钢轨圆盘锯切机专用不可逆直流调速装置

1、湖南铁道职业技术学院学生毕业设计（论文）毕业论文 课题：2.2-5KW钢轨圆盘锯切机专用不可逆直流调速装置 系别： 专业： 年级： 指导老师： 设计者： 设计时间：2012年10月2013届毕业设计任务书一 课题名称：2.2KW5KW钢轨圆盘锯切机专用不可逆直流调速装置二 指导老师: 三 设计内容与要求1 课题概述 毕业设计是实践教学的重要组成部分之一，是大学生在校理论学习过渡到即将走向社会从事本专业工作不可缺少的一个重要环节。通过设计可以培养学生综合运用所学理论知识和生产实践的知识去分析问题、解决实际问题的能力，熟悉工程设计的一般步骤和方法。 目前，我国轨道交通行业得到了巨大的发展，轨道交通

2、离不开无缝铁路的焊接，铁路工务中大量使用了2.2KW-5KW不可逆直流电机驱动的钢轨圆盘锯切机作为钢轨焊接时切割钢轨焊头的专用工具，根据钢轨材质不同，需要选择不同的圆盘锯转速，以达到提高锯切钢轨工效，延长钢轨圆盘锯片寿命的目的。但无论国产还是进口的钢轨圆盘锯切机直流调速装置，其可靠性一直比较低，稳定性不好。利用尽可能少、市场上易于采购的元器件搭建出可靠性较高的钢轨圆盘锯切机直流调速装置，这些问题可以迎刃而解。2 设计内容与要求本设计要求学生能够通过互联网、图书馆及现场咨询查询相关资料，并设计钢轨圆盘锯切机直流调速电路，通过设计：（1）掌握如何合理选用电子元器件组建电路，了解选用的各种元器件价格

3、。（2）了解2.2KW5KW直流电机驱动的钢轨圆盘锯切机专用不可逆直流调速器的基本工作原理，并结合系统要求给出详细参数指标。（3）掌握电力电子技术与模拟电子技术相结合的控制方式和掌握计算各元器件选取值。3主要性能指标及参数（1）用于对2.2KW5KW单相供电钢轨圆盘锯切机不可逆直流电机调速，手动设定圆盘锯转速；（2）常温下调速比为1:30，速度漂移为1%；（3）控制核心为运算放大器，可采用通用的LM324N或者MC33079P构成，主回路要求为单相半控桥不可逆可控整流电路。（4）元器件数量不得多于70个。6）外部电位器进行电压给定，电位器使用单圈电位器，并带有速度刻度指示。四 设计参考书1、教

4、材模拟电子技术、电力电子技术2、电子学五 设计说明书内容（1） 封面（2） 目录（3） 内容摘要（200字左右，中英文）（4） 引言（5） 正文（设计课题、内容与要求，设计方案，原理分析、设计过程及特点）（6） 设计图纸（7） 结束语（8） 附录（图表、材料清单、参考资料）六 设计进程安排第1周： 资料准备与借阅，了解课题思路。第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿，并搭建自己设计的硬件电路。第7-8周： 第一次检查，了解设计完成情况并带模拟负载试验电路是否合理。第9周： 第二次检查设计完成情况，修改硬件电路，用示波器实测电路波形，并作好

5、毕业答辩准备。第10周： 毕业答辩与综合成绩评定。七 毕业设计答辩及论文要求1 毕业设计答辩要求答辩前一周，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告、硬件电路等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。 答辩小组咨询课题的关键问题，咨询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。 2毕业设计论文要求 文字要求：说明书要求打印，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。

6、 图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字，图纸必须打印。 曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。 硬件要求：硬件布线合理简洁，电路设计简洁合理，材料成本控制在要求的范围之内，性能可达到或基本达到设计提出的要求。未制作电路实物的学生不得参与答辩，不予评定毕业设计成绩.。 摘要 随着高科技术的发展，我国轨道交通行业得到更多领域的进步，轨道交通离不开无缝铁路的焊接，铁路工务中大量使用了2.2KW-5KW不可逆直流电机驱动的钢轨圆盘锯切机作为钢轨焊接时切割钢轨

