基于电流互感器干衣机抽气扇启动开关的设计_毕业论文(编辑修改稿)

基于电流互感器干衣机抽气扇启动开关的设计_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

继电器对 排气扇进行驱动。 在客户的设计要求可以看出 ,对方使用的干衣机的 额定 工作电流大概有 10A 左右。 所以在检测电流的时候 ,电流检测部分只需要 选用 穿心 式 电流 互感线圈。 干衣机电源线的电流检测到 1A 左右就可以证明干衣机在启动了 ,而当 电流传感器 穿心电流低于 1A 的时候 ,干衣机就停止工作了。 因此选择好的线圈和设计出色的处理电路是本设计的重点和难点。 本设计系统是开环系统。 它由这几部分组成的：检测电流模块，处理信号模块， 4 和执行器模块。 由下图可以得知其相互关系。 当 干衣机开启 的时候 ,电流通过电源 线电 流 处 理 电 路处 理 输 出 开 关 信 号模 块继 电 器 模 块排 气 扇干 衣 机 电 流 检 测 图 21 总体方案框图 5 电流互感器介绍 电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器 (以下简称电流互感器 ),它的工作原理和变压器相似。 电流互感器的特点是 : (1) 一次线圈串联在电路中 ,并且匝数很少 ,因此 ,一次线圈中的电流完全取决于被测电路 的负荷电流。 而与二次电流无关。 (2) 电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小。 电流互感器一、二次额定电流之比 ,称为电流互感器的额定互感比 : 21 InInkn  （ 21） 因为一次线圈额定电流 In1 己标准化 ,二次线圈额定电流 In2 统一 为 5(1 或 0。 5)安 ,所以电流互感器额定互感比亦已标准化。 kn 还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比 ,即 21 / NNkn  （ 22） 式中 N N2 为一、二线圈的匝数。 电流互感器的作用就是用于测量比较大的电流。 电流互感器是电力系统中很重要的一个一次设备 ,其原理是根据电磁感应原理而制造的。 它的一次线圈匝数很少 ,通常采用单匝线圈 ,即一根铜棒或一根铜排。 二次线圈主要接测量仪表或继电器的线圈。 电流互感器的二次侧不能开路运行 ,当二次侧开路时 ,一次侧的电流主要用于激磁 ,这样会在二次侧感应出很高的电压 ,从而危及二次设备和人身的安全 ,也会造成电流互感器烧毁。 它的主要作用是 : 将很大的一次电流转变为标准的 5 安培。 为测量装置和继电保护的线圈提供电流。 对一次设备和二次设备进行隔离。 1. 普通电流互感器结构原理 电流互感器的结构较为简单 ,由相互绝缘的一次绕组、 二次 绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。 其工作原理与变压器基本相同 ,一次绕组的匝数 (N1)较少 ,直接串联于电源 线路中 ,一次负荷电流 ()通过一次绕组时 ,产生的交变磁通感应产生按比例减小的二 次电流。 二次绕组的匝数较多 ,与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路。 穿心式电流互感器 6 结构原理 穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组 ,载流 (负荷电流 )导线由 L1 至L2 穿过由硅钢片擀卷制成的圆形 (或其他形状 )铁心起一次绕组作用。 二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上 ,与仪表、继电器、变送器等电流线圈 的二次负荷串联形成闭合回路。 由于穿心式电流互感器不设一次绕组 ,其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定 ,穿心匝数越多 ,变比越小。 反之 ,穿心匝数越少 ,变比越大 ,额定电流比 I1/n。 式中 I1 穿心一匝时一次额定电流。 n 穿心匝数。 本设计的电流互感器是采用穿心式的。 穿心式电流互感器是一种常见的电工器件，其接线简单，安装方便，广泛应用于计量、检测及保护线路中。 使用中如果稍不注意，会引起极大误差而造成计量不准，保护失灵，而发生电气事故，因此要注意使用方法。 电流互感器的变流比要满足负荷电流的需要，正常负荷电流应为电 流互感器一次额定电流的 1/3～ 2/3。 最好选用准确度等级为 或 的电流互感器。 穿心时，一次回路标有“ L1”或“ +”的接线柱应接电源进线，标有“ L2”或“ — ”的接线柱应接出线。 二次回路标有“ K1”或“ +”的接线柱要与电能表电流线圈的进线端连接，标有“ K2”或“ — ”的接线柱要与电能表的出线端连接。 穿心式电流互感器使用的关键是穿心匝数必须正确，不但要看铭牌上标明的变流比，还要看穿心的匝数。 穿心匝数等于穿心一匝时的一次侧电流与采用变流比对应的一次侧电流之比。 电流互感器二次回路的“ K2”或“ — ”的 接线柱、外壳和铁芯都必须可靠接地。 21：电流互感器结构图 7 3. 硬件设计 因为干衣机的电流最大能到 15A，而且市场上只有 20xx 匝和 4000 匝可以选用，因此本设计选用了 20xx 匝硅钢片的电流互感线圈。 电流互感线圈输出是交流信号，要准确控制其他交流用电器需要将交流信号进行整流。 为了整个系统的简洁性，所以驱动排气扇选用的是交流电磁继电器。 因而设计一个电流互感器驱动交流电磁继电器的电路。 因此电路可以分为这几部分： 1. 整流电路； 2. 稳压电路； 3. 驱动电路。 4. 电磁继电器 整流电路分析和设计 整流 电路 是一种将 交流电 转换成 直流电 的 电路。 而整流电路可以分为半波整流和全波整流。 本设计为了准确控制继电器，因此使用了全波整流电路。 由图 31 可看出，电路中采用四个二极管，互相接成桥式结构。 利用二极管的电流导向作用，在交流输 入电压 U2 的正半周内，二极管 D D3 导通， D D4截止，在负载 RL 上得到上正下负的输出电压；在负半周内，正好相反， D D3 截止， D D4 导通，流过负载 RL 的电流方向与正半周一致。 因此，利用电流互感器的一个副边绕组和四个二极管，使得在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。 桥式整流的名称只是说明电路连接方法是桥式的接法，桥式整流二极管：大家常用的一般是由 4 只单个二极管封装在一起的元件，取名桥式整流二极管 ,整流桥或全桥二极管。 关于整流二极管的选用，应该选用那些流过二 极管电流平均值和它所承受的31 整流电路分析及其伏安图 8 最大反向电压来选择二极管型号。 本设计采用了二极管 1N4007。 它是低的反向漏电流的普通塑封整流二极管，具有较强的正向浪涌承受能力。 它的最大正向平均整流电流： ， 最高反向耐压：1000V， 工作温度：－ 50℃ ～ +150℃。 又因为本设计的电流互感器是 20xx 匝的线圈，所以当穿心电流为 15A 的时候，次级线圈的电流为 左右。 因此选择 1N4007是比较合适的。 驱动电路 为了能驱动继电器和选择和适合的稳压电路，作者先选择驱动电路。 继电器是交流继电器，因此可以选择场效应管来进行 对交流电流进行通断。 场效应晶体管是一种通过电场效应控制电流的电子元件。 它依靠电场去控制导电沟道形状，因此能控制半导体材料中某种类型载流子的沟道的导电性。 N 沟道 MOS。