电器转正总结例1

文章编号：ISSN1006―656X（2014）05-0205-02

在工业、农业及交通运输中，大量使用着各种各样的生产机械，如车床、磨床、铣床、运输机等。生产机械中一些部件的运动，需要原动力来拖动。自19世纪有了电动机以后，由于电力在传输、分配、使用和控制方面的优越性，使电动机拖动得到了广泛的应用。用电动机来拖动生产机械，我们称电力拖动。

由于不同生产机械的工作性质和加工工艺的不同，使得它们对电动机的运转要求也不同。要使电动机按照生产机械的要求正常运转，必须配置一定的电器控制设备和保护设备，组成一定的控制线路，才能达到目的。在生产实践中，一台比较复杂的机床或成套生产机械的控制线路，总是由一些基本控制线路组成。因此，掌握好基本控制线路，对掌握各种机床及机械设备的电器控制线路的运行和维修是很重要的。

这里我主要针对《三相异步电动机正反转控制线路》这个课题，总结一下我教学的经验及教学过程。

讲解此课题，要循序渐进，通过倒顺开关正反转控制线路特点，到接触器联锁正反转控制线路的分析，再到按钮联锁正反转控制线路分析，总结出按钮接触器双重联锁正反转控制线路动作原理、线路特点。通过本节课的学习，培养学生分析线路方法和习惯，培养学生观察能力、分析能力、表达能力和归纳能力。

一、课前复习，学生自主导入

在上节课结束后，将下一节课学习的内容，让学生预习，学生在预习的前提下，自己归纳与本节课有关的问题，相互之间互设问题，互相解答。这样既培养了学生的胆识、语言表达和交流能力，还有益于发挥学生的主体性。当学生回答结束时，台下的学生们给予掌声，教师给予肯定性评价。之后老师归纳总结所提问题：具有过载保护的接触器自锁正转控制线路的特点，熔断器FU、热继电器FR、交流接触器KM的作用。在讲述此观点时，应强调熔断器和热继电器两者所起的作用不同，不能互相代替。同时复习自锁定义，为联锁定义作铺垫。

二、提出疑问，导入新课题

阐述正转控制只能使电动机朝一个方向旋转，带动生产机械的运动部件朝一个方向运动。生产机械还有没有其它的运动要求呢？这样可以给学生一个悬念，让学生们一下集中注意力，对新课的学习产生积极的兴趣。

导入新课：许多生产机械往往要求运动部件能向正反两个方向运动。如机床工作台的前进与后退；起重机的上升与下降等，这些生产机械要求能实现正、反转控制；当改变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把接入电动机三相电源进线中的任意两相对调接线时，电动机就可以反转。

三、讲解新课

1、阐述倒顺开关正反转控制线路工作原理，利用倒顺开关可以改变电源相序来实现电动机的手动正反转控制。如下图1。

工作原理：

操作倒顺开关QS，当手柄处于“停”位置时，QS动、静触头不接触，电路不通，电动机不转。当手柄扳至“顺”位置时，QS动触头和左边的静触头接触，电路按L1―U、L2―V、L3―W接通。输入电动机定子绕组的电源电压相序为：L1―L2―L3，电动机正转；当手柄扳至“倒”位置时，QS动触头和右边的静触头接触，电路按L1―W、L2―V、L3―U接通。输入电动机定子绕组的电源相序为：L3―L2―L1，电动机反转。（1―静触头；2―动触头）

由工作原理学生自己分析它的优缺点，老师总结。优点：所用电器少，线路简单；缺点：这种线路操作起来不方便，是一种手动控制，所以劳动强度大，操作不安全。从而引出下一内容。

2、接触器联锁正反转控制线路。线路中采用了两个接触器，即正转用的接触器KM1和反转用的接触器KM2，它们分别由正转按钮SB2和反转按钮SB3控制。如下图2。

工作原理：

从主电路看出，两个接触器的主触头所接通的电源相序不同，KM1按L1―L2―L3相序接线，KM2则对调了两相的相序，按L3―L2―L1相序接线。必须强调指出，KM1和KM2主触头决不允许同时闭合，否则会造成两相电源短路事故。为避免相间短路，就在正转控制线路中串接了反转接触器KM2的常闭辅助触头，而在反转控制线路中串接了正转接触器KM1的常闭辅助触头，即接触器联锁。这样，当KM1得电动作时，串在反转控制线路中KM1的常闭辅助触头分断，切断了反转控制电路，保证了KM1主触头闭合时，KM2的主触头不能闭合。同样，当KM2得电动作时，KM2的常闭辅助触头分断，切断了正转控制电路，从而可靠的避免了两相电源短路事故的发生。

控制回路分析：

按下SB2，接触器KM1线圈得电，KM1常闭辅助触头断开，这样再按下按钮SB3，接触器KM2也不可能得电，就保证了在KM1工作时，反转接触器KM2不可能得电。之后KM1的主触头闭合，电动机接线端U1、V1、W1分别从电源的L1、L2、L3得电，电动机正转；同时接触器KM1的常开辅助触头闭合，控制线路自锁。区分：自锁和联锁。

按下SB1，接触器KM1失电，电动机失电停转。

再按下SB3，接触器KM2得电，KM2的常闭辅助触头断开，这样再按下按钮SB2，接触器KM1也不可能得电，就保证了在KM2工作时，正转接触器KM1不可能得电。之后KM2主触头闭合，电动机的接线端

U1、V1、W1分别从电源的L3、L2、L1得电，电动机电源换相反转；同时接触器KM2的常开辅助触头闭合，控制线路自锁。

让学生分析此线路工作优缺点，激活学生的思维，老师总结：接触器联锁正反转控制线路的优点，工作安全可靠，缺点是操作不便。中间有一个频繁按动停止按钮的操作。也就是电动机从正转变为反转时，必须先按下停止按钮后，才能按反转启动按钮，否则由于接触器联锁不能实现反转。为克服此线路不足，我们采用按钮联锁实现正反转控制。

3、按钮联锁正反转控制线路。此线路的工作原理与接触器联锁的正反转控制线路基本相同。学生在教师的引导下，参照接触器联锁正反转控制线路的工作原理，自行分析。这样老师启发和引导学生的思维，调动学习的积极性，变学生被动为主动，能达到最佳效果。如下图3。

总结工作原理：

合上电源开关QS后，按下按钮SB2，接触器KM1得电，KM1的主触头闭合，电动机得电正转；直接按下SB3，先断开KM1线圈电路，然

后KM2线圈得电，电动机电源换相后反转。这种利用按钮实现联锁的控制叫做按钮联锁。按钮联锁触头：SB2、SB3常闭触头。按钮联锁有操作方便的优点，但不可靠，一旦接触器主触头熔焊无法断开时，按下另一个按钮后，另一接触器线圈依然能得电，造成电源相间短路。

所以，我们要设计一个即安全可靠，又操作方便的线路，兼容以上线路的优点，那就是按钮、接触器双重联锁的正反转控制。

4、按钮、接触器双重联锁的正反转控制。如下图4。

工作原理分析：师生互动，共同分析动作原理。把问题交给学生，鼓励信任学生，学生会体验到成功的喜悦，会感受到自身的价值，使学生在快乐的情绪中学习。成功的学习方法和学习能力，是在教育与环境下，自己在实践中摸索出来的。

