Многоканальная МП система регулирования температуры
Особенности проектирования электрического аппарата на базе микропроцессора, способного измерять, регулировать температуру в заданном диапазоне температур. Обзор температурных датчиков. Обоснование выбора. Методы электрического расчета электронагревателей.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.09.2010 |
Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Сопротивление находим по формуле:
Ом;
Мощность рассеивания резистора :
Вт
Достаточно выбрать резистор мощностью 0,5 Вт.
2.7 Выбор силового тиристора
Основные параметры тиристоров, по которым производится выбор полупроводникового прибора для выбранного силового блока:
· Максимально допустимый ток через тиристор ;
· Обратное напряжение ;
· Минимальное управляющее напряжение ;
· Рассеиваемая мощность .
Из выбора схемы управления нагревателя по расчетам максимальный ток, проходящий через тиристор равен 10 А, максимальное напряжение приложенное к тиристору 242 В, управляющее напряжение с микропроцессора 5 В.
Максимальная мощность рассеиваемая тиристором:
Вт;
По нижеуказанным данным, по справочнику [3] выбираем тиристор марки ВТ152.
Основные параметры тиристора ВТ152:
· Максимально допустимый ток через тиристор А;
· Обратное напряжение В;
· Минимальное управляющее напряжение В;
· Рассеиваемая мощность Вт.
2.8 Электрический расчет электронагревателей
Задачей электрического расчета нагревателя является определение материала и основных размеров нагревателя - сечение, длины.
Расчет ведется на одну фазоветвь и одну ветвь в фазе, если есть еще параллельные ветви.
Исходные данные для расчета:
1) мощность нагревателя на фазоветвь Р=2000 Вт;
2) напряжение на нагревателе U=220 В;
3) температура, до которой нужно нагреть изделие Тн =170 .
По температуре нагрева выбирается материал нагревателя. Рабочая температура нагревателя должна быть больше температуры изделия и меньше максимально допустимой температуры для материала данного нагревателя.
По исходным данным диапазон регулирования температуры составляет 90-170. Для данных температур выбираем материал нагревателя - сортовая сталь (прокат). Характеристики материала нагревателя:
· максимальная рабочая температура 400-500;
· плотность 7860 кг/м3 при 20;
· удельное электрическое сопротивление 10•10-8 Ом•м при 0;
· теплоемкость 0,481•10-3 Дж/(кг•);
· теплопроводность 45-55 Вт/(м•);
· температурный коэффициент сопротивления 9•10-3 К-1.
Расчетные формулы для определения основных размеров нагревателя получаются совместным решением двух уравнений, одно из которых отражает условие теплообмена, а другое дает связь между электрическими параметрами.
Но
, ,
Тогда
Откуда
Из первого уравнения следует
,
где P- мощность нагревателя на фазоветви, кВт;
U- напряжение на нагревателе, В;
R- сопротивление нагревателя, Ом;
- удельное сопротивление материала нагревателя в горячем состоянии, Омм;
l- длина нагревателя, м.
S- сечение нагревателя, м2;
- периметр нагревателя, м;
Fн- площадка поверхности нагревателя, м2;
Wдоп- удельная поверхностная мощность реального нагревателя, Вт/м2;
d- диаметр проволочного нагревателя, м.
Приравниваем полученные выражения
Для нагревателя круглого сечения
и
Подставляя значение периметра и сечение в полученное равенство, выведем формулу для диаметра:
Откуда диаметр проволоки:
м;
Ом•м;
Удельная поверхностная мощность реального нагревателя или значение зависят от конструкции нагревателя, условий его размещения на стенках печи, материала нагреваемого изделия, а также от относительных тепловых потерь.
Выбираем проволочный зигзагообразный свободно подвешенный нагреватель, нагреваемый материал - алюминий.
Для него =0,68;
Удельная поверхностная мощность реального нагревателя определяется формулой:
Вт/м2;
где - удельная поверхностная мощность идеального нагревателя. Теоретически это вариант, когда тепловые потери отсутствуют и вся мощность от нагревателя передается изделию.
Величину удельной поверхностной мощности идеального нагревателя , полагая его абсолютно черным, определяемой по графикам зависимости (рис.2) от температуры изделия и рабочей температуры нагревателя Тн.
Вт/см2=0,01•104 Вт/м2;
Полученные значения округляются до ближайших значений по стандарту.
Выбираем диаметр проволочного нагревателя равным 6 мм.