7、焊头的专用工具，根据钢轨材质不同，需要选择不同的圆盘锯转速，以达到提高锯切钢轨工效，延长钢轨圆盘锯片寿命的目的。但无论国产还是进口的钢轨圆盘锯切机直流调速装置，其可靠性一直比较低，稳定性不好。利用尽可能少、市场上易于采购的元器件搭建出可靠性较高的钢轨圆盘锯切机直流调速装置，该功能具有运行可靠，能够实现在钢轨材质低时运用低速锯切，在钢轨材质高时（硬度大）时采用高速锯切，且使用时不影响计算精度，能够运用上晶闸管相控整流电路、运算放大、移向触发器、电流取样放大、过电流指示、失磁保护、电压调节器与电流调节器等电路组成实现直流电机驱动钢轨圆盘锯切机调速装置。 关键字：钢轨圆盘锯切机 钢轨材质 直流调速装

8、置 Summary With the development of High-Tech, China's rail transportation industry to get more progress in the field, and extensive use of the the rail disc sawing machine 2.2KW-5KW DC motor drive irreversible welding of rail transit is inseparable from the seamless railway, Railway Works special

9、 tools for cutting rail welding head as a rail welding, rail material, you need to choose a different circular saws speed to reach to improve sawing rail ergonomics, to extend the life of the rail circular saw blades. But the rail disc sawing machine DC speeder regardless of domestic or imported, it

10、s reliability has been relatively low, poor stability. As little as possible to take advantage of easy procurement of components on the market to build a high reliability of rail disc cutting machine DC speeder, the function has run reliably able to achieve low rail material the use of low-speed saw

11、ing in rail material high (hardness) using high-speed sawing and use does not affect the calculation accuracy, and be able to use on thyristor controlled rectifier circuit, operational amplifier, integral start toward the trigger current sampling amplifier, over-current indication, lost magnetic pro

12、tection, voltage regulator and current regulator circuit DC motor drive rail disc sawing machine speeder. Keyword: Rail disc sawing machine Rail material DC speeder II目 录第一章 设计的具体方案11.1 电机的选择11.1.1直流电机与交流电机的对比11.1.2有刷电机与无刷电机的对比11.3 触发电路的设计41.4该触发电路的优势4第二章 调速电路的应用52.1 为什么选用不可逆调速52.2 单相桥式半控整流电路52.3拟采用

13、的调速方案52.4 微分电路62.5 运放的应用72.5.2 LM324的引脚排列8第三章 调速系统方案的选择93.1调速中的重要环节93.1.1 对晶闸管电气控制系用的要求93.1.2 光耦同步原理93.1.3 运放调节原理93.1.4同步电压信号整形103.1.5 锯齿波的发生103.1.6移相信号的形成103.1.7 光耦触发原理113.2 555定时器简介113.2.1 555定时器113.2.2 各引脚功能123.2.3 555功能表123.3单稳态电路143.3.1 555脉冲定宽15第四章 实验与结论164.1 电路检测164.1.1 测量12V电压是否正常输出164.1.2 测

14、量集成电路的工作电压是否正常164.2测量各点的波形及分析164.2.1 测量光耦PC817的输出波形如图4.1164.2.2 测量集成运放1脚的输出波形174.2.3 测量集成块的12脚波形184.2.4 测量集成运放14脚波形184.2.5 测量集成块9脚的波形194.2.6 测量8脚的波形194.2.7 测量555定宽后输出的波形204.2.8 测量主电路波形21致 谢25附 件2615kW直流调速系统电路图262.电路元件明细表：273参考文献28 第一章 设计的具体方案1.1 电机的选择1.1.1直流电机与交流电机的对比直流电机的特性：直流电机的力矩性能好，力矩大，而交流电机转速越慢

15、力矩越小；直流电机调速方便；直流电机需要笨重的电源，交流电机的电源很简单；直流电机体积大，维修麻烦；直流电机价格贵。1.1.2有刷电机与无刷电机的对比（1）有刷电机，电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。在电动车行业有刷电机分为高速有刷电机与低速有刷电机。有刷电机和无刷电机有很多区别，从名字上可以看出有刷电机有碳刷，无刷电机无碳刷。（2）无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品由于无刷直流电机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生震荡和失步。

16、在实际生产过程中，由于有刷有齿直流电机是高速电机，齿轮的齿很小，易磨损，但力量大，爬坡能力强。而无刷直流电机，在使用过程中省去了二三年换碳刷的麻烦。但由于在控制无刷电机的过程，要求精确度高。而且，无刷电机控制器的价钱比较高。相比之下有刷直流电机，虽然要换碳刷，但更换碳刷是十分容易的，而且电机的控制较为简单，电机运转平稳，安全系数高。综上所述，我们选用有刷直流电动机来研究该项目。 1.2电机参数的选择单相半控桥调压调速 3kw 220v永磁有刷电机 M 为日本ABUCHI(马步奇）中国工具用用词有刷直流电机RT-553SA, 柱径为3.1mm， DC220V , 额定转速 21000rpm, 额