四、小结本节课的内容及布置课后任务

正反转控制线路是电动机控制线路中的一个基本线路，它在现实中可以实现很多功能的控制，是应用很广的一个电路。常见的正反转控制线路有接触器联锁正反转控制线路、按钮联锁正反转控制线路和接触器、按钮双重联锁正反转控制线路。相比较来说，接触器联锁正反转控制线路工作安全可靠，但操作不是很方便；按钮联锁正反转控制线路的操作很方便，但是由于线路结构和实际线路的原因，容易产生电源两相短路的故障；为了解决上述两种电路存在的问题，把这两种电路结合起来，就形成了接触器、按钮双重联锁正反转控制线路。这种控制线路兼有两种控制线路的优点，操作方便且安全可靠。

下次课要进行正反转控制线路的安装、试车。请同学们备好有关工具。

五、总结

通过对此课题的讲解，学生们初步了解相关知识。为以后实习操作打下坚实的基础。通过此课题的研究，进一步提高学生的归纳、理解、分析、表达能力，并提高了学生们的自信心，使学生产生浓厚的学习兴趣和求知欲，进一步巩固了所学的内容。整个教学过程融合在学生参与和交流之中，使学生在学习过程中感受到探索的成功及乐趣。

参考文献：

[1]《电力拖动控制线路》第二版 .中国劳动出版社.劳动部培训司组织编写

电器转正总结例2

为了适应工业控制系统的发展需求，本文提出了一种高精度的CAN总线角度变送器，与传统的RS 485总线产品相比，具有完善的通信协议，数据通信实时性强[3?4]，并且容易构成冗余结构，提高了系统的可靠性和系统的灵活性。

1 总体设计

1.1 系统组成

角度变送器用于检测旋转变压器角度位置量及旋转圈数。具备CAN通信接口，能够接收上级控制设备查询指令，向上级控制设备发送监测到的信息（包括角度和圈数）及故障信息。主要由旋转变压器?数字转换电路、电源电路、单片机和CAN接口转换电路组成。整个系统组成如图1所示。

1.2 芯片选型

单片机选用Silabs公司的C8051F504型MCU，具有高速、流水线结构的8051兼容的微控制器核，主要特性如下：全速、非侵入式的在系统In?system调试接口；集成CAN控制器，兼容CAN2，0A和CAN2，0B协议； LIN2，1设备（完全向后兼容，主从模式）；12位200 KSPS的32通道ADC，带模拟多路器；高精度可编程的24 MHz内部振荡器，全温度范围内精度指标可达0.5%；32 KB的片内FLASH存储器；4个通用的16位定时器；片内上电复位，VDD监视器和温度传感器[5]。

2 高精度旋转变压器?数字转换的设计

2.1 系统模型

旋转变压器?数字转换电路的设计指标为16位，静态角精度达2.4′。通过设计电路实现输入模拟轴角信号θ与要实现的数字轴角信号β进行求差运算得到[sin（θ-β）]当在要求的精度范围内[sin（θ-β）≈0]则认为数字角度β与模拟角度θ相等[6]，从而通过反馈逼近的方法[7]实现了高精度的轴角?数字的转换。由自动控制原理可以知道要实现系统在动态跟踪目标的时候保证最高的跟踪精度，总体的电路系统应该是个二型伺服回路系统，在输入为阶跃信号、匀速转动信号时的稳态误差为零[8]，初步建模见图2。

根据劳斯稳定判据可得：特征方程式缺项，控制系统不稳定。因此，下一步的设计关键是：如何在积分环节中加入适当的校正元件，不影响系统的类型数，又能保证闭环系统的稳定性。采用带惯性的PD控制器作为校正环节提高系统的动态性能指标，加入校正环节后的控制系统的模型如图3所示。

从图4可以看出，当a值较小时，最大超前相移很小，校正作用不大；当a的取值介于5和20之间时，超前相移增加很快，超前校正作用显著；当a值大于20时，相移随a值增加的变化很小。因此，校正参数采用[5≤a≤20]。则有[5≤T1T2≤20]。

3 CAN总线电路设计

3.1 电路原理图

典型的CAN总线电路包含CAN控制器和收发器。本文设计的电路包括CAN控制器、隔离电路、收发器和保护电路。电路原理图如图5所示。CAN控制器集成在单片机C8051F504中，兼容CAN 2.0A和CAN 2.0B协议，同时支持11位和29位识别码，位速率可达1 Mb/s。CAN总线收发器选用Philips公司的TJA1050，完全符合ISO 11898 标准，高速率（适合CAN 的60 Kb/s～1 Mb/s 速率范围），低电磁辐射EME，具带有宽输入范围的差动接收器可抗电磁干扰EMI，没有上电的节点不会对总线造成干扰，发送数据TXD 控制超时功能，发送器不使能时工作在静音模式，在暂态时自动对总线引脚进行保护，输入级与3.3 V器件兼容，热保护，对电源和地的防短路功能，可以连接至少110 个节点[9]。

3.2 设计要点

（1） 隔离电路。为了增强变送器在CAN总线中的抗干扰能力，单片机CAN端口CRX和CTX没有直接连接到TJA1050的RXD和TXD引脚上，而是在中间增加了电源隔离和信号隔离电路，通过高速磁隔离芯片ADUM1201将单片机CAN接口与收发器TJA1050连接起来，从而实现了总线上各个节点之间的电气隔离。

（2） 保护电路。在收发器与CAN总线连接部分，设计了保护电路，图5中ZJYS80为共轭电感与C22和C23一起构成LC滤波器，用于提高变送器防电磁干扰能力，电容器C22，C23滤除总线上的高频干扰ZJYS80扼制共模干扰电流，避免电感在流过较大电流时发生饱和。CAN总线串联的电阻R3，R4，限制CAN总线中电流，防止CAN总线接口器件因过流冲击而损坏。在CAN总线的输入端设置了两个瞬态抑制二极管，出现静电、雷击或其他瞬变干扰时，通过瞬态二极管的放电可以起到保护内部电路的作用。

4 软件设计

单片机软件用C语言编写程序流程框图见图6，主要实现功能如下：

（1） 定时禁止轴角?数字转换模块输出数据刷新，从数字总线读取16位数字绝对角度量，并计算圈数。

（2） 从铁电存储器处读取零点角度和圈数，用绝对角度量和圈数减去零点角度和圈数，得到相对的角度量和圈数。

（3） 响应CAN接收中断，判断信息指令类型，做出相应的处理，通过CAN接口将信息数据发送出去。

（4） 断电前往存储器写入角度位置和圈数，每次上电时读取角度位置。

5 测试数据

为了验证角度变送器性能指标是否满足设计要求，对主要指标进行了测试验证。

（1） 角精度。精度设计指标为2.4′，实际测试为1.7′，具体测试数据见表1。

（2） CAN功能。为了验证CAN总线网络的可靠性、正确性和灵活性，使用CAN总线分析仪从物理层到数据链路层进行了全方位、多层次的测试，测试项目和结果见表2和图7。

6 结 语

电器转正总结例3

三相异步电动机全压启动时，电动机定子绕组直接接入额定电压的电网上，这是一种简单的启动方法，不需要复杂的启动设备，但是全压启动的起动电流大，对电网电压和电动机本身会带来不利影响，因此，全压启动只在小容量电动机中使用。

