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        生物質(zhì)爐灶智能控制器的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)

        2017-09-03 10:57:36邵陽(yáng)學(xué)院信息工程學(xué)院鄧梓良江世明
        電子世界 2017年16期
        關(guān)鍵詞:晶閘管原理圖生物質(zhì)

        邵陽(yáng)學(xué)院信息工程學(xué)院 鄧梓良 江世明

        生物質(zhì)爐灶智能控制器的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)

        邵陽(yáng)學(xué)院信息工程學(xué)院 鄧梓良 江世明

        生物質(zhì)燃料作為一種可直接燃燒的新型清潔燃料,有效地利用這些生物質(zhì)材料,能夠有效地節(jié)能減排。但生物質(zhì)燃料在燃燒過程中如果燃燒不充分,會(huì)出現(xiàn)冒濃煙現(xiàn)象,影響環(huán)境。探索生物質(zhì)燃料的燃燒特性,研制出生物質(zhì)燃料灶控制器,能最大限度減少C02等有害氣體凈排放量(因國(guó)內(nèi)尚未有生物質(zhì)燃料燃燒排放標(biāo)準(zhǔn)).由STC89C52單片機(jī)編寫WS100T10控制程序,產(chǎn)生控制晶閘管通斷的脈沖,經(jīng)光電隔離后加至晶閘管的控制極,控制其通斷角度,其導(dǎo)通角的大小決定輸出電壓的大小,由按鍵控制導(dǎo)通角的大小,調(diào)整輸出交流電壓的數(shù)值,進(jìn)而控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)速,實(shí)現(xiàn)電壓型控制風(fēng)機(jī)風(fēng)速這一功能。

        生物質(zhì)燃料;STC89C52單片機(jī);控制風(fēng)機(jī)

        1.風(fēng)機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)

        因proteus仿真電路沒有PLC,所以在仿真中使用單片機(jī)替代PLC。由51單片機(jī)編寫WS100T10控制程序,產(chǎn)生控制晶閘管通斷的脈沖,經(jīng)光電隔離后加至晶閘管的控制極,控制其通斷角度,其導(dǎo)通角的大小決定輸出電壓的大小,由按鍵控制導(dǎo)通角的大小,調(diào)整輸出交流電壓的數(shù)值,進(jìn)而控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)速,實(shí)現(xiàn)電壓型控制風(fēng)機(jī)風(fēng)速這一功能。電壓控制型風(fēng)機(jī)調(diào)速器的原理圖電路如圖1所示:

        圖1 電路原理圖

        產(chǎn)品制作過程,經(jīng)歷了多次試驗(yàn),卡在晶闡管的控制上,最早我們選用固態(tài)繼電器,經(jīng)過上百次試驗(yàn),通/斷能控制,調(diào)節(jié)不能實(shí)現(xiàn)。后來(lái)選用晶闡管,在晶闡管控制中也碰到了許多問題,一是過零檢測(cè)電路要不要,二是220V與控制電壓如果何接?三是如何保證產(chǎn)品的可靠性等。

        2.仿真測(cè)試

        2.1 按鍵電路測(cè)試

        當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí),觀察到如圖2所示的波形,按不同的鍵,所得的波形的頻率不一樣。測(cè)試結(jié)果表明,電路是正常工作的,設(shè)計(jì)是符合預(yù)期要求。

        圖2 按鍵電路仿真測(cè)試波形

        2.2 接收電路測(cè)試

        如圖3所示為系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果,從圖3可以看出,正弦波在過零時(shí)主生一個(gè)方波,在方波后一定時(shí)間,產(chǎn)生一個(gè)向下的脈沖,這個(gè)脈沖是用來(lái)觸發(fā)晶闡管的。按增大或減小,觸發(fā)晶闡管的脈沖發(fā)生移動(dòng),從而改變了晶闡管的導(dǎo)通角。

        圖3 接收電路測(cè)試波形圖

        3.實(shí)物測(cè)試

        實(shí)物制作首先需要在Altium Designer軟件上畫出原理圖,此模塊測(cè)試首先由單片機(jī)替代。原理圖設(shè)計(jì)如圖4所示。完成原理圖繪制后,需要在Altium Designer軟件上畫出PCB圖,PCB圖如圖5所示。

        圖4 風(fēng)機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)實(shí)物制作原理圖

        圖5 風(fēng)機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)實(shí)物制作PCB圖

        圖6 風(fēng)機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)實(shí)物圖

        通過焊接等過程后,制作出實(shí)物,實(shí)物測(cè)試如圖6所示。

        經(jīng)測(cè)試,由單片機(jī)程序控制WS100T10生成控制晶閘管導(dǎo)通角的脈沖,實(shí)現(xiàn)輸出交流電壓的控制,控制范圍為AC50V~220V,進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速。

        4.調(diào)速數(shù)據(jù)測(cè)量

        通過按鍵調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的電壓,通過萬(wàn)用表測(cè)量風(fēng)機(jī)的電壓,輸入輸出數(shù)據(jù)如表1所示:

        表1 數(shù)據(jù)測(cè)量

        通過表1可知,誤差控制在5.00%以內(nèi),符合設(shè)計(jì)要求。

        [1]皇甫宜博,陳曉夫,張偉豪,李海熹,薛春瑜,劉廣青.中、美、印3國(guó)生物質(zhì)爐灶測(cè)試方法比較研究[J].可再生能源,2013(03):150.

        [2]電爐模擬生物質(zhì)炊事爐具熱效率測(cè)試的影響因素研究[J]. 李海熹,皇甫宜博,陳曉夫,張?jiān)?劉廣青.可再生能源,2014(12):42.

        鄧梓良(1996—),男,大學(xué)本科,現(xiàn)就讀于邵陽(yáng)學(xué)院信息工程學(xué)院電子信息工程專業(yè),研究方向:嵌入式系統(tǒng)。

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