机电一体化题答疑，简述电路工作原理

Question

简述电路工作原理，图中w表示步进电机的一个线圈，OT为光耦，T为脉冲变压器，Ui为控制脉冲。，简述该电路图的工作原理；绘出图中W上的电流、电压波形图，试计算该电路的电路限流值，并说明为什么改变图中R8或R10的值可改变限流值的大小。

Answer 1

引自微信小程序：皆我百晓生：

1. 电路图的工作原理

根据电路图，可以分析出该电路的工作原理如下：

• 电源电压：电路图中有两个电源，一个是+15V，一个是+100V。
• 信号输入：脉冲控制信号Ui通过开关S+输入到OT（光耦）的输入端。
• OT（光耦）：OT是光耦（光电耦合器件），其输出端电流与输入端控制信号Ui的电压有关。
• R4：R4是一个电阻，起到限制电流的作用。
• 二极管VD2：VD2是一个二极管，具有整流功能。当VD2处于正向导通状态时，电流可以从+100V经过VD2流向W，而在反向时，VD2会阻断电流。
• W和R8：W表示步进电机的一个线圈，R8是该线圈对地的电阻，用于分压。

详细的工作原理描述如下：

1. 开关S+接通，使得控制信号Ui输入到OT的输入端。
2. OT根据输入信号Ui的电压，输出对应的电流。
3. 输出的电流通过R4流过VD2。
4. +100V电源经过VD2并流过R8、W，通过R10和R10接地。
5. 根据开关S+开关的状态，W上的电流和电压波形不同。

2. 图中W上的电流、电压波形图

根据电路图，W上的电流和电压波形图如下所示：

      ----------      ------------      ------------
Uw    |          |_____|            |_____|            |______
      ----------      ------------      ------------
        
Iw    -------       -------------       ------------
      |     |_______|             |_______|
      -------       --------------

      <--->     <-------->    <-------->    <-------->
       t1           t2          t3           t4

• t1到t2：通过R8、W、R10的电流逐渐增加，达到最大值。
• t2到t3：W上的电流保持不变，保持最大值。
• t3到t4：通过R8、W、R10的电流逐渐减小，最终为零。

3. 电路的限流值计算及改变限流值的大小

电路的限流值是由R4决定的。R4的电阻值越大，限流值也就越大；反之，R4的电阻值越小，限流值也就越小。

限流值的计算方法为：

限流值 = +100V / R4

说明：+100V电源通过二极管VD2和R4时，流过R4的电流即为限流值。因为VD2起到了限制电流的作用，所以限流值等于+100V电源电压与R4的电阻值之间的比值。

改变图中R8或R10的值可以改变限流值的大小的原因是：R8和R10是步进电机线圈连接至地的电阻，通过改变它们的电阻值，可以影响电路的总阻值。由于+100V电源通过整个电路时，电流的大小与电阻值成反比关系，因此改变R8或R10的值也会对限流值产生影响，使限流值变大或变小。

希望以上回答对你有所帮助！如有任何疑问，请继续追问。