一、接触器无互锁正反转控制线路

生产机械往往要求运动部件能实现正反两个方向的运动，这要求电动机能做正反向旋转。对于5.5KW以上的电动机，我们可通过接触器来控制电动机的运转。

1. 主电路换相：通过KM1、KM2主触头实现

KM1主触头闭合，电动机正转

KM2主触头闭合，电动机反转

2. 控制电路：

按下SB1KM1线圈得电KM1自锁触头闭合自锁电动机M启动连续正转运转

按下SB2KM2线圈得电KM2自锁触头闭合自锁电动机M启动连续反转运转

3.强调特别注意：KM1和KM2线圈不能同时通电，否则造成三相电源短路

生产实际中没有这样的正反转电路，那么如何解决这个电路的缺点呢？

如何在按下SB1时，KM1通电，KM2不能通电？可以将接触器KM1的动断辅助触点串入KM2的线圈回路中。同理也可以将接触器KM2的动断辅助触点串入KM1的线圈回路。

二、接触器互锁正反转控制线路

1.联锁定义：利用接触器动断辅助触点串联在另一个接触器电路中，使其不能得电动作，这种控制方式称为接触器互锁。

2.工作原理 先合上电源开关QS。

⑴正转控制：

按下SB1KM1线圈得电KM1自锁触头闭合自锁电动机M启动连续正转运转

┖KM1主触头闭合───┚

┖KM1联锁触头分断对KM2联锁

⑵反转控制：

先按下SB3KM1线圈失电KM1动合辅助触头断开┒

┖KM1主触头断开── 电动机M停转。

┖KM1联锁触头恢复闭合，解除KM2联锁

再按下SB2KM2线圈得电KM2自锁触头闭合自锁电动机M启动连续反转运转

┖KM2主触头闭合────┚

┖KM2联锁触头分断对KM1联锁

3.总结线路特点：

电动机从正转变为反转时，必须先按下停止按钮后，才能按反转启动按钮，否则由于接触器的联锁作用，不能实现反转控制。

4、分析寻求解决方法：

接触器联锁正反转控制线路虽然工作安全可靠但操作非常不方便，那么能不能想一种方法解决这个缺点呢？

如果把KM2和KM1常闭触点换成SB1、和SB2复合按钮的常闭触点，如何？（由接触器联锁正反转控制线路的缺点引出按钮联锁正反转控制线路。

三、按钮互锁正反转控制线路

1、工作原理

这个电路是把上个电路中的KM2和KM1动断触点换成SB1、和SB2复合按钮的动断触点。

⑴正转控制：

按下SB1KM1线圈得电KM1自锁触头闭合自锁电动机M启动连续正转运转

┖KM1主触头闭合───┚

┖SB1动断触头断开

⑵反转控制：

按下SB2KM2线圈得电KM2自锁触头闭合自锁电动机M启动连续反转运转

┖KM2主触头闭合────┚

┖SB2动断触头断开

2、总结线路特点：

若使电动机从正转运行变为反转运行时，只要直接按下SB2即可。若使电动机从反转运行变为正转运行时，也只要直接按下SB1即可。得出结论：操作方便

此电路当KM1主触头熔焊或杂物卡住等故障时，即使KM1线圈失电，主触头也分断不开，这时，若按下SB2，KM2得电，主触点闭合，必然造成电源两相短路故障。得出结论：容易产生电源两相短路

3、分析寻求解决办法：

以上两种电路各有其优缺点，，我们做任何事都希望尽量完美，当然设计电路也不例外。能否根据前面两种电路设计一个没有缺点相对完善的电路来实现正反转。把上述两种联锁控制线路看嫩那个否结合在一起在一起？由此引出按钮接触器双重联锁正反转控制线路。

四、按钮接触器双重互锁正反转控制线路

1.工作原理

⑴正转控制：

按下SB1KM1线圈得电KM1自锁触头闭合自锁电动机M启动连续正转运转

┖KM1主触头闭合───┚

┖SB1动断触头断开切断反转控制线路

┖KM1动断触头断开切断反转控制线路

⑵反转控制：

按下SB2KM2线圈得电KM2自锁触头闭合自锁电动机M启动连续反转运转

┖KM2主触头闭合────┚

┖SB2动断触头断开切断反转控制线路

┖KM2动断触头断开切断反转控制线路

2、总结线路特点：

为了避免正转和反转两个接触器同时动作造成相间短路，在两个接触器线圈所在的控制电路上加了电气联锁。即将正转接触器KM1的动断辅助触头与反转接触器KM2的线圈串联；又将反转接触器KM2的动断辅助触头与正转接触器KM1的线圈串联。这样，两个接触器互相制约，使得任何情况下不会出现两个线圈同时得电的状况，起到保护作用。

复合启动按钮SB1，SB2具有机械互锁作用。SB1的动断触头串接在KM2线圈的供电线路上，SB2的动断触头串接在KM1线圈的供电线路上，这种互锁关系能保证一个接触器断电释放后，另一个接触器才能通电动作，从而避免因操作失误造成电源相间短路。按钮和接触器的复合互锁使电路更安全可靠。■

参考文献

电器转正总结例4

中图分类号：U463.46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0255-02

前言

目前，小型乘用汽车转向助力转向器主要分为两大类即：液压助力方式、电助力方式。液压助力方式由于助力值大小难以控制、全时消耗发动机功率等缺点，正逐渐被市场淘汰.电助力转向器正在规模化、大批量生产、其核心部件扭矩＼角度传感器（如图1所示）的装配质量与标定质量直接影响到整个电助力转向系统（图2）的性能以及品质，目前转向器传感器种类主要有占空比式输出、电压式输出、两个种类。

在生产检测线上，需要高精度地对电助力转向器中的传感器进行零扭矩零位置烧写＼标定，也是EPS转向器生产中的核心问题之一，按照HELLA公司的要求需要对标定完成后每一件转向器总成进行在线检测，而转向器总成自身存在很小的空载转动扭矩，如果台架（图3）自身空载扭矩过大，会导致后期转向器总成检测合格率低下。

试件传感器烧写标定过程

如图3所示，通过上图的试验台，对占空比式传感器进行烧写与检测。检测台架由夹头，伺服电机、上下夹头、标定扭矩传感器等元器件组成，该试验台由双工位组成，采用合理的工作流程如图4所示，极大提高了试件的烧写＼检测节拍数。

试件的检测项目为：

1）、0N.m滞后值：计算四次加载力矩为0N.m时T1＼T2（主辅路信号）的最大差异值。

2）、特征点计算：计算要求特征N.m值T1＼T2占空比情况。

3）、对称性： 在范围内0～6N.m、0～-6N.m分别平均采集100个点，并且先将对应点求和后与100做差的最大差异值；

4）、线性度误差

规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差（？Ymax）与满量程输出（Y）的百分比，称为线性度，该值越小，表明线性特性越好。

空载扭矩的动态标定

台架的旋转机构的空载扭矩是机械结构固有的，无法彻底消除的干扰因素，会根据试验台工作时间的长短，气温湿度而，变化幅度在0.5～1N・m之间。已经占到检测工艺加载最大力矩±15N・m的6%，占到起始特征点扭矩±6N・m的16%。如果通过上位机对检测程序进行静态补偿，会出现如下图5所示的状况，会使得在测试中一个方向上进程曲线与回程曲线之间产生滞环，而试件总成的空载扭矩值也会是非恒定的。台架试验的空载扭矩