17、定功能50W。日本马步奇（马步其）中国电机 RT-553SA参数额定电压 DC220V 额定功率50W 额定转速21000r/min电机外径 35mm 机身长 57mm 柱径 3.2mm柱长 8.2mm 该电路锯齿波移相恒流电阻是不是可改为0.12mA恒流源或改为1.2mA 恒流二极管恒流，这样性能更为出色。微型直流电机调速器最常用于电动工具调速，可采用分立元件，运算放大器或单片机实现控制。 当采用运放控制时，采用了RC4558，JRC4556，MC33079P时调速精度及调速稳定性DOMA741，F747，或LM324要好得多。调速用运放中: 最差为LM324、LM2902、LM358 较差

18、为LM741、LM348 次差为 JRC5532、JRC4556、M5216、MC33079P、LM833 较好为OP07、OP37 最好为ICL7650 LM348为4个LM741组合，失调电压1-6MV,SR=0.54N35 Viso-rms=2.5KV 宽体 4N25 Viso-rms=5KV 宽体 PC817 Viso-rms=5KV 窄体 在380V系统中作为同步过零检测输入时，必须对PCB板高压与低压侧做好绝缘处理，否则极易击穿PCB板。1.3 触发电路的设计设计MOC3022M触发电路如下: MOC3022M可用555直接驱动，不需要外扩驱动管。 控制用稳压电源实际上负载为12V

19、、40mA 即可，甚至12V、20mA即可使用，因此采用1W稳压管1N4742A 稳压更为简单可靠。滤波电容采用100uf/35V或470uf/35V均可，也可采用两个5w/6V 稳压管串联实现1w/12v 稳压。 此电路调速系统还有另一个用途，就是当购入大规格电解电容时，可用此电路作为铝电解电容老化符能装置。 要求为运放构成，单电源供电，可将输入脉冲转变为定宽方波脉冲输出。1.4该触发电路的优势 上述电路比BT33F单结晶体管构成的调速器稳定性好得多，抗干扰能力也很强，其漂移特性优良，而价格却并不高。第二章 调速电路的应用2.1 为什么选用不可逆调速可逆是指四象限，一般用4Q表示。可控硅整流

20、器可工作在整流区，逆变将电动机产生的电反馈回电网，实现快速制动，不可逆只能工作在整流区。2.2 单相桥式半控整流电路 根据本项目设计要求我们将在调速系统中采用单相桥式半可控整流电路。 与单相桥式全控整流电路不同的是，由于全控整流电路中每次都要同时触发两只晶闸管，因此电路较为复杂。为了简化电路，实际上采用一只晶闸管来控制导电回路，然后用一只整流二极管来代替另一只晶闸管。这里对于半可控整流电路来说，将会有两种负载。其可稳定工作于纯电阻与纯电感电路中的手动交流单相调压控制电路。因此可知单相桥式半控整流电路的工作特点是：晶闸管再触发时刻换流，二极管则在电源过零时刻换流；电路本身就具有自然换流作用。负载

21、电流可以在电流内部换流。 2.3拟采用的调速方案 钢轨圆盘锯切机是用来切割钢轨的专用机，对切割的钢轨没有太大的精度要求，为了节约成本和开发的难度我们将采用开环控制系统来实现调速，如图是钢轨圆盘锯切机专用不可逆直流调速系统框架图。 晶阐管整流输出单相交流输入波形整形手动给定脉冲定宽2.4 微分电路2.4.1 RC电路的矩形脉冲响应若将矩形脉冲序列信号加在电压初值为零的RC串联电路上，电路的瞬变过程就周期性地发生了。显然，RC电路的脉冲响应就是连续的电容充放电过程。如下图所示。 即当 0到t1时，电容被充电；当t1到t2 时，电容器经电阻R放电。也可以这样解释：电容两端电压不能突变，电流可以，所以

