数字电路控制电机实验报告Word文件下载.docx
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实验名称：
数字电路对三相异步电动机间隔循环运转控制
实验组数：
实验时间：
2012年06月12日
实验地点：
惟实楼（数字电子技术实验室）
抽签（计数器）数字：
70
一.实验目的：
1．熟悉集成计数器芯片的逻辑功能及各控制端的作用。
2．掌握计数器电路的设计，了解循环控制的原理。
3．掌握利用集成计数器芯片完成三相异步电动机的循环运转控制。
4.本实验将数字电路与电工学、电机拖动、大规模集成电路的数字系统设计与多门课程结合在一起，具有一定的实用性。
对学生有很好的启发性作用。
二.实验设备：
1）74LS90二——五——十进制异步计数器2片
2）74LS00二输入端四与非门1片
3）74LS112TTL双JK触发器1片
4）SSR模块三相固态继电器1个
5）数字电路实验箱1台
6）三相异步电动机1台
三.实验原理：
1．部分实验器材介绍：
1）固态继电器的介绍：
固态继电器（SolidStateRalays,缩写SSR）是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，与机电继电器相比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。
它利用电子元件（如开关三极管、双向可控硅等半导体器件）的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”。
它问世于20世纪70年代。
由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。
固态继电器由三部分组成如图1-1：
输入（控制）电路、驱动电路和输出电路
固态继电器的输入电路是为输入控制信号提供的一个回路，使之成为固态继电器的触发信号源。
固态继电器的输入回路多为直流输入，个别也为交流输入。
固态继电器的驱动电路包括隔离耦合电路、功能电路、触发电路三部分组成。
隔离耦合电路目前多采用光电耦合器和高频变压器两种电路形式。
功能电路主要适用在要求具备某些功能特性的固态继电器电路中，也对驱动电路起完善作用，包括整流、稳压、加速、保护、显示等各种功能电路。
触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。
固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下，实现对负载电路通断切换的开关作用。
输出电路主要由功率器件（芯片）组成。
固态继电器在以下
的三相异步电动机的控制电路取到了很关键的作用。
它取代了常用的电磁继电器，性能更优良。
温州阳明单相固态继电器（直流控交流）SSR-YHD4810A
输入控制电压3～32VDC输出负载电压480VAC输出负载电流10A
SSR-YHD-A（直流控单相交流）
温州阳明三相固态继电器（直流控交流）YJGX-3D4810A
YJGX-3DA（直流控三相交流）
2）74LS112TTL芯片（双JK触发器）介绍：
74LS112为TTL边沿JK触发器，是CP下降沿触发，异步复位端RD、异步置位端SD均为低电平有效。
主要特点:
CP的上升沿或下降沿触发；
抗干扰能力极强，工作速度很高，在触发沿瞬间，按
的规定更新状态；
功能齐全（保持、置1、置0、翻转），使用方便。
在CP作用下，J、K取值不同时，具有保持、置0、置1、翻转功能的电路，都叫做JK型时钟触发器。
该芯片的特性表2-1如下：
表1-174LS112TTL的特性表
J
K
功能
0
保持
1
置0
置1
翻转
2．原理介绍：
要对三相异步电动机实行间隔循环运转控制，首先必须利用计数电路对时间间隔形成计数功能，然后利用计数器驱动JK触发器，，从而控制直流继电器KT,实现电机的通电与断电，即电机的运行与停止。
在控制电路中，计数电路很重要，它的设置，能使电路实现相同时间间隔的循环运行。
通常我们把数字电路中记忆输入CP脉冲个数的操作叫做计数，实现计数操作的电子电路称为计数器电路，输入计数器的CP信号是当作触发器的时钟信号对待，其主要组成单元是时钟触发器。
计数器电路的种类很多，有二进制计数器、十进制计数器、N进制计数器；
同步计数器、异步计数器;
加法计数器、减法计数器、可逆计数器等多种电路类型，这里我们介绍的主要是由74LS90芯片组成的二——五——十进制异步计数器。
74LS90芯片具有直接置0（R0
（1）．R0
（2）=1）及直接置9（S9
（1）．S9
（2）=1）功能;
二进制计数功能；
五进制计数功能；
十进制计数功能。
电路如图1-2：
计数器的输出信号驱动JK触发器，利用JK触发器的翻转功能，控制三极管，使三极管分别处于导通和截止两状态，从而控制固态继电器。
控制电路图如图1-3
直流继电器的常开触点KT控制三相交流固态继电器SSR的直流控制端口。
12V的直流电每一时间段加载或停止信号到直流控制端。
三相交流电动机M在SSR的控制下，每隔一时间段转动或停止一次。
最终组成了三相交流电动机间隔循环运转的电路。
数字电路对三相异步电动机间隔循环运转的主电路如图1-4.