T总=TA+TB

TA：：试验台架空载扭矩；

TB：：试件总成空载扭矩。

如上图5所示，如果试件出现此种现象，上位机程序会因为两种判断要求判定为不合格，第一种是线性度判定，根据公式计算公式：δ=ΔYmax/ Y*100%，T1、T2信号中δ大于一定值之后，系统会误判断该试件传感器在各个扭矩环境下线性度不一致，从而导致误判试件不合格。第二种判定是通过对P、S信号的游标算法，得出一个可信度百分比，也就是VRES，如果P和S信号相位有偏差，那么迭代算出的可信度VRES值就会降低，也会导致误判试件不合格。

为了排除上诉故障因素，动态标定的步骤是：

1、将试件总成在图4中的第三步，计算ROC值的时候将试件总成的空载扭矩与台架结合时的各个对应角度的扭矩测出dT，存入上位机RAM中；

2、在检测环节之前先将试件进行逆向旋转预加载，加载值需要T预=2×T总；

3、dT预与RAM中dT的改点扭矩值进行比较，算得差值dT’（如图7所示）；

4、正向方向预加载同理；

5、对试件进行正反方向扭矩加载；

6、回程时候扣除差值得到得到真实扭矩曲线。

经过修正过的加载幅值可以很好的杜绝系统误判断的发生，也可以有效的避免静态标定所带来的不足。预加载需要占用标定检测线一定的节拍数，所占用的时间以及幅值取决于在计算ROC值中所获取到的试验台架和试件总成的空载扭矩，可以根据检测精度以及适应节拍数进行相应调整。同时可以通过检测台架轴承单元布置优化、改善试件总成装配工艺以提高烧写＼检测节拍数。

总结

动态标定空载扭矩可以高精度的完成对EPS试件传感器精度的检测，有效的克服了，试验台架、试件总成在不同温度、不同装配手段导致的空载扭矩不一致现象，最大限度的降低了误判断率，提高了产品的合格率。此方法也有很强的通用性，对于高精度、低量程的扭矩测试应用场合有很强的通用性，其他类似场合也可以参照此方案的检测结构执行。

参考文献

[1] 李寅.基于巨磁电阻的转向传感器的研究[J].科技传播. 2011（07）

[2] 李浩，徐衍亮.电动汽车方向盘绝对角位置传感器的研究[J].传感器与微系统. 2011（03）

电器转正总结例5

LM12H458是高集成度的数据采集系统?DAS?芯片，它将采样保持、A／D转换集成在一块芯片内，从而大大减少了电路的设计。其8路模拟信号输入既可作为单端输入，又可两两组成差分输入。器件内部提供的一个2．5V参考电压、8×48bit指令RAM和32×16bit的FIFO大大减小了微处理器的负担。LM12H458的工作电压为3～5．5V，功耗小于34mW，待命模式下的功耗只有50μW。此外，LM12H458还有如下主要性能：

有三种工作模式：分别为带符号的13位模式、带符号的9位模式和看门狗模式；

有8个模拟信号输入通道，模拟信号可单端输入，也可差分输入；

内置采样保持和2．5V参考电压；

内含32×16bit的FIFO；

采样时间和转换速率可编程；

具有自校准和诊断模式；

带有8位或16位数据总线。

2 引脚功能和功能说明

LM12H458的引脚功能如表1所列。图1为其内部功能框图。LM12H458是一个多功能数据采集系统，其内部的电荷重分配ADC采用电容梯形网络代替普通的电阻梯形网络，并使用逐步逼近寄存器的DAC使VREF－和VREF＋之间产生一个中间电压，该电压与输入的采样电压相比较可产生数字输出的每一位，中间电压的个数和比较的次数对应于ADC的分辨率，通过校准ADC中的电容网络可校准数字输出的每一位精度。LM12H458有两种不同的校准模式：一种是补偿偏移电压或零误差，在该模式下只测量一次偏移误差，并依此建立修正系数；另一种为修正偏移误差和ADC线性误差，称为全校准。将该模式下的偏移误差测量八次，并取平均值即可建立修正系数。上述两种模式的修正系数被存贮在内部的偏移修正寄存器中。LM12H458的线性修正是通过修正内部DAC的失配电容获得的，在LM12H458内部ROM中存有校准算法，可对每一个电容校准8次并取平均值，从而产生线性修正系数。一旦校准后，内部算术逻辑单元（ALU）即可使用偏移误差修正系数和线性修正系数来修正每一次的转换结果。看门狗模式用于监控单端输入或差分输入信号的幅值。每个采样信号都有上下两个门限，输入信号高于或低于某一门限值都会产生中断。

表1 LM12H458的脚符号及功能

引脚号符  号功      能1，12VA+，VD+模拟电源和数字电源2～11，13～18D0～D15双向数据总线，总线宽度由BW决定。BW=1，总线宽度为8bit，BW=0，总线宽度16bit19RD读信号输入20WR写信号输入21CS片选输入22WR地址锁存，用于总线复用的系统中23ALE外部时钟输入，频率范围为0.05MHz～10MHz24～28A0～A4地址线29SYNC同步输入/输出，当配置寄存器的“I/O选择”位清零时，SYNC为输入；而当“I/O选择”位置为1时，SYNC为输出。30BW总线宽度设定位，BW=1时，总线宽度为8bit，BW=0时，总线宽度为16bit31INT中断输出，低电平有效32DMARQDMA请求输出，高电平有效33GND接地34～41IN0～IN7模拟信号输入通道42VREF-负参考电压输入，电压范围为0～VREF-43VREF+正参考电压输入，电压范围0～VA+44VREFOUT内部2.5V参考电压输出LM12H458是一个多功能数据采集系统，内部有28个16bit的寄存器，各个寄存器的功能如下：

配置寄存器是DAS的控制中心，可用于控制序列器的启动和停止、复位RAM指针和标志、设置待命状态、校准偏移和线性误差、选择RAM区等。

指令RAM分为三个区：指令区、门限1区、门限2区。每一条指令（48bit＝3X16bit）分散在三个16比特字宽的RAM区中，三个区的选择可由配置寄存器2bit的RAM指针来控制。指令区可设置通道的选择、工作模式、采样时间和循环位。其它两个区用于设置上下门限值。DAS可从指令0连续执行所有设置的指令，执行的最后一条指令的循环位为1时，再返回到指令0。指令执行期间，微处理器不能访问指令RAM，只有处理器终止指令循环后才可访问。