22、反映在图中就是电阻两端的电压发生了突变。2.5 运放的应用运算放大器是模拟集成电路的一个重要分支，它实际上用集成电路工艺制成的具有高增益，高输入电阻，低输入电阻的直接耦合。放大器，具有通用性强，可靠性高，体积小，重量轻，功耗小，外部接线少，调试方便，可应用于自动测试，自动控制，计算技术，信息处理及通信工程各电子技术领域。运算放大器大都采用直接耦合电路，并尽可能用阻值低的电阻或三极管代替电阻。2.5.1 LM324 LM324系列器件带有差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四运算放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC17

23、41的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。 2.5.2 LM324的引脚排列 LM324系列由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器，其中专为从单电源供电的电压范围经营。从分裂电源的操作也有可能和低电源电流消耗是独立的电源电压的幅度

24、。 应用领域包括传感器放大器，直流增益模块和所有传统的运算放大器现在可以更容易地在单电源系统中实现的电路。例如，可直接操作的LM324系列，这是用来在数字系统中，轻松地将提供所需的接口电路，而无需额外的±15V电源标准的5V电源电压。第三章 调速系统方案的选择3.1调速中的重要环节3.1.1 对晶闸管电气控制系用的要求输出一定的直流电压与电流输出点的脉动指标在允许范围内具有自动稳压功能和一定的稳压精度对调速系统应有静态技术指标和动态技术指标3.1.2 光耦同步原理采用光耦合器直接从电源电压取得同步信号，具有节省耗材、缩短制作周期、电气隔离特性好的优点，在晶闸管交直流调压电路中，已经得

25、到越来越广泛的应用。虽然光耦合器输入侧发光二级管有一个1.2V左右的“阈值电压”，但相对于电网电压来说，可以忽略不计。普通光耦合器为非线性器件，不能传输正弦波信号，但恰恰可以讲正弦波转化为矩形过零脉冲信号，反过来提升了信号特性将模拟信号转变化为开关信号。在本调速电路中，我们采用光耦合器单相正半波同步信号电路，此电路适用于单相半波整流电路，也适用于数字三相触发电路，作为A相正半波的基准信号，逻辑生成其他5路移相触发信号。3.1.3 运放调节原理运算放大器能对uA级信号进行放大，不存在阈值电压的问题。但直接与电网电压相连接，需采用高阻值（100到数千欧姆）电阻，实现电流隔离，取出同步电压信号。 在

26、运放电压整形电路中，因三个限流电阻的原因，所以运算电路的输入电流极小，故可使用百千欧的高电阻电路，隔离电阻为高阻值电阻，以提高安全性。3.1.4同步电压信号整形移相触发电路有两只光耦合器取得正、负半波同步信号，由3N1整形，取得正向过零点同步脉冲，R27、C24、VT5在同步脉冲的作用下，形成正向锯齿波，VT5为过零点放电管。锯齿波电压与给调压信号相比较，形成交相点，控制3N2输出调宽脉冲信号。C25、R30等电路组成微分电路，检出3N2输出调宽矩形脉冲的上升沿信号，触发由U3组成的单稳态电路，形成定宽（移相）脉冲输出，再经VT6放大器进行功率放大，有脉冲变压器T3相主电路晶闸管输出触发脉冲。

27、3.1.5 锯齿波的发生在该电路中，N1 VT5 R26 R27 C24等元器件组成锯齿波形成电路。R27 C24为充电电路，VT5为C24充电荷的放电管，R27为C24充电，VT5导通时为C24放电，两者互为作用。电路中经VT5发生锯齿波，该锯齿波为正向锯齿波。调宽脉冲的上升沿对升触发脉冲出现的时刻。有U3完成定输出脉冲定宽处理，触发脉冲的宽度可由R32 、C37的取值决定，是触发晶闸管的可靠性提高。调压控制电路中，由R36、R37 分压，决定控制电压范围，避开一项失交区域。锯齿波形成电路对RC时间常数要求有以下两点：C27上充电电压形成的锯齿波的初始段，线性较好，接近直线段，应截取此段电压

28、作为与控制电压比较之用，以提高控制性能转速调节呈现较好的线性。R27 C24的充电时间常数应大于工频电网的周期。3.1.6移相信号的形成 本电路应用了N1、N2、N3三组放大器，系集成运算放大器LM324内部的三组放大器，但运算放大器在此处的应用，恰恰不是对其运算和放大性能的应用，是作为电压比较器，甚至是作为开关电路来应用的。N1、N2、N3三组放大器，未引入负反馈回路。均处于开环放大状态，电路的输出状态取决于量输入端电压的比较，当同相端电压大于反相端电压时，输出接近12V的高电位，反之，输出接近0V的低电位。输出电压变化不是对输入电压的放大，而近似工作于开关状态。在工业自动化控制中，运算放大

