電機(jī)測(cè)速設(shè)計(jì)

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1、河南科技大學(xué)電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：電動(dòng)機(jī)測(cè)速器專(zhuān)業(yè)班級(jí):姓名:時(shí)間:指導(dǎo)教師:目錄摘要31弓丨言31.1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量現(xiàn)狀及前景31.2研發(fā)意義32總體設(shè)計(jì)方案42.1設(shè)計(jì)思路42.2總體設(shè)計(jì)框圖53設(shè)計(jì)原理分析53.1電源的選擇53.2轉(zhuǎn)速測(cè)量原理53.3開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器介紹53.4定時(shí)電路63.5控制電路73.6計(jì)數(shù)器電路93.7驅(qū)動(dòng)顯示電路113.8總體電路114總結(jié)與體會(huì)12參考文獻(xiàn)12電機(jī)測(cè)速器摘要：本論文要設(shè)計(jì)一個(gè)用霍爾傳感器來(lái)測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，并做出相應(yīng)的仿真分析，畫(huà)出原理圖。為了知道電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，該系統(tǒng)利用霍爾傳感器采集脈沖

2、信號(hào)，涉及到信號(hào)的采集，控制計(jì)數(shù)、譯碼、顯示。論文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)用到的器件都是本專(zhuān)業(yè)電路中常見(jiàn)的器件，價(jià)格便宜，且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理易于掌握，但卻能較精確測(cè)得電機(jī)的轉(zhuǎn)速關(guān)鍵詞：霍爾傳感器555觸發(fā)器CD45114518數(shù)碼管1引言1.1電動(dòng)機(jī)測(cè)速發(fā)展現(xiàn)狀及前景目前國(guó)內(nèi)外對(duì)電動(dòng)機(jī)的測(cè)速方法有很多，按照不同的理論方法，先后產(chǎn)生擬測(cè)速法（如離心式轉(zhuǎn)速表、用電機(jī)轉(zhuǎn)矩或者電機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)計(jì)算所得）、同步測(cè)速法（如機(jī)械式或閃光式頻閃測(cè)速儀）以及計(jì)數(shù)測(cè)速法。計(jì)數(shù)測(cè)速法又可分為機(jī)械式定時(shí)計(jì)數(shù)法和電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)多采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或光電數(shù)字脈沖編碼器，也有采用電磁式（利用電磁感

3、應(yīng)原理或可變磁阻的霍爾元件等）、電容式（對(duì)高頻振蕩進(jìn)行幅值調(diào)制或頻率調(diào)制）等，還有一些特殊的測(cè)速器是利用置于旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的放射性材料來(lái)發(fā)生脈沖信號(hào).其中應(yīng)用最廣的是光電式，光電式測(cè)速系統(tǒng)具有低慣性、低噪聲、髙分辨率和高精度的優(yōu)點(diǎn)。由于電磁測(cè)量方法靈活多樣，可測(cè)參數(shù)眾多，一般情況下又具有非接觸、高精度、高分辨率、高可靠性和反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，使得光電傳感器在檢測(cè)和制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而采用光電傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度髙、采樣速度快、測(cè)量范圍寬和測(cè)量精度與被測(cè)轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。1.2研發(fā)意義轉(zhuǎn)速是指作圓周運(yùn)動(dòng)的物體在單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，它是電動(dòng)機(jī)極為

4、重要的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。它的測(cè)量精度將直接影響電動(dòng)機(jī)其它有關(guān)參數(shù)和特性的測(cè)試，以及故障檢測(cè)與診斷的準(zhǔn)確性；在速度閉環(huán)控制系統(tǒng)中，測(cè)速裝置屬于反饋環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速檢測(cè)的快速性和精度將直接影響系統(tǒng)的控制效果和動(dòng)靜態(tài)性能，因此轉(zhuǎn)速的高精度測(cè)試具有重要的意義。電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)可以應(yīng)用于測(cè)量各種機(jī)械的轉(zhuǎn)速，如冰箱壓縮機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)等等，以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量，也可用于電機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋以控制電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行和調(diào)速。2總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)思路利用霍爾元件作為獲取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的拾取元件，在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)上安裝磁鋼，將霍爾元件固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，電?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，霍爾元件得到一個(gè)脈沖，作為電路的

5、計(jì)數(shù)脈沖。計(jì)數(shù)脈沖通過(guò)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，為了滿足電路的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)555、R、C構(gòu)成的多諧振蕩器進(jìn)行計(jì)時(shí)，通過(guò)控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)在要求時(shí)間內(nèi)對(duì)霍爾元件獲取的有效轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)電路選用十進(jìn)制的計(jì)數(shù)芯片，為了使設(shè)計(jì)的電路能在要求范圍內(nèi)工作，必須采用四個(gè)十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，對(duì)于譯碼器和數(shù)碼管，選用適當(dāng)?shù)脑骷?shù)字轉(zhuǎn)速儀電路由霍爾傳感器電路、定時(shí)電路、控制電路、計(jì)數(shù)電路、譯碼驅(qū)動(dòng)、和顯示電路組成。(1)霍爾傳感器。由磁鋼、開(kāi)關(guān)性集成霍爾元件和電平轉(zhuǎn)換電路組成。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁塊與霍爾元件相對(duì)位置發(fā)生變化，通過(guò)霍爾元件的磁通量發(fā)生變化，其輸出電壓也發(fā)生變化。當(dāng)磁塊經(jīng)過(guò)霍爾元件

6、時(shí)，輸出端產(chǎn)生一個(gè)低電平脈沖，該脈沖周期對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)周期。(2)定時(shí)電路。有555電路、R、C等組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，產(chǎn)生60秒的信號(hào)，以脈沖信號(hào)的形式輸出。在555的輸出端接上一指示電路，有三極管和發(fā)光二級(jí)管組成，當(dāng)555輸出為“1”時(shí)，三級(jí)管道通，發(fā)光二極管開(kāi)始發(fā)光，開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)定時(shí)器等于60秒時(shí),555輸出為“0”，三級(jí)管截止，發(fā)光二級(jí)管熄滅，停止計(jì)數(shù)。(3)控制電路。采用74LS00與非門(mén)。由定時(shí)器的輸出信號(hào)控制傳感器輸岀脈沖輸入計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù)。當(dāng)定時(shí)器輸岀為“0”時(shí)，沒(méi)有計(jì)數(shù)，74LS00被封鎖；當(dāng)定時(shí)器輸出為“1”時(shí)，74LS00被打開(kāi)，傳感器的輸出脈沖通過(guò)7

7、4LS00進(jìn)入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。(4)計(jì)數(shù)電路。采用CD4518組成8421碼同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，對(duì)控制電路的輸出的脈沖信號(hào)上升沿進(jìn)行觸發(fā)計(jì)數(shù)。為了滿足上升沿計(jì)數(shù)的要求，需要將CD4518的CP端接高電平，計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)接EN輸入端。因?yàn)镃D4518內(nèi)含有兩個(gè)相同的計(jì)數(shù)器，可將第一級(jí)的Q3輸出端接第二級(jí)的EN端，構(gòu)成串行計(jì)數(shù)。(5)譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示電路。對(duì)計(jì)數(shù)器的輸出端得BCD碼進(jìn)行譯碼，并驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯示管顯示測(cè)量的轉(zhuǎn)速。定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，555輸出為高電平，T飽和導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)光，同時(shí)打開(kāi)74LS00與非門(mén)，由傳感器傳來(lái)的轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)