FIFO为只读寄存器，可用于存储转换结果。

中断使能寄存器可使用户激活8个中断源，该寄存器的高字节与中断1、2有关。

图2 LM12H458与80C51的接口电路

    中断状态寄存器和门限状态寄存器用于指示DAS中断源和输入信号是否超过上门限或下门限。

定时寄存器用于设置指令执行前的等待时间。而指令寄存器的bit9可使能或禁止插入等待时间。

LM12H458有8个中断源，各中断具有同等的优先级别，中断使能寄存器可使能或禁止相应的中断，当发生中断时，中断状态寄存器相应的位置1。各个中断对应的功能如下：

INT0：模拟输入信号在规定的门限值以外产生中断。

INT1：序列发生器执行到某条指令时，该指令地址等于中断使能寄存器中bit8～bit10设定的值时，产生中断。

INT2：A／D转换的结果保存在FIFO，当FIFO中转换结果的个数等于中断使能寄存器比特11～15中设定的值时，产生中断。

INT3：完成单次采样自动校准后产生中断。

INT4：完成一次完整的自校准后产生中断。

INT5：执行时，指令暂停位为1时产生中断。

INT6：电源指示中断，当芯片供电电压小于4V时，产生中断。

INT7：在从等待模式返回10ms后产生中断。

图3 编程流程图

3　应用

3．1 硬件电路设计

LM12H458灵活的总线接口简化了与多种微处理器的接口，它既可与8位处理器相连，又可方便地与16位微处理器相连。图2为AT89C51与DAS的接口电路图。该电路采用全地址译码方式来产生DAS的片选信号CS，其DAS映射的地址空间为0000－001F，数据总线宽度为8bit。图中的74HC373用于锁存低8位地址，而8bit幅度比较器则可用来对高8位地址进行译码，通过比较地址与地址范围所选择的输入逻辑可产生U5（74HC138）的选通信号，74HC138的Y0可作为DAS的片选信号。DAS的INT端口用于驱动AT80C51的中断INT0，同时它还允许DAS请求中断服务。

3．2 软件编程

电器转正总结例6

LM12H458是高集成度的数据采集系统DAS芯片，它将采样保持、A／D转换集成在一块芯片内，从而大大减少了电路的设计。其8路模拟信号输入既可作为单端输入，又可两两组成差分输入。器件内部提供的一个2．5V参考电压、8×48bit指令RAM和32×16bit的FIFO大大减小了微处理器的负担。LM12H458的工作电压为3～5．5V，功耗小于34mW，待命模式下的功耗只有50μW。此外，LM12H458还有如下主要性能：

有三种工作模式：分别为带符号的13位模式、带符号的9位模式和看门狗模式；

有8个模拟信号输入通道，模拟信号可单端输入，也可差分输入；

内置采样保持和2．5V参考电压；

内含32×16bit的FIFO；

采样时间和转换速率可编程；

具有自校准和诊断模式；

带有8位或16位数据总线。

2 引脚功能和功能说明

LM12H458的引脚功能如表1所列。图1为其内部功能框图。LM12H458是一个多功能数据采集系统，其内部的电荷重分配ADC采用电容梯形网络代替普通的电阻梯形网络，并使用逐步逼近寄存器的DAC使VREF－和VREF＋之间产生一个中间电压，该电压与输入的采样电压相比较可产生数字输出的每一位，中间电压的个数和比较的次数对应于ADC的分辨率，通过校准ADC中的电容网络可校准数字输出的每一位精度。LM12H458有两种不同的校准模式：一种是补偿偏移电压或零误差，在该模式下只测量一次偏移误差，并依此建立修正系数；另一种为修正偏移误差和ADC线性误差，称为全校准。将该模式下的偏移误差测量八次，并取平均值即可建立修正系数。上述两种模式的修正系数被存贮在内部的偏移修正寄存器中。LM12H458的线性修正是通过修正内部DAC的失配电容获得的，在LM12H458内部ROM中存有校准算法，可对每一个电容校准8次并取平均值，从而产生线性修正系数。一旦校准后，内部算术逻辑单元（ALU）即可使用偏移误差修正系数和线性修正系数来修正每一次的转换结果。看门狗模式用于监控单端输入或差分输入信号的幅值。每个采样信号都有上下两个门限，输入信号高于或低于某一门限值都会产生中断。

表1 LM12H458的脚符号及功能

引脚号符 号功 能1，12VA+，VD+模拟电源和数字电源2～11，13～18D0～D15双向数据总线，总线宽度由BW决定。BW=1，总线宽度为8bit，BW=0，总线宽度16bit19RD读信号输入20WR写信号输入21CS片选输入22WR地址锁存，用于总线复用的系统中23ALE外部时钟输入，频率范围为0.05MHz～10MHz24～28A0～A4地址线29SYNC同步输入/输出，当配置寄存器的“I/O选择”位清零时，SYNC为输入；而当“I/O选择”位置为1时，SYNC为输出。30BW总线宽度设定位，BW=1时，总线宽度为8bit，BW=0时，总线宽度为16bit31INT中断输出，低电平有效32DMARQDMA请求输出，高电平有效33GND接地34～41IN0～IN7模拟信号输入通道42VREF-负参考电压输入，电压范围为0～VREF-43VREF+正参考电压输入，电压范围0～VA+44VREFOUT内部2.5V参考电压输出LM12H458是一个多功能数据采集系统，内部有28个16bit的寄存器，各个寄存器的功能如下：

配置寄存器是DAS的控制中心，可用于控制序列器的启动和停止、复位RAM指针和标志、设置待命状态、校准偏移和线性误差、选择RAM区等。

指令RAM分为三个区：指令区、门限1区、门限2区。每一条指令（48bit＝3X16bit）分散在三个16比特字宽的RAM区中，三个区的选择可由配置寄存器2bit的RAM指针来控制。指令区可设置通道的选择、工作模式、采样时间和循环位。其它两个区用于设置上下门限值。DAS可从指令0连续执行所有设置的指令，执行的最后一条指令的循环位为1时，再返回到指令0。指令执行期间，微处理器不能访问指令RAM，只有处理器终止指令循环后才可访问。

FIFO为只读寄存器，可用于存储转换结果。

中断使能寄存器可使用户激活8个中断源，该寄存器的高字节与中断1、2有关。

图2 LM12H458与80C51的接口电路

中断状态寄存器和门限状态寄存器用于指示DAS中断源和输入信号是否超过上门限或下门限。

定时寄存器用于设置指令执行前的等待时间。而指令寄存器的bit9可使能或禁止插入等待时间。

LM12H458有8个中断源，各中断具有同等的优先级别，中断使能寄存器可使能或禁止相应的中断，当发生中断时，中断状态寄存器相应的位置1。各个中断对应的功能如下：

INT0：模拟输入信号在规定的门限值以外产生中断。

INT1：序列发生器执行到某条指令时，该指令地址等于中断使能寄存器中bit8～bit10设定的值时，产生中断。

INT2：A／D转换的结果保存在FIFO，当FIFO中转换结果的个数等于中断使能寄存器比特11～15中设定的值时，产生中断。

INT3：完成单次采样自动校准后产生中断。

INT4：完成一次完整的自校准后产生中断。

INT5：执行时，指令暂停位为1时产生中断。

INT6：电源指示中断，当芯片供电电压小于4V时，产生中断。

INT7：在从等待模式返回10ms后产生中断。

图3 编程流程图

3　应用

3．1 硬件电路设计

LM12H458灵活的总线接口简化了与多种微处理器的接口，它既可与8位处理器相连，又可方便地与16位微处理器相连。图2为AT89C51与DAS的接口电路图。该电路采用全地址译码方式来产生DAS的片选信号CS，其DAS映射的地址空间为0000－001F，数据总线宽度为8bit。图中的74HC373用于锁存低8位地址，而8bit幅度比较器则可用来对高8位地址进行译码，通过比较地址与地址范围所选择的输入逻辑可产生U5（74HC138）的选通信号，74HC138的Y0可作为DAS的片选信号。DAS的INT端口用于驱动AT80C51的中断INT0，同时它还允许DAS请求中断服务。