м2;
Длина проволоки на фазоветвь:
м;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Цель бакалаврской работы успешно выполнена. Спроектирован электрический аппарат на базе микропроцессора, способный измерять и регулировать температуру в заданном диапазоне температур.
При выполнении бакалаврской работы мною были закреплены навыки работы с технической, справочной и методической литературой, действующими отраслевыми и государственными стандартами, получен опыт разработки конструкторской документации.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гордон А. Н. Основы температурных измерений. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 304 с.
2. Крамарухин Ю. Е. Приборы для измерения температуры. - М: Машиностроение, 1990. - 208 с.
3. Тули М. Карманный справочник по электронике: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 176 с.
4. Микросхемы АЦП и ЦАП. - М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2005.- 432 с.
5. Гусев В. Г. Электроника и микропроцессорная техника. - М: Высшая школа, 2005. - 790 с.
6. Коваленко А. А. Основы микроэлектроники. - М: Издательский центр «Академия», 2006. - 240 с.
7. Ефимов И. Е., Козырь И. Я. Микроэлектроника: Проектирование, виды микросхем, функциональная микроэлектроника. - М: Высшая школа, 1987. - 416 с.
8. Лачин В. И., Савелов Н. С. Электроника. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 703 с.
9. Основы метрологии и электрические измерения. Под ред. Е. М. Душина.- Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 480 с.
10. Пароль Н. В. Знакосинтезирующие индикаторы и их приминение: Справочник. - М.: Радио и связь, 1988. - 128 с.
11. Электротехнологические промышленные установки. Под ред. А. Д. Свенчанского. - М.: Энергоиздат, 1982. - 399 с.
12. Проектирование электрических аппаратов. Под ред. Г. Н. Александрова.- Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 448 с.
13. Семенов Б. Ю. Силовая электроника: от простого к сложному. - М.: Солон-пресс, 2006. - 416 с.
Подобные документы
Электромагнитное поле. Система дифференциальных уравнений Максвелла. Распределение потенциала электрического поля. Распределения потенциала и составляющих напряженности электрического поля и построение графиков для каждого расстояния. Закон Кулона.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.05.2016Работа сил электрического поля при перемещении заряда. Циркуляция вектора напряжённости электрического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь между напряжённостью и потенциалом электрического поля. Эквипотенциальные поверхности.
реферат [56,7 K], добавлен 15.02.2008Этапы реконструкции существующей линии на базе электрического кабеля связи с заменой системы передачи между г. Казань и г. Набережные Челны. Проектирование вновь строящейся линии с использованием оптических кабелей между г. Набережные Челны и г. Уфа.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 05.11.2011Образование электрического тока, существование, движение и взаимодействие заряженных частиц. Теория появления электричества при соприкосновении двух разнородных металлов, создание источника электрического тока, изучение действия электрического тока.
презентация [54,9 K], добавлен 28.01.2011Чувствительность датчиков, их классификация по тем величинам, которые они должны измерять (датчики давления, датчики уровня). Основные типы датчиков сопротивления и их характеристики. Устройство емкостных и струнных датчиков, свойства фотоэлементов.
реферат [23,4 K], добавлен 21.01.2010Силовые линии напряженности электрического поля для однородного электрического поля и точечных зарядов. Поток вектора напряженности. Закон Гаусса в интегральной форме, его применение для полей, созданных телами, обладающими геометрической симметрией.
презентация [342,6 K], добавлен 19.03.2013Основные этапы проектирования электрического двигателя: расчет параметров якоря и магнитной системы машины постоянного тока, щеточно-коллекторного узла и обмотки добавочного полюса. Определение потери мощности, вентиляционных и тепловых характеристик.
курсовая работа [411,3 K], добавлен 11.06.2011Принципы проектирования электрического фильтра и усилителя напряжения. Анализ спектра сложного периодического сигнала. Оценка прохождения входного сигнала через радиотехнические устройства. Разработка схем электрического фильтра и усилителя напряжения.
курсовая работа [323,7 K], добавлен 28.03.2015Действие электрического тока на организм человека. Факторы, влияющие на исход поражения током. Нормирование напряжений прикосновения и токов через тело человека. Эквивалентная схема электрического сопротивления различных тканей и жидкостей тела человека.
контрольная работа [69,3 K], добавлен 30.10.2011Понятие электрического тока как упорядоченного движения заряженных частиц. Виды электрических батарей и способы преобразования энергии. Устройство гальванического элемента, особенности работы аккумуляторов. Классификация источников тока и их применение.
презентация [2,2 M], добавлен 18.01.2012