﹢—﹢—1—2—4—3—8—7—6—5—VCC—GND—电压比较器LM393引出端序号功能符号引出端序号.功能符号1输出端1OUT15正向输入端21N+(2)2反向输入端11N-(1)6反向输入端21N-(2)3正向输入端11N+(1)7输出端2OUT24地GND8电源VCC电压比较器LM393a基准电压Va=0.5V，R2=90，确定R3=10，代入公式，可求出R2=90电压比较器LM393b基准电压调电压最大值Vb=3V，确定Rb=20，代入公式，求出电压比较器LM393a输出

4、电容充放电时间常数=R4C1，给定时间常数=,由可确定R4=15，电位器电阻可调范围为0～20(2)光电耦合器TLP525•达到最高峰时电压(最低)400V。　　•触发LED电流:100mA(最大)　　•目前阶段的峰值:2Apk(最大)　　•隔离电压:2500Vrms(分钟)•UL认可文件no.E67349方框图与引出端功能光电耦合器TPL5251,3阳极2,4阴极5,7终端16,8终端2（3）晶闸管晶闸管是一种大功率的整流元件，它的整流电压可以控制，当供给整流电路的交流电压一定时，输出电压能够均匀调节，它是一个四层三端的半导体器件。在整流电路中，晶闸管在承受正向电压的时间内，改变触发脉冲的

5、输入时刻，即改变控制角的大小，在负载上可得到不同数值的直流电压，因而控制了输出电压的大小。晶闸管导通的条件是阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流IL以上。导通后的晶闸管管压降很小。使导通了的晶闸管关断的条件是使流过晶闸管的电流减小至一个小的数值，即维持电流IH一下。其方法有二：1、减小正向阳极电压至一个数值一下，或加反向阳极电压。2、增加负载回路中的电阻。GA2A1晶闸管（4）桥式整流器整流是对二极管半波整流的一种改进。半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为

6、标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。桥式整流的作用就是把交流电转换成直流电，即所谓的AC－DC变换。桥式整流器四、总原理图及元件清单（1）总原理图（2）元件清单元件序号型号主要参数数量备注R1101R2901R3101R4151R5131R6201R72201R831R9201C10.47uF1C20.1uF1晶闸管T835H1Snubbe

7、rless公司生产双电压比较器LM3931美国国家半导体公司光电耦合器TLP5251TOSHIBA公司生产五、安装与调试电路板上布局电路元件、连线、焊接、调试（1）为使布局更加合理，应先“简化”电路图，使连县交接地少，或不出线交叉线；（2）确保所用元件、导线无损坏；（3）元器件安装遵循布线最简原则，切使低高压有一定隔离；（4）测试开始时确保万用表、示波器性能连高，电阻元件参数、电容、二极管极性搭配合理；六、性