3．2 软件编程

电器转正总结例7

此外，仍然常见人们认为正向电压是影响功耗的主要因素，反向漏电流则没那么重要；而这不再必然是对的。例如，如果升压转换器的输出电压远高于输入电压，就导致占空比会极大。升压转换器的占空比越大，肖特基二极管的反向偏置时间就越长。除了占空比更大，升压转换器的输出电流也会达10～40mA。这通常是升压转换器用于无线设备的LED背光应用的案例。表1中比较了安森美半导体优化了升压的肖特基二极管（器件1）与另一款市场上常见的低正向电压肖特基二极管（器件2）。虽然器件2的正向电压低24%，但功耗高39%。

表1中，功耗PD采用下面的方程式计算。

其中，D为升压转换器的占空比，PD为肖特基二极管功耗，Vout为升压转换器输出电压，Vin为升压转换器输入电压，IF为肖特基二极管平均正向电流，VF为电流为IF时的肖特基二极管正向电压，IR为肖特基二极管在Vout电压时的反向漏电流。

计算功耗的第一步是计算占空比。表1中器件2的值将用于计算占空比。在无线设备中，输入电压/电池电压可能低至2.5V。输出电压取决于LED的配置。一种常见的LED配置是单串10颗LED。白光LED的正向电压约为3.3V。基于这个配置，输出电压就是33V。器件2在电流为10mA时的正向电压为0.2V。在方程式1中代入这些值时，就得到占空比为92.5%。这表示肖特基二极管将在92.5%的时间内为反向偏置，仅在7.5%的时间内正向偏置。现在用表1中的器件2的值来计算功耗。当器件反向偏置时，电压为33V，漏电流约为100μA。器件反向偏置时的功耗就是3.3mw。现在来看看器件正向偏置的情况，电压为200mV，电流为10mA。这就可以得到正向偏置功耗为2mW。当结合这些值以及各种偏置的百分比时，就可以发现反向偏置产生的功耗是3.05mw，正向偏置为0.15mW。这示例显示，事实上大多数功耗是漏电流产生的。

上面的示例假定正向电流为10mA。重要的是记住，随着正向电流上升，正向偏置条件下耗散的功率就会增加得越多。然而，反向偏置功耗仍保持不变。根据这情况，可以得出结论，系统设计人员需要更多的低输出电流升压转换器而非大电流升压转换器中的肖特基二极管的漏电流，以将总功耗降至最低。

电器转正总结例8

中图分类号：TM33；TP273

现代战场环境日益复杂，对导弹、智能弹等制导武器提出了全新的要求，为了适应未来战争的需求，需要制导武器具有更高的精度，更好的机动性以及稳定性。而舵机作为制导与控制系统的重要组成部分和执行机构[1]，其性能的好坏直接决定着飞行过程的动态品质。

传统的直流伺服系统由电流环、速度环和位置环三部分组成。但在舵机伺服系统中，由于系统本身体积的限制，再加上系统对控制性能要求高，因此采用电流环与位置环双闭环控制结构，节省了直流电机内部的测速电机，并且，两环的控制结构在带宽上大大高于三环结构。

在新型直流伺服系统研制中，建立准确，简洁的仿真模型对研制实物样机具有重要作用，通过仿真模型检查设计参数，调整控制方案，提高研制效率。本文利用MATLAB/Simulink工具建立了一套直流伺服系统仿真模型，最后通过试验将仿真结果与试验数据进行对比，得出结论。

1 总体设计

舵机控制采用全电动舵方案，通过伺服电机控制舵机舵偏角。四个舵机控制共用一个CPU，该CPU用于接收舵偏角指令信息和实际舵偏角信息，并按照设计要求对舵偏角进行指令跟踪。

舵机系统主要由控制器和驱动机构组成，系统正常工作时，舵机控制器接受制导计算机给定的舵面偏角信号，并驱动舵面偏转，保证舵面在规定的响应时间内以一定的精度趋近给定偏角，同时将当前舵面的实际偏转角反馈给制导计算机。控制器则采用PWM控制方式，通过调整PWM脉冲宽度，实现舵面的控制。

图中，G1（S）和G2（S）分别为控制器传递函数和矫正环节的传递函数，J为折算到电动机转轴的总转动惯量，Ra为电动机内阻，KE和KT分别为电动势常数和转矩系数，TL为负载转矩。

2 系统设计实现

2.1 系统硬件设计。本文是以TI公司的32位浮点DSP芯片28335为核心，设计的舵机直流伺服系统。系统对4个舵机进行闭环控制，在接收飞控指令的同时发送实验数据到测试系统[3]。

系统主要由DSP控制单元和舵机单元构成，舵机单元还包括了驱动电路，采样电路，减速机构等。

DSP完成控制运算，数据通讯，A/D采样和PWM输出等功能。驱动功率电路实现对舵机的驱动控制。采样电路选用电位器作为位置传感器，对检测的电机电流信号，经滤波处理后，由A/D采样电路送到DSP中参与运算。伺服系统硬件结构图如图2所示。

2.1.1 位置反馈电路设计。位置反馈电路采用精密电位器反馈实际舵面位置，将舵面位置信号以直流电压信号形式输出，在电位器两端通过串联电阻进行电压限位，输出的信号通过无源RC低通滤波器进行滤波，再将反馈信号通过运算放大器进行电压跟随，对经过上述程序处理后的舵面位置信号经过A/D采样电路送到DSP中参与运算[4]。反馈采样电路如图3所示。

2.1.2 电流采样电路设计。电流采样通过电阻检测实现，利用采样电阻，将电流信号转化为电压信号，经过放大和滤波，送给DSP的A/D采样单元，转换后的电流信号用以产生控制舵机的PWM信号。

2.1.3 减速器设计。由于电动舵机系统空间小，电机自身又具有较高的转速，为了实现更好的减速效果，舵机控制系统采用二级减速机构，第一级采用电机内置减速器，第二级采用蜗轮蜗杆结构减速器。减速器的总速比为两级减速器个速比的乘积。

2.2 系统软件设计。控制器软件主要完成位置反馈信号读取、CAN协议控制、位置控制器解算等功能。

2.2.1 主程序设计。主程序主要完成的功能是循环处理舵面位置和电流数据，进行电流环与位置环的调节。主程序流程图如图4所示。

2.2.2 CAN协议控制。CAN协议控制软件主要包括CAN控制器的初始化、总线信息的接受、信息的打包发送等内容。

CAN控制器在完成初始化工作后进入正常工作模式，在正常模式中，伺服控制器采用中断方式接收总线信息，并对信息进行判断，如需应答，控制器软件对应答信息打包并发送至CAN总线。

3 系统仿真建模

伺服系统主要由电机、采样率波电路、伺服控制器和传动机构组成，其仿真模型如图5所示。

3.1 电机仿真模型。直流电机仿真模型依据电机方程[5]经拉普拉斯变换后可得，仿真模型如图6所示。

其中，U为电枢电压，La为电枢绕电感，Ra为电枢电阻，ia为电枢绕组电流，E为电机反电动势，Ke为反电动势系数，ω为电机转速，Te为电机电磁转矩，Kt为电机转矩系数，TL为负载转矩，J为电机与负载折合到电机轴上的转动惯量，B为总粘性摩擦系数。

