三相橋式全控整流電路畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，RP3可微調各相電壓的相位，以保證同步信號與主電路的匹配。Ca，Cb，Cc為積分電容，它們決定了TC787芯片的鋸齒波的線性、幅度，因此，為了保證鋸齒波有良好的線性及三相鋸齒波斜率的一致性，Ca，Cb，Cc3個電容值的選擇的相對誤差要非常小。為了達到產生的鋸齒波線性好、幅度大且不平頂，Ca，Cb。連接在13腳的電容Cx決定輸出脈沖的寬度，Cx越大，脈沖越寬，但脈沖寬度太寬會增大驅動級的損耗。調節RP可以使輸入4腳的電壓在05V之間連續變化，從而使輸出脈沖在0176。180176。之間變化，712腳的輸出端有大于20mA的輸出能力，采用6只驅動管擴展電流，經脈沖變壓器隔離后將脈沖輸出。圖33 TC787構成的三相六脈沖晶閘管觸發電路按圖33焊接好電路然后檢查無誤后，先把控制旋鈕調到零位（即RP1，RP2，RP3,RP接入電路中的電阻最大），然后接通電源，用示波器觀察各輸出端的脈沖波形是否正常。圖34 TC787產生的鋸齒波圖35脈沖變壓器輸出脈沖圖35是在實驗室用示波器測得的TC787引腳712產生的脈沖經脈沖變壓器后輸出的脈沖波形元件選擇注意事項：（1）為了減小在使用中電路受到干擾，觸發電路與主電路最好采用同一形號的△／Ｙ形連接的變壓器，以便可能減小電路的諧波。（2）電路采用集中式恒流源向積分電容充電，經測試，電流在180uA左右，相對誤差小于177。5uＡ，所以為了保證三相鋸齒波的一致性，選取積分電容的相對誤差應小于5%。50Hz時，較高頻率時，為了保證電容積分幅值，電容應減小。（3）移相電壓的調整幅度應與積分電容上鋸齒波的幅值一致?？紤]到電路在積分電容上放電的離散性，移相電壓的零電位應比電路的負電源正200mV。~3V左右。（4）脈沖發生器的電容Cx決定了調制脈沖寬度或方波輸出寬度，電容大則寬度寬，在頻率為50Hz情況下，，若需要輸出在0176。~180176。范圍內滿幅可調。（5）電路的半控／全控和禁止等控制端，不應在使用時懸空。（6）輸出端有不小于20mA的輸出電流，驅動管要可靠的導通和截止，電路輸出的限流電阻和管子的β值應與電路相適配。在實際使用過程中我們發現鋸齒波形成環節是保證整流輸出電壓波形穩定的重要條件。由于TC787芯片的鋸齒波的線性、幅度由 Ca, Cb, Cc電容決定，因此為了保證鋸齒波有良好的線性及三相鋸齒波斜率的一致性，選擇 Ca, Cb, Cc時要求其 3個電容值的相對誤差要非常小（必須進行篩選），以產生的鋸齒波線性好、幅度大且不平頂為宜 , Ca、Cb、 uF。若要求鋸齒波幅度小 ,可減小Ca、Cb、Cc電容值 ；若要求鋸齒波產生平頂 ,則增大Ca、Cb、Cc電容值。脈沖寬度是由Cx 電容來決定的。當Cx ,所產生的脈沖寬度約為1ms。若需加大或減小脈寬 ,可增大或減小 Cx 電容值。在調試過程中，首先接上直流電源，不加三相同步電壓，此時，測量18腳，1腳，2腳的直流電平是否近似相等，參考值為18V左右。然后加上同步電壓，調整電位器 W1，W2，W3使18腳、1腳、2腳的三相同步電壓對稱，并且使18腳、1腳、2腳的同步信號滯后同步變壓器付邊相應同步信號30176。，最后檢查6個輸出引腳是否互差60176。的脈沖信號輸出。第四章 控制及顯示系統原理 89C51芯片介紹AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。圖41 89C51芯片引腳 主要特性壽命：1000寫/擦循環數據保留時間：10年與MCS51 兼容 4K字節可編程閃爍存儲器 全靜態工作：0Hz24Hz三級程序存儲器鎖定 4kbytes 程序存儲(ROM)128bytes的數據存儲器(RAM)21個專用寄存器（SFR）4個八位的并行口P0、PP2和P3一個全雙工串行通信口2個16位的定時器/計數器5個中斷源 低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路 管腳說明VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表41所示：表41 P3口引腳特殊功能管腳備選功能 RXD串行輸入口 TXD串行輸出口 /INT0外部中斷0 /INT1外部中斷1 T0記時器0外部輸入 T1記時器1外部輸入 /WR外部數據存儲器寫選通 /RD外部數據存儲器讀選通P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。 /EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 芯片擦除 整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節被重復編程以前，該操作必須被執行。