重要部件介紹
(1)變壓器
變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器等。
(2)單相橋式整流電路
整流電路在工作時,電路中的四只二極管都是作為開關運用,根據電路圖可知:當正半周時,二極管D1、D3導通(D2、D4截止),在負載電阻上得到正弦波的正半周;當負半周時,二極管D2、D4導通(D1、D3截止),在負載電阻上得到正弦波的負半周。
(3)LM7812
LM7812是指三段穩壓集成電路IC芯片元器件,適用于各種電源穩壓電路,輸出穩定性好、使用方便、輸出過流、過熱自動保護
LM7812是指三段穩壓集成電路IC芯片元器件,適用于各種電源穩壓電路,輸出穩定性好、使用方便、輸出過流、過熱自動保護。
(4)雙限比較器
電路由兩個LM258組成一個窗口比較器。當被比較的信號電壓Uin位于門限電壓之間時(UR1《Uin《UR2),輸出為高電位(UO=UOH)。當Uin不在門限電位范圍之間時,(Uin》UR2或Uin《UR1)輸出為低電位(UO=UOL),窗口電壓ΔU=UR2-UR1。它可用來判斷輸入信號電位是否位于指定門限電位之間。
LM358
LM358是雙運算放大器。內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的運算放大器,適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用,也適用于雙電源工作模式,在推薦的工作條件下,電源電流與電源電壓無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。
(5)繼電器
繼電器是具有隔離功能的自動開關元件,廣泛應用于遙控,遙測,通訊,自動控制,機電一體化及電力電子設備中,是最重要的控制元件之一。繼電器實質是一種傳遞信號的電器。
電子開關與繼電器相比,不如繼電器。因為繼電器有以下好處:
1.與開關配合,實現了自動控制;
2.實現了控制回路與主回路的電氣隔離;
3.觸點電壓電流都比較大。
調試
在初步的設計完電路后,使用仿真軟件進行仿真,發現有很多問題,電路無法運行過去,因此我組進行分區域排除。
(1)首先對電源部分,使用示波器與電壓表進行測試,并進行元件參數的改變,結果如下圖所示:
(2)基準電壓的調試,它主要是靠穩壓二極管來穩定電壓,不管輸入電壓為多少,其都為穩壓二極管的電壓值,開始時發現穩壓二極管沒有起到應有的作用,無法對電壓進行穩定,經過電壓表的測定后,發現其穩壓值太低,因此查閱相關數據,選擇了IN600B的穩壓二極管,可以滿足基準電壓的幅值。
(3)調試到電磁繼電器時,發現無論輸入電壓是多少,繼電器都是處于閉合狀態,無法使其工作,將開關吸合住,也就無法起到過\欠壓切斷電路的作用,經過小組討論與數據測試后發現,原因是電磁繼電器兩端電壓無法達到其工作電壓,因此其始終不工作,在更換繼電器型號后,此問題也被解決。
(4)發光二極管的發光問題,在改變輸入電壓值后,發現其發光不可控,準確的說是其發光不按照一開始設計的要求進行發光,在經過前面的問題處理后,就先進行了發光二級管兩端電壓的測試,發現根本無法達到工作電壓,經過測試,發紅光二極管的工作電壓大概在1.6v左右,因此將與二極管串接的電阻值改小,使二極管兩端電壓達到工作電壓,問題也就圓滿解決。
仿真
(1)、欠電壓狀態為了模擬欠電壓狀態,我們人為的將輸入電壓改為150v,并且用電壓表測量了欠壓部分反相輸入端電壓Ui,得到如下圖所示結果:
從圖中可以看出,電壓Ui=6.476V小于基準電壓7.89V,報警電路LED2綠燈亮,表示此時電網欠電壓。可見,此時的仿真結果與我們假設并改變的電網電壓170V為欠電壓相一致。
(2)過電壓狀態
人為的將輸入電壓改為300V,模擬過電壓狀態,用電壓表測量過壓部分的同相輸入端電壓Ui,得到如下圖所示結果:
據圖觀察,此時Ui=13.504V大于基準電壓11.158V,報警電路LED1紅燈亮,表示此時電網過電壓。可見,此時的仿真結果與我們假設并改變的電網電壓250V為過電壓相一致。
13 燈亮,表示此時電網欠電壓。可見,此時的仿真結果與我們假設并改變的電網電壓170V為欠電壓相一致。(2)、過電壓狀態人為的將輸入電壓改為300V,模擬過電壓狀態,用電壓表測量過壓部分的同相輸入端電壓Ui,得到如下圖所示結果:據圖觀察,此時Ui=13.504V大于基準電壓11.158V,報警電路LED1紅燈亮,表示此時電網過電壓。可見,此時的仿真結果與我們假設并改變的電網電壓250V為過電壓相一致。
(3)、正常狀態
人為的將輸入電壓改為220V,模擬用電設備正常工作,結果如下圖:
從圖中看出,燈泡正常發光,兩個LED燈都不發光,表示此時電路正常工作可見,此時的仿真結果與我們假設并改變的電網電壓220V為正常電壓相一致。
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