基于智能型電動(dòng)執(zhí)行器的設(shè)計(jì)方案

整流電路：可采取最通用最可靠的橋式整流。

穩(wěn)壓電路：可使用ST公司的LM78XX系列三端穩(wěn)壓芯片。

2.2 380V電源鑒相電路設(shè)計(jì)

鑒相電路目的是想判別輸入信號(hào)的相位差，將相位差轉(zhuǎn)換成不同的信號(hào)以便后級(jí)使用。根據(jù)這一原則，首先輸入信號(hào)要為方波，而本設(shè)計(jì)使用的380V正弦信號(hào)，所以第一步要做的就是將正弦信號(hào)轉(zhuǎn)為方波。由于系統(tǒng)控制器采用的是單片機(jī)，其供電為5V直流信號(hào)，需要鑒相的信號(hào)是380V高壓信號(hào)，為了避免在控制的時(shí)候收到高壓信號(hào)的干擾，在電路設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮前后級(jí)之間的隔離。在鑒別相序的時(shí)候采取軟件來(lái)進(jìn)行相序分析。本設(shè)計(jì)采用Atmega128單片機(jī)作為處理器，資源富裕完全有空間來(lái)完成鑒相功能，而且采取軟件處理可以減少硬件電路的設(shè)計(jì)調(diào)試，也可減小最后PCB的面積。

鑒相前級(jí)采樣電路由兩部分組成：正弦信號(hào)變換為方波，電源隔離。

2.3 紅外遙控發(fā)射電路設(shè)計(jì)

通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成。發(fā)射部分包括鍵盤、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括LED紅外接收器、光電放大器、解調(diào)和解碼電路。

紅外遙控系統(tǒng)框圖如圖2所示。

2.4 交流電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)

交流電機(jī)控制電路如圖3所示。

繼電器驅(qū)動(dòng)電路：

繼電器驅(qū)動(dòng)電路采取互鎖的形式，防止電路在換相的時(shí)候出現(xiàn)短路的狀況。繼電器線圈上要加蓄流二極管，否則線圈中的電不能及時(shí)的放干凈，在切換相序的時(shí)候也容易短路。二極管要選取開關(guān)速度快的肖特基二極管。繼電器選型只要滿足耐壓和蓄流能力就可以了。

2.5 顯示電路設(shè)計(jì)

液晶顯示采用O12864SGD14CFNE型號(hào)，此種液晶體積小，但也是128X64個(gè)顯示點(diǎn)，并且功耗低、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單。

2.6 4-20mA電流產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)

目前最普遍使用的電流產(chǎn)生原理是電壓/電流轉(zhuǎn)換即V/I轉(zhuǎn)換，將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有一定關(guān)系的電流信號(hào)，通過(guò)轉(zhuǎn)換的電流相當(dāng)于一個(gè)輸出可調(diào)的恒流源，其輸出電流應(yīng)能夠保持穩(wěn)定而不會(huì)隨負(fù)載的變化而變化。

針對(duì)本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)使用PWM占空比來(lái)控制4-20mA電流輸出，而且也減少了外圍電路的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.7 保護(hù)電路設(shè)計(jì)

鑒于電源電路存在一些不穩(wěn)定因素，用來(lái)防止此類不穩(wěn)定因素影響電路效果的回路稱作保護(hù)電路。比如有過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、空載保護(hù)、短路保護(hù)等。

電機(jī)過(guò)流檢測(cè)設(shè)計(jì)采用電流互感器來(lái)檢測(cè)電流過(guò)載。在供電用電的線路中電流電壓相差懸殊。線路上的電壓都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器的作用就是變流和電氣隔離。電流互感器原理其實(shí)就是電磁感應(yīng)原理。

本電路使用的是380V交流電，所以用電流互感器來(lái)檢測(cè)較為安全，經(jīng)過(guò)電流互感器將大電流變?yōu)樾‰娏魅缓笤谧儞Q為電壓，再送入單片機(jī)處理。

3.系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)總體流程圖

系統(tǒng)總體流程圖如圖4所示。

3.2 鑒相處理及電機(jī)控制

鑒相采集的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，380V交流電已由外部硬件電路轉(zhuǎn)換為方波，單片機(jī)只需處理輸入兩路信號(hào)超前與滯后的關(guān)系就可以了，這里使用外部中斷來(lái)捕捉外部輸入的方波的信號(hào)。