如图1-5由2片74LS90和1片74LS00组成25进制（秒）计数器。
其中
个位的74LS90的QA,QC,提取的BCD8421编码信号“1”和“4”,经过由74LS00芯片（两个与非门）构成的与门电路，送给两个74LS90的R0
（1）进行清零；
由十位74LS90的QB,提取的BCD8421编码信号“2”直接送给两个74LS90的R0
（2）进行清零。
当CP
脉冲信号第25次（秒）触发给到74LS90芯片，74LS90芯片的R0
（1）和R0
（2）同时得到高电平，计数器清零复位为00。
由1片74LS112和1片74LS00，组成每25秒一次翻转的JK触发器电路。
74LS90的R0
（1）和R0
（2）的2个清零复位信号，经过由74LS00的13,12,11,10,9,8构成的与门电路，作为CP脉冲信号送给74LS112的1脚。
74LS112置于JK触发器的“翻转”状态。
25秒计数器每25秒清零复位一次，74LS112的Q1就25秒翻转一次。
三极管3DG12的作用是：
当74LS112的Q1为高电平时，3DG12导通。
12V的直流继电器得电工作，常开触点KT闭合；
当74LS112的Q1为低电平时，3DG12截止。
12V的直流继电器KT断电停止工作，常开触点KT再次打开。
如图1-4直流继电器的常开触点KT控制三相交流固态继电器SSR的直流控制端口。
12V的直流电每25秒加载或停止到SSR的直流控制端。
三相交流电动机M在SSR的控制下，每25秒转动或停止一次。
最终组成了三相交流电动机25秒间隔循环运转电路。
五.设计实验电路图及分析：
1、电路图
2、文字分析
如图由2片74LS90和1片74LS00组成70进制（秒）计数器。
其中个位74LS90的R0
（1）、R0
（2）直接接地进行清零。
由十位的74LS90的QA,QB,提取的BCD8421编码信号“1”和“2”,经过由74LS00芯片（两个与非门）构成的与门电路，送给74LS90的QC,提取的BCD8421编码信号“4”，再经过由74LS00芯片（两个与非门）构成的与门电路，最后送给74LS90的R0
（2）进行清零；
当CP脉冲信号第70次（秒）触发给到74LS90芯片，74LS90芯片的R0
（1）和R0
（2）同时得到高电平，计数器清零复位为00。
由1片74LS112，组成每70秒一次翻转的JK触发器电路。
74LS90的R0
（1）和R0
（2）的2个清零复位信号并接，任取一个脚作为CP脉冲信号送给74LS112的1脚。
70秒计数器每70秒清零复位一次，74LS112的Q1就70秒翻转一次。
如图直流继电器的常开触点KT控制三相交流固态继电器
SSR的直流控制端口。
12V的直流电每70秒加载或停止到SSR的直流控制端。
三相交流电动机M在SSR的控制下，每70秒转动或停止一次。
最终组成了三相交流电动机70秒间隔循环运转电路。
5.实验总结
在这次试验的考核是以抽签的形式完成的，所以每个学生所做的数字进制都是未知的、也是不一样的。
所以通过这次实验增强了我独立分析问题和解决问题的能力，同时也让我的动手能力得到了加强。
此次实验我是抽到做70进制（秒）计数器，当用一片74LS00、74LS112和二片74LS90实现了该计数据时，我感到了有一种无比的成就感，同时让我对该实验和以后的学习生活产生了浓厚的兴趣。
从中也使我基本掌握计数器电路的设计和更加的了解循环控制的原理。
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