29、器电路在更多的时候是作为开关电路来应用的。 其中放大器N2构成了移相信号形成电路，同相输入端所输入的是来自锯齿波形成的过零锯齿波电压信号，反相输入端输入的是直流电压信号。 本电路的应用，并不是取用信号的宽度变化，二是取用N2输出的调宽脉冲的左上升沿信号，N2输出的调宽脉冲的做上升沿出现的时刻，随控制电压升高而逐渐右移，形成移相触发信号。移相控制电路稳定，触发脉冲一致性好，触发可靠，无论负载为电阻负载或感性负载，在负载两端均能得到0-210V左右的线性可调交流电压。3.1.7 光耦触发原理光耦合器输入输出相隔离,电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输

30、入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，他在长线传输信息中作为隔离元件可以大大提高信噪比。3.2 555定时器简介3.2.1 555定时器555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图 2.9.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 55

31、5 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。3.2.2 各引脚功能1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

32、 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 18V。一般用5V。 3脚：输出端Vo 2脚：低触发端 6脚：TH高触发端 4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01F电容接地，以防引入干扰。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 3.2.3 555功能表 清零端高触发端TH低触发端Q放电管T功能0×

33、15;0导通直接清零101x保持上一状态保持上一状态1101截止置11001截止置11110导通清零 555是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5k的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。目前，流行的产品主要有4个：BJT两个：555，556（含有两个555）；CMOS两个：7555，7556（含有两个7555）。 555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。 两个比较器 C1和 C2各有一个输入端连接到三个电阻R组成的分压器上，比较器的输出接到RS触发器上。此外还有输出级和放电管。输出级的驱动电流可达200mA。 比较器C1和

34、C2的参考电压分别为UA和UB，根据C1和C2的另一个输入端触发输入和阈值输入，可判断出RS触发器的输出状态。当复位端为低电平时，RS触发器被强制复位。若无需复位操作，复位端应接高电平。3.3单稳态电路双稳态触发器具有两个稳态的输出状态和，且两个状态始终相反。而单稳态触发器只有一个稳态状态。在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。 接通电源后，未加负脉冲 ，而C充电， 上升，当 时，电路 输出为低电平，放电管T导通，C快速放电， 使u = 0。这样，在加负脉冲

35、前， 为低电平，u = 0，这是电路的稳态。在t = t0时刻 负跳变（ 端电平小于 ），而 = 0（TH端电平小于 ），所以输出 翻为高电平，T截止，C充电。 按指数规律上升。t = t1时， 负脉冲消失。t = t2时 上升到 （此时TH端电平大于 ， 端电平大于 ）， 又自动翻为低电平。在这段时间电路处于暂稳态。t > t2，T导通，C快速放电，电路又恢复到稳态。由分析可得：输出正脉冲宽度 tW = 1.1RC 注意：图63（a）电路只能用窄负脉冲触发，即触发脉冲宽度ti必须小于tW 555定时器构成单稳态触发器，如图所示： 为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。

36、D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3VCC，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到2/3VCC时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。 暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。 Tw=1.1RC 通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。

37、当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。3.3.1 555脉冲定宽由于单稳态触发器能产生一定宽度的矩形输出脉冲，若利用这个矩形脉冲去控制某一个电路，就可使它在某一时间内动作或不动作。第四章 实验与结论 本实验结果由于测速不方便，所以我们利用示波器来检测通过对直流调速装置的调节输出电压波形的变化。以此来验证直流调速装置调速的性能。4.1 电路检测4.1.1 测量12V电压是否正常输出断开跳线冒测量稳压管两端电压，发现电压能正常输出。4.1.2 测量集成电路的工作电

38、压是否正常 先拔下集成电路（在拔集成电路的时候我用要用小的一字螺丝刀先把一端翘1mm左右,然后再把另一端翘开同样高的距离,再重复这一步,直到集成电路能够轻轻的拿下为止,这样才能保证集成电路的引脚不在拔出的过程中弄弯。）当拔下所有的集成电路之后我们就可以测量其工作时所需要的电压是否正常，只有当工作电压正常时才能确保电路的准确性，在这一步中我们实测的电压为12.3V左右,属于正常工作范围之内。最后我们插上集成块再测两端电压，这时电压表的示数只有2.3V,此时电压没有正常输出,当再次确定电路没有接错后更换集成块LM324后,发现电压正常输出,所以在之前的LN324已经损坏。4.2测量各点的波形及分析