3.2 采样滤波电路仿真模型。采样率波电路选择无源RC低通滤波器，若时间常数为2ms和1ms，其仿真模型如图7所示。

3.3 控制算法仿真模型。本文采用电流、位置双闭环结构，位置环采用PID控制方式，电流环采用电流截止负反馈。控制算法仿真模型如图8所示。

其中，EP为控制指令与舵偏角之差，I_lim为电流限位值，If为反馈电流。

3.4 传动机构仿真模型。传动机构仿真模型是根据实测空回数据，在仿真模型上建立的非线性环节。

4 仿真与试验结果对比

本文利用MATLAB/Simulink工具，在同一界面中对飞控指令、仿真数据与实测数据进行对比，用来验证系统的动态性能和仿真模型的准确度[6]。

若分别给定一个频率1Hz，幅值2°的正弦信号和一个幅值1°的阶跃信号，其响应曲线分别如图9，10所示。

图中，CH1为飞控指令，CH2为仿真曲线，CH3为实测曲线。由图可知，仿真曲线与实测曲线中存在约60ms的平顶区域，这是由于在仿真模型中考虑到实测空回，加入了非线性环节所致。

由上图可以看出，系统的跟踪性能良好，运行可靠，仿真数据与试验数据基本一致，可知，仿真模型准确。

5 结束语

本文考虑到实际舵机的设计需求，在没有降低舵机性能的基础上省略了速度环，采用电流环与位置环双闭环结构，并通过仿真数据与实测数据对仿真模型进行了验证，并通过仿真模型设计实物样机。通过实验验证，该系统满足了指标要求，并且运行稳定，可靠性高，具有一定的工程价值。

参考文献：

[1]张元.基于DSP的小型电动舵机伺服控制系统研究[D].南京：南京理工大学，2012.

[2]景涛.基于DSP的电动舵机伺服控制[J].信息技术，2013（5）：12-15.

[3]杨永亮，吴小役，赵志勤.一种电动舵机伺服系统仿真与设计[J].火炮发射与控制学报，2012，3（9）：48-50.

[4]林忠万.基于DSP的导弹舵机伺服控制系统的研究[D].西安：西北工业大学，2004.

[5]林辉，王辉.电力电子技术[M].武汉：武汉理工大学出版社，2002.

电器转正总结例9

简介

由于能效、环境问题及遵守新的能耗规定的必要性，对节能型工业和家用电器的需求最近也在攀升。这些规定迫使人们为洗衣机、空调压缩机系统和风机等电器开发节能电机。据估计，电动机消耗的电力占工业应用消耗的总电力的70％以上，美国电力研究协会研究显示，超过60％的工业电机以低于它们的额定负荷容量运行。

交流感应电机(ACIM)在工业和消费电子中的流行有很多原因(见图1)。它们非常简便(它们没有刷子)，不但制造成本低，而且功能强大，几乎不需要维护。它们的生产已经有一些年头，因此它们的构造极度优化。在过去，这类电机的运行一直不需要速度控制，而且为了达到理想的结果而频繁启动和停止。这一过程使用的大约50％的电力都被浪费。

现在，人们在考虑很多新的减少ACIM的电力消耗的方法，包括新的电机效率技术。利用模拟电机电路的数字控制，系统成本和功耗可以大大降低。本文描述了基思卡尔MC56F8013／23数字信号控制器(DSC)的三相AC感应电机矢量驱动解决方案，为消费和工业电机驱动充分利用经济高效的解决方案的优势。

三相交流感应电机

ACIM是旨在从三相交流电源中运行的旋转电机。每个定子的内部外设中的插槽都包含一个三相绕组。每个绕组中的顺序都进行分配，这样定子绕组中的电流就在气隙的外设周围产生一个近似正弦曲线分布的磁通密度。当时间呈正弦曲线分布、但又以120度交错放置在相位中的三个电流流经三个对称放置的绕组时，就会产生放射状气隙绕组磁通密度，它们也呈正弦曲线分布在气隙周围，以相当于定子电流角频率的角速度旋转。

最常见的感应电机类型有一个鼠笼转子，其中，铝导线或铝条铸入转子外设的插槽中。转子的两端均使用铸铝端环形成铝导线或铝条短路，铸铝端环也可用作风机。因为正弦曲线分布磁通密度波由定子励磁电流掠过转子导线产生，所以在导线中产生电压，最终产生短路转子条中的正弦曲线分布电流。因为这些短路铝条具有低电阻，所以只要求磁通波的角速度和两极转子的机械角速度之间的相对较小的角速度来生成必要的转子电流。相对角速度叫作滑流速度。正弦曲线分布的气隙磁通密度和感应转子电流间的交互生成转子上的扭矩。

AC感应电机的矢量控制

为了实现三相AC感应电机中的可变速度运行，必须为电机提供可变电压和可变频率。现代三相可变速度驱动(VSD)都配有数字控制的开关逆变器，可以极大地降低系统总功耗。使用可变速度驱动可以节省最多60％的电力，资源利用率可以提高三到四倍，能够实现以前不可能实现的功能。可变速度驱动的功率范围在电冰箱压缩机中为0.2～0.4kW，在洗衣机中为0.8-1kW，在住宅和公共服务的电气驱动中(例如多层住宅的冷水和热水泵、中继线中的冷水管道等)为3～100kW。

控制算法可以分为两大类。第一类是标量控制，恒定电压／频率控制是非常流行的控制方法。另一类是矢量或磁场定向控制(FOC)，矢量控制方法能够提供比标量控制更高的驱动性能。FOC的优势包括更高效率、完全扭矩控制、磁通和扭矩控制分离、动力学改进等。

FOC算法的基本理念是将定子电流分解为生成磁通的部分和生成扭矩的部分。两个部分可以在分解后分别控制。这样，电机控制器的结构就与分别激振的DC电机的结构一样简单。图2显示了AC感应电机的矢量控制的基本结构。

要执行矢量控制，必须采取以下这些步骤：

・测量电机参量(相位电压和电流)；

・使用Clarke转换，把它们转换成二相系统(α，β)；

・计算转子磁通空间矢量幅值和位置角度；

・使用Park转换，把定子电流转换成d―q参考帧；

・分别控制生成定子电流扭矩(isq)的部分和生成磁通(isd)的部分；

・使用去耦模块计算输出定子电压空间矢量；

・使用Park逆转换，转换定子电压空间矢量，把d-q参考帧转换回用定子固定的二相系统；

・使用空间矢量调制(SVM)，生成输出三相电压。

要把电流分解为生成磁通的部分和生成扭矩的部分(isd、isq)，我们需要知道电机磁通的位置。这需要与转子连接的速度或位置传感器传感准确的速度信息。增量编码器或解析器被作为矢量控制驱动的位置传导器使用。在成本敏感的应用中(如洗衣机)，测速发电机被广泛采用。然而在有些应用中，并不需要使用速度／位置传感器。目的并不是直接测量速度／位置，而是采用某些间接方法，估算转子位置。那些没有采用速度传感器的算法被称为“无传感器控制”。

