功能食物搅拌机所用的单相串激交流电动机转速高(10000r/min~20000r/min)。功率为200W或300W。
由于搅拌机是间断工作的,即运行10s、停3s,最长不得超过1min,所以电机的寿命试验也采用间断性运转,即运行3min、停1min。笔者根据试验要求设计了一个搅拌机的电机寿命试验电路。下面介绍该电路。
一、电路组成
右图是电机寿命试验电路的原理图。该电路由脉冲振荡器、十进制计数译码器、光电隔离驱动触发电路、驱动电路、计数显示电路,以及电源电路等组成。具体电路介绍如下。
IC(NE555)及其外围元件R1、R2、C1、C2、D1等组成脉冲振荡电路(即无稳态电路)。
IC2(CD4017)、R3、R4、R5、C3、C4、D2~D5及发光二极管LED1(绿色)、LED2(红色)组成十进制计数译码器。C3和R3构成复位电路。
三极管T1、光耦合可控硅MOC1~MOC4.电阻R6~R14等组成光电隔离触发电路。
双向可控硅BTA1~BTA4、R15~R18、C5~C12等组成驱动电路。M1~M4为被试验的单相串激交流电动机。当然可以适当增加试验电机的数量。
光耦4N35、三极管T2、R19!R22、C13及面板4位计数器UP5140等组成技术显示电路。其中C13、R22组成计数器复位电路,上电时把UP5140计数显示器清零。
UP5140为面板式4位技术显示器,其引脚功能如下:
①脚计数输入端IN+;②脚计数输入端IN-;③脚清零端,高平有效MR;④脚锁定端高平有效;⑤脚电源DC5V-;⑥脚电源DC5V+
二、电路工作原理
上电后,由IC1(NE555)及其外围元件组成的多谐振荡器开始振荡,产生振荡脉冲。脉冲周期为1min左右:
从IC1③脚输出的振荡脉冲送到IC2圈14脚作为:IC2的计数脉冲。IC2上电复位后Q0=1,Q1=Q2=Q3=Q4=0,D2、导通,D3、D4反偏截止,T1饱和导通,MOC1~MOC4导通。触发双向可控硅。BTA1~BTA4相应导通,电机M1~M4得电运转。
一分钟后。第二个计数脉冲到来,CD4017计数一次,此时,Q0=0,Q1=1,02=03=94=0,D3导通,D2、D4截止,T1、MOC1~MOC4继续导通,双向可控硅也继续导通,电机M1~M4继续运转。
又一分钟后第三个脉冲到来,CD4017又计数一次,此时,Q0=Q1=0,Q2=1。Q3=Q4=0,D4导通,D2、D3截止。T1同样导通,M1~M4继续运转,电机运转的标志是绿色发光二极管LED1点亮。当第四个脉冲到来时,CD4017又计数一次,此时Q0=Q1=Q2=O,Q3=1,D2、D3、D4都截止,故T1、MOC1~MOC4双向可控硅均截止,M1~M4停转1min。停转的标志是红色发光二极管LED2点亮。当第五个脉冲到来时,CD4017又计数一次,此时,Q0=Q1=Q2=Q3=0,Q4=1,分两路,一路通过D5反馈到IC2圈15脚,使CD4017复位。其状态是:Q0=1,Q1=Q2=Q3=Q4=O,第一个计数周期完成。在此周期内(4min),电机M1~M4运转了3min,暂停1min。以后第二个周期、第三个周期……,依次循环下去。另一路,由于Q4=1,通过D6、R19使光耦4N35导通,T2从饱和状态变成截止状态,即输出一个正脉冲到UP5140的计数输入端IN+(①脚),使计数显示器计数一次,即计数显示记录的是时钟周期数(4min)。这样,电机运转时间=时钟周期×显示器的计数值=4minx显示器的计数值C4的作用是吸收CD4017从QO→Q1或从Q1→Q2……切换时所产生的毛刺尖峰。C13的值取得较大,主要是延长UP5140清零时间,使系统正常运转后,计数显示器清零才结束,避免因电机启动瞬间受到干扰。因为。UP5140面板式计数显示器的灵敏度较高,很容易受干扰,如果出现干扰的话,只要把计数显示器的电源5V与控制器的电源9V分开。独立起来即可。此试验电路虽然简单,但是很实用。
各点波形如左图所示。
武汉黄锦田光耦4N35、三极管T2、R19~R22、C13及面板式4位计数器UP5140等组成计数显示电路。其中C13、R22组成计数器复位电路,上电时把UP5140计数显示器清零。