39、4.2.1 测量光耦PC817的输出波形如图4.1图4.1该点的波形为电容上的充放电波形，在交流电的正半波到来时，电流通过上面的二极管加在光耦的输入端，红外发光二极管的压降一般为1.2V左右，当电压升至1.2V时，光耦的输出端就会导通，电容上的电压就会迅速的放掉，在1.2V以下时PC817不导通，这时12V的电源对电容进行充电；交流电的负半波到来时与正半波的原理相同，这样在PC817的输出端就会得到一个如图所示的100HZ的波形。4.2.2 测量集成运放1脚的输出波形集成运放1脚的输出波形为一条直线与理想的方波不相符，再仔细观看上一个波形后发现上一个波形的峰-峰值电压为零点几伏，该电压远小于我

40、们的参考电压，达不到翻转的条件所以输出一直为低电平，最后我们把C23的电容变为2200PF,所以当减小电容后,在同样的时间中电容两端得到的电压越大,当改变电容后第一个波形的峰值为6.6V,再次测量集成运放的1脚的波形时为一个方波,跟我们理论的一样如图4.2图4.24.2.3 测量集成块的12脚波形 在该脚的前端有一个三极管和一个电容并联，三极管的1脚连接了集成运放的1脚，在三极管没有导通的情况下12V电源通过一个100K的电阻对电容充电，当1脚的高电平到来时三极管会导通此时电容通过三极管对地快速放电，这样就形成了一个锯齿波如图5.3图4.34.2.4 测量集成运放14脚波形该引脚上的小形为一个

41、方波,在集成运放的13脚上有一个可以调节的比较电压,当我们调节该比较电压时14脚输出的方波信号的宽度就会相应的改变,比较电压越大方波越小,比较电压越小方波越宽如图4.4。 图4.44.2.5 测量集成块9脚的波形在14脚的输出串联了一个电容和一个电阻，这们就够成了一个微分电路，9脚的波形为微分电路中电阻两端的波形，即移相尖脉冲；实际我们在电阻的两端并联了一个二极管，所以移相尖脉冲的负波被二极管过滤掉，只留下一个二极管的压降大约0.7V，实际波形如图4. 5图4.54.2.6 测量8脚的波形8脚的波形与1脚的波形形成原理相似，只是两引脚成在运放的输入端相位相反，8脚的波形如图4.6 图4.64.

42、2.7 测量555定宽后输出的波形集成运放的8脚输出的波形经过555定宽上输出一个方波如图5.7图4.7该波形的宽度只与555外接电阻的大小有关，与输入波形无关，但是在输入波形的下降沿处会形成翻转，当我们调节给定电压与比较电压比较后，会在输出方波的上升沿处左右移动，经过微分电路后，在上升沿处就会形成一个正的移相尖脉冲，在下降沿处就形成一个负的移相尖脉冲，在经过一个二极管后负的移相尖脉冲就会被消除，正的移向尖脉冲经过运放形成一个负的方波信号，再经过555后形成一个移相方波信号，这样我们就可用来触发晶阐管，通过移相后就能控制晶阐管的移相角，使晶阐管的输出平均电压变化，从而的使电机的转速变化；当选光

43、耦PC817为参考点再调节给定电压，这时我们会明显的看到移相角变化的波形如图4.8(<<<) 图4.84.2.8 测量主电路波形图4.9 当把主电路中串一个二极管之后,电路能正常工作,接上电机后能正常调速，通过调节比较电压就能控制输出波形的导通角，如图4.10。（abc）导通角a 导通角b导通角c 图4.10但是在低速的时候电机会有较大的波动，这是因为在低速时，触发角较大接近于，但是触发信号有一定的宽度，这样就会把下一个周期的波形触发导通。波形如图4.11图4.11由于这种低速振荡，是电路原理上的缺陷，暂时无法改进，留下了一个遗憾。电路板实物图该图为：电路板调节灯泡，它的亮暗由电位器来调节致谢： 首先感谢老师在我毕业年对我的悉心教导，让我对毕业设计充满信心。我将以饱满的热情投入到本次毕业设计的课题中去。用满意的成绩来感谢王老师对我的教诲。 此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。查找资料，老师指导，与同学交流，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践，我了解了钢轨圆盘锯切机用途及工作原理，锻炼了实践能力，培养了自己独立设计能力。随着工