矢量控制算法描述

已实施的控制算法的概述框图请见图3。与其他面向矢量控制的方法一样，它能够分别控制感应电机的励磁和扭矩。控制的目的是为了调节电机速度，速度命令值由高级控制进行设置。该算法在两条控制回路中实施，快速内部控制回路实施采用125μs周期，慢速外部控制回路的实施采用1毫秒周期。

为了实现感应电机控制，该算法使用一组馈入信号。基本馈入信号是DC总线电压、三相定子电流，它们是从DC总线电流和电机速度重构而来。为了实现正确操作，控制结构要求电机轴上有速度传感器。在提供算法的情况下，使用增量编码器。

快速控制回路实施两个独立电流控制回路，它们是直轴和正交轴电流(isd、isq)PI控制器。直轴电流(isd)用于控制转子磁通，正交轴电流(isq)对应电机扭矩。电流PI控制器的输出用去耦定子电压的相应d和q轴部分进行汇总，这样我们就获得了应用于电机的定子电压的理想空间矢量。快速控制回路执行所有必要任务，支持定子电流部分的独立控制。这些功能模块包括：

・三相电流重构；

・前向Clark转换；

・前向和后向Park转换；

・转子磁化通量位置估算；

电器转正总结例10

1、 风机的减振器受力不均

表现形式为减振器压缩高度不一致，风机静态时倾斜，运转时摆动。风机的减振器受力不均会增加风机韵噪声，降低风机的使用寿命。

原因分析

同规格的减振器自由高度不相等；弹簧减振器的弹簧中心线水平面不垂直、不同心； 每支减振器在同一高度时，受力不均；减振器的规格尺寸选用不当，应根据有关手册或厂家的样本选用；减振器布置的位置重心偏移。

2、自动卷绕式过滤器运转不正常

表现为过滤器滤料走偏，滤料不能自动卷绕。 过滤器的不正常运转会严重影响空调系统的使用效果。

原因分析

过滤器的框架在空调器内安装得不平整； 上滤料筒与下滤料筒不平行； 过滤器的滤料卷得松紧不一； 压差调节装置不灵敏；

3、风机盘管的管道连接不当

表现为风机盘管的冷(或热)水支管连接处漏水，凝结水盘内凝结水排不出而外溢。 由于冷、热水及凝结水漏水，对于卧式暗装风机盘管将会造成吊顶等装饰构件污染、损坏。

原因分析

有些生产风机盘管的厂家由于质量低劣，出现滴水盘的排水口上端高出盘顶。风机盘管与冷、热水支管采用硬连接，如套制的螺纹有一点偏斜，就会造成盘管接口损坏而漏水；一般采用半硬连接的经过退火的紫铜管或软连接的高压橡胶管等； 凝结水管的坡度反坡或坡度过小，凝结水不能排泄，而从凝结水盘外溢；

4、离心式风机运转不正常

表现为风机试运转时产生跳动、噪声大、叶轮扫瞠、三角皮带磨损及启动电流大等异常现象。 风机不能正常运转，会影响到整个系统的使用，如不进行处理，将缩短风机的使用寿命。

4.原因分析

三角皮带过紧或过松；皮带的松紧度用手敲打已装好的皮带中间，稍有跳动为准或用手往下按，其按下的距离为皮带的厚度为宜；同规格的皮带周长不相等；三角皮带轮轮毂部断面尺寸与三角皮带不配套；风机的转子质量不均匀，静平衡性能差；三角皮带传动的风机，其皮带轮宽、中心平面位移和传动轴水平度超差；风机安装就位后，必须用方水平对其传动轴的水平度进行检查，在轴承水平中分面上相距180º的两个位置进行检测，其允许偏差≯0.02‰；皮带轮轮宽中心平面位移，应在主、从动皮带轮端面拉线后用钢板尺测量，其允许偏差≯1mm；电动机直联传动的风机，其联轴器同心度超差，其允许偏差，径向位移为十万分之零点零五，轴向位移为十万分之二；

5、 离心式通风机出口风量不足

风机的电机运转电流比额定电流相差较多，系统总风量过小导致系统的总风量不足，空调或洁净房间的湿温度或洁净度无法保证。

原因分析

设计选用的风机压力过小； 风机的实际转数与设计要求的转数不符；风机转数丢转过多；系统的总、干、支管及风口风量调节阀没有全部开启； 风管系统设计不合理，局部阻力过大；风机的叶轮反转。

6、空调制冷机组冷量不足

制冷压缩机本体运转无明显异常现象，但空调房间温度降不下来这样必不能满足生产工艺或工作人员舒适的要求。

原因分析

制冷剂不足可从膨胀阀处听到有间断的液体流动声，严重不足时，将在膨胀阀后的管道上出现结霜现象；热力膨胀阀和感温包安装不合适；制冷系统有泄漏部位；制冷剂充灌得不足；冷凝器的冷却水量不足或冷却水温偏高；热力膨胀阀开度不适当；一般要求膨胀阀应垂直安装，感温包安装在回气管道的水平部位；在有集油弯头的情况下，感温包应安装在集油弯头之前；当蒸发器出口处设有气液交换器时，感温包应安装在气液交换器之前。

7、空调制冷压缩系统运转不正常

压缩机的排气压力过高或过低，吸气压力过高或过低，高、低压继电器经常动作，压缩机启动后90 s内突然停车及油压过低。 空调制冷压缩机不能正常运转，空调系统所需要的冷量无法保证，系统不能投入运行。

原因分析

吸气阀开启过大；吸气阀片、阀门座、活塞环渗漏；卸载装置失灵，或空调负荷减少；吸气过滤器堵塞；系统制冷剂充入不足；空气进入制冷系统；冷疑器冷却水量不足，制冷剂充入量过多，以致积人冷凝器减少冷凝面积；管壳式冷凝器封头盖水路隔板漏水，使水流短路；排气阀未开足；冷却水量过多及排气阀片渗漏；油泵有故障；油压调节过低；油过滤器堵塞及压缩机在高真空下运转；高、低压继电器压力值调整得不适当；吸气阀未开。

8、通风、空调系统实测总风量过小

风机和电机的转数正常，风机运转无异常现象，电机运转电流过小，与电机的额定电流相差较大，各送风口(或排风口)出口风速很小。 系统总风量达不到设计要求，通风、空调系统的其它参数无法保证，影响系统的正常运转。

原因分析

风阀的质量不高，风阀的叶片脱落；空调器内的空气过滤器、表面冷却器、加热器堵塞；设计选用的空调器不当；总风管及各支风管的风量调节阀关闭或开度不大； 风管系统设计不合理，局部阻力过大；设计选用的风机全压过小。

9、通风、空调系统实测的总风量过大

风机运转正常，电机运转电流超过额定电流，各风口的出口风速较大。 通风、空调系统在试车或试验调整过程中，如电机长时间处于超负荷运行，电机将会烧毁。

原因分析

对于空气洁净系统是由于系统总风管无调节阀或调节阀失灵；各级空气过滤器的初阻力小； 风机选用不当造成的。

以上对空调设备在安装和调试过程中常见问题做了分析，希望在施工过程中为施工单位提供帮助以减少错误的发生。

参考文献：

1.通风与空调工程常见问题及防范李燕臣 《建设监理》 2008 第1期

2.浅谈中央空调工程监理体会 林茂 2007 山西建筑

3.中央空调末端设备选择时应注意的几个问题 李浙 《冷藏技术》 2000 第3期