此外，AT89C51設有穩態邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 A/D轉換本數據采集系統采用計算機作為處理器。電子計算機所處理和傳輸的都是不連續的數字信號，而實際中遇到的大都是連續變化的模擬量，模擬量經傳感器轉換成電信號后，需要模/數轉換將其變成數字信號才可以輸入到數字系統中進行處理和控制，因此，把模擬量轉換成數字量輸出的接口電路，即A/D轉換器就是現實信號轉換的橋梁。目前，世界上有多種類型的A/D轉換器，如并行比較型、逐次逼近型、積分型等。本文采用逐次逼近型A/D轉換器，該類A/D轉換器轉換精度高，速度快，價格適中，是目前種類最多，應用最廣的A/D轉換器。逐次逼近型A/D轉換器一般由比較器、D/A轉換器、寄存器、時鐘發生器以及控制邏輯電路組成。ADC0809就是一種CMOS單片逐次逼近式A/D轉換器，其內部結構如圖4所示。該芯片由8路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關樹型D/A轉換器、逐次逼近寄存器、三態輸出鎖存器等電路組成。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態輸出能力。該器件既可與各種微處理器相連，也可單獨工作。其輸入輸出與TTL兼容。 圖42 ADC0809內部結構ADC0809是8路8位A/D轉換器(即分辨率8位)，具有轉換啟?？刂贫?，轉換時間為100μs采用單+5V電源供電，模擬輸入電壓范圍為0～+5V，且不需零點和滿刻度校準，工作溫度范圍為40～+85℃功耗可抵達約15mW。ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，圖43所示是其引腳排列圖。 圖43 ADC0809的引腳排列圖各引腳的功能如下IN0～IN7：8路模擬量輸入端；D0～D7：8位數字量輸出端；ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路；ALE：地址鎖存允許信號，輸入高電平有效；START：A/D轉換啟動信號，輸入高電平有效；EOC：A/D轉換結束信號，輸出當A/D轉換結束時，此端輸出一個高電平(轉換期間一直為低電平)；OE：數據輸出允許信號，輸入高電平有效。當A/D轉換結束時，此端輸入一個高電平才能打開輸出三態門，輸出為數字量；CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高640kHz；REF(+)、REF()：基準電壓；VCC：電源，單一+5V；GND：地。ADC0809的工作過程：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動 A/D轉換，之后EOC輸出信號變低，指示轉換正在進行。直到A/D轉換完成，EOC變為高電平，指示A/D轉換結束，結果數據已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平 時，輸出三態門打開，轉換結果的數字量輸出到數據總線上。 轉換數據的傳送 A/D轉換后得到的數據應及時傳送給單片機進行處理。數據傳送的關鍵問題是如何確認A/D轉換的完成，因為只有確認完成后，才能進行傳送。為此可采用下述三種方式。（1）定時傳送方式對于一種A/D轉換其來說，轉換時間作為一項技術指標是已知的和固定的。例如ADC0809轉換時間為128μs，相當于6MHz的MCS51單片機共64個機器周期。可據此設計一個延時子程序，A/D轉換啟動后即調用此子程序，延遲時間一到，轉換肯定已經完成了，接著就可進行數據傳送。 （2）查詢方式 A/D轉換芯片由表明轉換完成的狀態信號，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測試EOC的狀態，即可確認轉換是否完成，并接著進行數據傳送。 （3）中斷方式 把表明轉換完成的狀態信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數據傳送。 不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉換完成，即可通過指令進行數據傳送。首先送出口地址并以信號有效時，OE信號即有效，把轉換數據送上數據總線，供單片機接受。ADC0809工作時，首先輸入3位地址，并使ALE為1，以將地址存入地址鎖存器中。此地址經譯碼可選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復位；下降沿則啟動A/D轉換，之后，EOC輸出信號變低，以指示轉換正在進行，直到A/D轉換完成，EOC變為高電平，指示A/D轉換結束，并將結果數據存入鎖存器，這個信號也可用作中斷申請。當OE輸入高電平時，ADC的輸出三態門打開，轉換結果的數字量可輸出到數據總線。A/D轉換器的位數決定著信號采集的精度和分辨率。對于8通道的輸入信號，％